cromatografia laboratorios -BioGuion

DEPARTAMENTO DE QUMICA ORGNICA

FACULTAD DE CIENCIAS QUMICAS

UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID

28040 MADRID

Tfno:+(34)913944231

Fax: +(34)913944103

E-mail: [email protected]

PRCTICAS DE QUMICA APLICADA A LA BIOLOGA

Curso 2015-2016

PRIMER CURSO

GRADO EN BIOLOGA

NDICE

Pg

Calificacin del Laboratorio de Qumica 1

Normas que rigen el funcionamiento del Laboratorio de Qumica 2

Normas de seguridad 3

Material de Laboratorio 5

Relacin de material en las taquillas 8

Relacin de material adicional 9

Prctica 1: cidos y bases 11

Prctica 2: Oxidantes y reductores 21

Prctica 3: Cromatografa de adsorcin 27

Prctica 4: Extraccin 35

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CALIFICACIN DEL LABORATORIO DE QUMICA

El laboratorio consta de 4 Sesiones de 2,5 horas de duracin cada una, en las que se realizarn 4 Prcticas relacionadas con el contenido terico de la asignatura.

La realizacin de todas las Prcticas es obligatoria. La falta de asistencia a alguna de las Sesiones de Prcticas supondr la calificacin de no apto en las Prcticas de laboratorio y consecuentemente en la asignatura. Slo en casos justificados documentalmente, se atendern cambios de grupo o recuperaciones de Prcticas. Para ello, el alumno debe ponerse en contacto a la mayor brevedad posible, con el Coordinador de Prcticas.

Durante cada una de las Sesiones de Prcticas, cada alumno, adems de realizar las experiencias asignadas, deber ir rellenando la Memoria correspondiente con los resultados obtenidos y su interpretacin. Dicha Memoria ser entregada a su profesor 3 das despus de finalizar sus Prcticas. La no entrega de dicha memoria en el plazo establecido supondr una calificacin de suspenso en la convocatoria de febrero y la necesidad de superar un examen prctico en la convocatoria extraordinaria de septiembre.

El alumno obtendr una nota en la que se incluir tanto la labor realizada en las Sesiones como la Memoria. Esta nota, siempre que sea de al menos 4.0, constituye el 60% de la nota de Prcticas. El alumno debe obtener al menos un 4.0 en esta nota para aprobar las Prcticas.

Durante el examen final de la asignatura el alumno realizar, junto con la parte de Teora, un examen escrito sobre el contenido de las Prcticas, cuya nota constituye el otro 40% de la nota de Prcticas. El alumno debe obtener al menos un 4.0 en esta nota para aprobar las Prcticas.

La nota de Prcticas (60% Sesiones + Memoria y 40% examen) constituir a su vez el 15% de la calificacin de la asignatura. Si el alumno suspende el examen escrito, puede repetirlo en septiembre; no as si suspende la parte prctica, por faltas de asistencia.

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NORMAS QUE RIGEN EL FUNCIONAMIENTO DEL LABORATORIO DE QUMICA

Los alumnos debern acudir al laboratorio provistos del siguiente material:

Bata blanca

Ficha cumplimentada con fotografa

Guin de Prcticas

Memoria de Prcticas

Pao de algodn

Guantes de ltex/vinilo

Rotulador de vidrio

Candado de arco largo

Los alumnos debern leer las normas de seguridad que se recogen en las pginas 3 y 4 del Guin antes de comenzar a realizar la primera Prctica. Cada alumno firmar una hoja poniendo de manifiesto que ha sido informado sobre dichas normas.

Antes de acudir al laboratorio para comenzar una Sesin de Prcticas es preciso haber preparado la Prctica que se vaya a realizar ese da: esto incluye haber ledo el Guin, comprendido el fundamento terico de la misma y realizado los clculos previos. No ha de iniciarse un proceso sin haber comprendido antes la finalidad de todas las operaciones. En caso de duda, pregunte siempre al profesor antes de actuar.

Todos los das, al finalizar la Sesin de Prcticas, los alumnos comprobarn que en su taquilla se encuentra todo el material que figura en el listado correspondiente, firmarn la correspondiente hoja de material.

El uso de la bata y de las gafas de seguridad es obligatorio durante toda la Sesin de Prcticas. La inobservancia de esta norma supondr la expulsin del laboratorio, con la consecuente calificacin de 0 en la prctica.

Est terminantemente prohibido fumar, comer o beber en el laboratorio.

Est prohibido verter productos qumicos por los desages. Todos los residuos generados en el desarrollo de las Prcticas se debern depositar en los recipientes habilitados para su recuperacin o eliminacin.

Est prohibido terminantemente llevar a cabo cualquier experiencia distinta de las indicadas en el Guin de Prcticas, o modificar las condiciones en que se llevan a cabo, salvo expresa indicacin de su profesor.

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NORMAS DE SEGURIDAD

o Ha de tenerse orden en la manipulacin del material y en la colocacin de los distintos reactivos.

o Tenga presente que muchos reactivos son txicos. Todas las operaciones en las que se desprendan gases, vapores o humos corrosivos, deben de realizarse bajo vitrina o en su defecto al lado de una ventana.

o Los disolventes orgnicos no se vertern nunca por los desages. Se almacenarn en unos bidones de plstico disponibles en el laboratorio. Se diferenciar entre disolventes halogenados y no halogenados.

o No se deben arrojar a la pila residuos slidos (tapones, trozos de plato poroso) que puedan obturar el desage, sino a la papelera. Los trozos de vidrio se depositarn en el contenedor adecuado.

MEDIDAS PREVENTIVAS Y PRECAUCIONES QUE DEBEN TOMARSE EN CASO DE ACCIDENTE

o No deben utilizarse lentes de contacto ya que, en caso de accidente, pueden introducirse partculas de reactivos o disolventes entre la lente y el ojo.

o Es absolutamente necesario evitar la inhalacin de vapores de cloro, bromo, cido nitroso y cido ntrico, as como de los correspondientes a disolventes orgnicos.

o No se debe pipetear con la boca ningn compuesto orgnico ni inorgnico. Utilice siempre un aspirapipetas.

o En caso de que un reactivo penetre en los ojos, se acudir rpidamente al grifo ms cercano, se aclarar con agua abundante durante aproximadamente 5 minutos y se avisar al Profesor responsable.

o Ante una quemadura producida por cidos, se lavar bien con agua la parte donde ha cado el cido y luego se pondr bicarbonato sdico sobre la piel quemada.

o Las quemaduras con calor se tratan aplicando pomadas para quemaduras.

PRECAUCIONES EN EL TRABAJO DE LABORATORIO

o En el calentamiento de tubos de ensayo con reactivos, debe de evitarse que la boca del tubo se halle dirigida hacia los compaeros inmediatos o hacia s mismo, para evitar que una posible proyeccin del reactivo pueda producir lesiones o quemaduras.

o No se olvide que el vidrio es frgil y resulta peligroso introducir tubos de vidrio a presin, termmetros, etc. a travs de orificios practicados en tapones de corcho o goma. Si hay que practicar esta operacin, se proteger la mano con un pao, para evitar cortes y se lubricarn previamente los tubos con glicerina o agua.

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o No debe emplearse agua para apagar un incendio de un lquido no miscible. Con esto slo se contribuye a extender el fuego. Utilizar el extintor ms cercano.

o No se pueden manipular lquidos inflamables en la proximidad de mecheros encendidos.

o Cuando sea necesario aadir H2SO4 concentrado a un lquido, ste debe de encontrarse completamente fro y el cido debe adicionarse muy lentamente. La adicin brusca de H2SO4 sobre agua da lugar a proyecciones violentas con grave peligro para los ojos.

o No se deben introducir pipetas en las botellas o frascos generales de reactivos, para evitar riesgos de contaminacin. Se introduce en un recipiente (vaso de precipitados) la cantidad aproximada que se vaya a necesitar, y se introduce en l la pipeta. De igual forma, los reactivos sobrantes nunca se devolvern a sus recipientes originales. Es mejor, si ha sobrado mucho, pasar dicho reactivo a otro compaero que pueda necesitarlo.

MATERIAL DE LABORATORIO

Conservacin del material

o La calefaccin se efectuar gradualmente para evitar cambios bruscos de temperatura que ocasionan su rotura.

o Se debern lubricar las superficies esmeriladas, extendiendo sobre ellas una capa fina de vaselina o grasa, para evitar que se agarroten.

Limpieza del material

o Todo el material que se utiliza en el laboratorio debe limpiarse inmediatamente despus de su uso. Para ello, se utilizar la escobilla con agua y jabn y, una vez limpio, en el caso de la columna para cromatografa, se aplicar a continuacin una pequea cantidad de acetona. No se secar el material con papel. Pasado algn tiempo los residuos de reactivos se adhieren a la superficie del vidrio y resulta ms difcil eliminarlos. Los recipientes aforados y graduados (pipetas, probetas, etc...) deben limpiarse en fro; nunca calentarse!

o Cualquier slido o lquido que se derrame, tanto por la mesa como por el suelo, deber ser limpiado inmediatamente. En caso de duda sobre el mejor mtodo a seguir en cada caso, consultar al Profesor.

o Al terminar el periodo de Prcticas el material debe quedar limpio y ordenado dentro de la taquilla correspondiente, tanto el particular como el de uso general. Los reactivos quedarn ordenados (no cambiados de mesa ni abandonados junto a las balanzas).

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MATERIAL DE LABORATORIO

Es necesario que, antes de comenzar cualquier trabajo experimental, el alumno conozca perfectamente el material que debe utilizar. El objetivo de estas lneas es familiarizarle con el material utilizado habitualmente en un laboratorio de qumica, y que comience a discernir para qu tipo de operaciones se requiere cada uno de los dispositivos disponibles.

A continuacin se muestra unos dibujos de algunos de los utensilios utilizados con mayor frecuencia en un laboratorio.

Frasco lavador

Filtro de pliegues

Pie o soporte

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Vaso de precipitados

Matraz Erlenmeyer

Tubo de ensayo

Embudo de extraccin

Probeta

Pipeta

Vidrio de reloj

Vial

Aro con nuez

Embudo cnico

Pinza de bureta

Matraz fondo redondo

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Columna de cromatografa

Embudo bchner

Pipeta Pasteur

Matraz kitasato

Nuez

Bureta

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RELACIN DE MATERIAL EXISTENTE EN TAQUILLAS

A continuacin se expone la relacin de material existente en cada taquilla. Al ir a utilizar la taquilla, el alumno deber comprobar que en ella est todo el material que se relaciona y que se encuentra en buen estado. En caso contrario lo pondr en conocimiento del profesor para su inclusin o sustitucin. Al finalizar cada Sesin de Prcticas, es necesario comprobar que la taquilla contiene todo su material (perfectamente limpio!).

1 Aro con nuez

1 Aro de corcho

1 Aspirapipetas azul (para 1 mL)

1 Aspirapipetas verde (para 5-10mL)

1 Bureta

1 Columna de cromatografa

1 Cubeta de cromatografa

1 Embudo cnico

1 Embudo de extraccin con tapn

2 Erlenmeyer de 100 mL

2 Erlenmeyer de 250 mL de boca ancha

1 Esptula

2 Gafas de seguridad

1 Gradilla

1 Matraz de fondo redondo de 100 mL

2 Pinzas de bureta con sus nueces

1 Pipeta de 1 mL

1 Pipeta de 10 mL

1 Pipeta de 5 mL

2 Pipetas Pasteur con chupete

1 Probeta de 100 mL

10 Tubos de ensayo

6 Tubos de pH

1 Varilla de vidrio

1 Vaso de precipitados de 100 mL

1 Vaso de precipitados de 250 mL

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RELACIN DE MATERIAL ADICIONAL

Capilares de vidrio

Cromatofolios

Cter

Estufa

2 Granatarios

pH-metros (1 por cada 2 puestos)

Placas calefactoras (1 por cada 2 puestos)

Regla

2 Rotavapores

Soportes

Tijeras

Viales

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PRCTICA 1: CIDOS Y BASES

Objetivos

En esta Prctica se estudiar el comportamiento cido-base de algunas sustancias y al mismo tiempo se utilizarn distintos mtodos de medida o estimacin del pH.

En el apartado I se estudiarn las disoluciones reguladoras o tampn, tanto su preparacin como su capacidad amortiguadora.

En el apartado II se determinar la acidez de un vinagre comercial, estimada como concentracin de cido actico, mediante su valoracin con una base fuerte.

I. EQUILIBRIOS CIDO-BASE

1. Fundamento

1.1 Concepto de cido y base

Los cidos y las bases constituyen una clase de compuestos qumicos de gran inters. El concepto de cido y base ha evolucionado a lo largo del desarrollo de la qumica. Una primera definicin de estos compuestos fue dada por Arrhenius:

cido: Toda sustancia que al disolverse en agua cede iones H+.

Base: Toda sustancia que al disolverse en agua cede iones OH-.

El criterio limitaba las reacciones cido-base a sistemas en los que el agua fuese el disolvente; adems no explicaba el carcter cido o bsico de muchas sustancias que no son compuestos hidrogenados o hidroxilados. Una nueva definicin de estos trminos, ms general y que permita establecer una comparacin entre las fuerzas de los mismos, fue dada por Brnsted y Lowry independientemente en 1923.

cido: Sustancia capaz de ceder protones.

Base: Sustancia capaz de aceptar protones.

Esto se representa por la siguiente ecuacin:

cido1 Base1 + H+

Los protones no pueden existir libres en disolucin. La reaccin slo tiene lugar si hay otra sustancia capaz de aceptarlos:

Base2 + H+ cido2

La ecuacin estequiomtrica del proceso cido-base real se obtiene combinando las dos ecuaciones anteriores:

cido1 + Base2 Base1+ cido2

A los sistemas cido1/Base1 y cido2/Base2 se les denomina pares cido-base conjugados. Una reaccin cido-base es un proceso de transferencia de protones entre dos pares conjugados. Segn el sistema de Brnsted-Lowry, la fortaleza de un cido se mide por su tendencia a donar un protn, mientras que la de una base se mide por su tendencia a aceptar un protn.

Una definicin ms amplia fue dada por Lewis, tambin en 1923. Segn este cientfico, cido es una especie con un orbital vacante, capaz de aceptar un par de electrones, y base es una especie que puede donar un par electrnico, para formar un enlace covalente coordinado. Esta definicin es ms general y permite clasificar como cidos o bases muchas sustancias que no

cidos y bases

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quedan incluidas en las anteriores definiciones. No obstante, para sistemas acuosos se emplea normalmente la definicin de Brnsted-Lowry y sta es la que se considerar en este trabajo prctico.

1.2. Concepto de pH

Una de las propiedades ms importantes de una disolucin acuosa es su concentracin en iones hidrgeno, que se representan por H+ o H3O+. Este ion ejerce un gran efecto sobre la solubilidad de muchas especies inorgnicas y orgnicas, sobre la naturaleza de especies y complejos catinicos presentes en una disolucin, y sobre la velocidad de muchas reacciones qumicas llevadas a cabo en este medio.

La concentracin de ion H+ se expresa mediante el pH de la disolucin, que se define por la siguiente expresin:

pH = - log [H+], donde [H+] es la concentracin del ion

En disoluciones acuosas se cumple siempre la siguiente relacin para el producto inico del agua KW:

[H+] [OH-] = KW = 1.010-14 a 25 C

En disoluciones neutras [H+] = [OH-] y, por tanto, segn la ecuacin anterior, su pH ser igual a 7. Las disoluciones en las que [H+] > [OH-] se llaman disoluciones cidas y tendrn pH < 7; aqullas en las que [H+] < [OH-] se llaman disoluciones bsicas y tendrn un pH > 7.

1.3. Medida del pH

El pH de una disolucin se puede medir experimentalmente de dos modos:

a) Mediante indicadores. Un indicador cido-base es, en general, un cido dbil o una base dbil que presenta colores diferentes en su forma disociada y sin disociar. Este cambio de color va asociado a un cambio de estructura.

Imaginemos un indicador que sea un cido dbil, al que genricamente representamos por HIn, y que en esta forma presenta un color al que denominamos A, mientras que en forma ionizada In- presenta un color B. El color de la disolucin que contiene al indicador depender de la concentracin relativa entre las formas disociada y sin disociar. Para el proceso:

HIn + H2O In- + H3O+

[In-] [H3O+] [In-] Ka Ka Ka = ----------------- ------ = --------- = ------

[HIn] [HIn] [H3O+] pH

y por tanto la relacin de concentraciones depende del pH de la disolucin.

En general, el ojo humano es capaz de distinguir netamente cada uno de los dos colores cuando la concentracin de una de las formas es aproximadamente 10 veces la concentracin de la otra, es decir, si:

[In-] ------- 10 la disolucin presenta color B [HIn]

[In-] ------- 0.1 la disolucin presenta color A [HIn]

cidos y bases

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[In-]

0.1 ------- 10 la disolucin presenta un color intermedio entre A y B

[HIn] que se modifica gradualmente

El cambio neto de color del indicador se denomina viraje, y el intervalo de pH en el que se produce el cambio de color se denomina intervalo de viraje. Para un indicador dado este intervalo de viraje sera:

[In-] pH = pK + log -------

[HIn]

[In-] color B ------- = 10 pH = pK + 1 [HIn]

[In-] color A ------- = 0.1 pH = pK 1

[HIn]

luego el intervalo de viraje corresponder a: pH = pK 1

b) Mediante un aparato llamado pH-metro. Este consta de dos electrodos que se sumergen en la disolucin en estudio. El potencial de uno de ellos, electrodo indicador, depende del valor del pH del medio, mientras que el potencial del otro, electrodo de referencia, es fijo. El potencial entre los dos electrodos est relacionado, por tanto, con el pH. El pH-metro est diseado de forma que la lectura en la escala representa directamente el pH de la disolucin, para lo cual es necesario hacer un calibrado previo con una sustancia de pH conocido. Un pH-metro proporciona una medida del pH ms precisa que la obtenida con un indicador.

1.4. Clculo de pH de disoluciones acuosas

1.4.1. cidos y bases

cidos y bases fuertes son aqullos que en disolucin acuosa experimentan una disociacin completa. Como ejemplos tpicos podemos citar el cido clorhdrico y el hidrxido de sodio. Reciben el nombre de cidos y bases dbiles aqullos que en disolucin acuosa experimentan una disociacin incompleta (excepto a dilucin infinita), como por ejemplo el cido actico.

El equilibrio de disociacin de un cido dbil HA en disolucin acuosa se representa:

HA A- + H+

y en el equilibrio se cumple:

[H+] [A-] [HA] Ka = -------------- [H+] = Ka -------

[HA] [A-]

cidos y bases

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siendo Ka la constante de disociacin del cido dbil.

1.4.2. Sales

La acidez o basicidad de las disoluciones de diferentes sales en agua se puede interpretar en funcin de su disociacin completa para formar iones libres que presentan propiedades de cido o base.

Las bases conjugadas de los cidos dbiles y los cidos conjugados de las bases dbiles reaccionan con el agua modificando el pH de sta. En el primer caso dan carcter bsico, y en el segundo carcter cido. Esta reaccin del ion con el agua recibe el nombre de hidrlisis.

As, un anin A- (por ejemplo, el ion acetato) procedente de un cido dbil HA (por ejemplo, el cido actico) da la siguiente reaccin con agua:

A- + H2O HA + OH-

Y un catin B+ (por ejemplo el ion amonio) procedente de una base dbil (por ejemplo, el amoniaco) da la siguiente reaccin con agua:

B+ + H2O BOH + H+

Supongamos que queremos conocer el pH resultante al disolver una sal AB, siendo A- un ion procedente de un cido dbil HA y B+ un ion procedente de una base fuerte. El anin A- ser por tanto una base que se hidrolizar en agua. La concentracin de OH- se calcular entonces a partir de la constante de equilibrio de basicidad Kb, que se puede a su vez relacionar con la de acidez Ka del cido HA:

A- + H2O HA + OH- Kb

[HA] [OH-] [H+] KW Kb = ------------------------- ------- = Kb

[A-] [H+] Ka

[OH-]2

Kb = ------------- [OH-] = [A-]

Anlogamente, se obtendran los valores de [H+] o de [OH-] para las distintas sales.

1.4.3. Disoluciones reguladoras, amortiguadoras o tampones

El pH de las disoluciones normales vara bruscamente por dilucin o por ligeras adiciones de cidos o bases. Por ejemplo, si a 1 litro de agua pura (pH 7) se le aade 1 mL de HCl 0.1 M, el pH pasa a ser 4, ya que el agua ha pasado a ser una disolucin 10-4 M de HCl y, puesto que al ser un cido fuerte est totalmente disociado, la concentracin de H+ es 10-4 M.

Sin embargo, existen determinadas disoluciones, denominadas reguladoras, amortiguadoras o tampones, que se caracterizan porque su pH apenas vara con la dilucin o con pequeas adiciones de cido o de base. Estas disoluciones estn formadas por un cido dbil y su base conjugada o por una base dbil y su cido conjugado. En la prctica se preparan mezclando un cido o una base dbil con una de sus sales totalmente disociada, como por ejemplo: cido actico + acetato sdico, cido brico + borato sdico, amoniaco + cloruro amnico, etc., o aadiendo una base (o un cido) fuerte a una disolucin de un cido (o una base) dbil.

En el caso de una disolucin reguladora constituida por un cido dbil HA y su base conjugada A-, el pH se calcula del siguiente modo:

cidos y bases

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HA A- + H+

A- + H2O HA + OH-

[H+][A-] [HA] Ka = -------------- [H+] = Ka -------

[HA] [A-]

El pH depende, por tanto, de dos factores: el valor de la constante de disociacin del cido dbil, Ka, y la relacin de las concentraciones del par cido-base conjugado (es decir, del cido y de la sal). El pH puede calcularse tomando logaritmos y cambiando signos en la expresin anterior. Se obtiene:

[A-] [sal] pH = pKa + log -------- = pKa + log ------------------

[HA] [cido]

En esta relacin (que se conoce como ecuacin de Henderson-Hasselbalch) se pueden utilizar directamente las concentraciones iniciales del cido y la sal que constituyen la disolucin amortiguadora. De manera similar se obtiene el pH de una disolucin reguladora constituida por una base dbil y su sal.

Cuando se aaden pequeas cantidades de un cido o una base a la disolucin amortiguadora, la relacin [A-]/[HA] se modifica poco y el pH, por tanto, no vara prcticamente. En este caso se emplea lo que se conoce como ecuaciones de Henderson-Hasselbalch modificadas:

[base (sal)] - [cido aadido] pH = pKa + log ---------------------------------------

[cido] + [cido aadido]

y

[base (sal)] + [base aadida] pH = pKa + log ---------------------------------------

[cido] [base aadida]

Si un tampn se diluye, se modifican [A-] y [HA] pero la relacin entre dichas concentraciones no cambia, por lo que el pH permanece constante.

Las disoluciones amortiguadoras son ms efectivas frente a cambios de pH en uno u otro sentido cuando las concentraciones de HA y A- son aproximadamente las mismas. En estas

condiciones se cumple que pH pKa. Por esta razn, normalmente se selecciona como tampn aqul cuya forma cida tiene un pKa prximo al pH deseado.

2. Parte experimental: Preparacin de una disolucin reguladora y medida del pH

2.1. Material

- Aspirapipetas

- Gradilla con 6 tubos para pH-metro

- Papel indicador

- Pipeta de 1 mL graduada



cidos y bases

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- Pipeta Pasteur con chupete

- pH-metro

- Varilla de vidrio

2.2. Reactivos

- NaH2PO4 0.07 M

- Na2HPO4 0.07 M

- HCl 0.15 M

- NaOH 0.15 M

- Agua destilada

2.3. Procedimiento (Se trabajar por parejas)

Se desea preparar 10 mL de una disolucin reguladora NaH2PO4 / Na2HPO4 de pH 7.4.

1. Antes de comenzar la Prctica se debe calcular el volumen necesario que se debe emplear de las disoluciones de NaH2PO4 0.07 M y Na2HPO4 0.07 M. Dato: pKa (H2PO4-) = 7.2

2. En un vaso de precipitados se aaden con ayuda de una pipeta adecuada los volmenes calculados de las disoluciones de NaH2PO4 y Na2HPO4.

3. Se preparan 6 tubos de ensayo limpios. Se aaden con una pipeta las siguientes disoluciones:

Tubo 1: 5.0 mL de disolucin reguladora

Tubo 2: 5.0 mL de disolucin reguladora y 0.5 mL de HCl 0.15 M

Tubo 3: 5.0 mL de disolucin reguladora y 0.5 mL de NaOH 0.15 M

Tubo 4: 5.0 mL de H2O

Tubo 5: 5.0 mL de H2O y 0.5 mL de HCl 0.15 M

Tubo 6: 5.0 mL de H2O y 0.5 mL de NaOH 0.15 M

4. Se mide el pH de cada una de las disoluciones anteriores mediante papel indicador.

5. Se mide el pH de cada una de las disoluciones anteriores con el pH-metro.

II. VALORACIONES CIDO-BASE

1. Fundamento

1.1. Volumetra

El anlisis volumtrico, llamado corrientemente volumetra, consiste en la determinacin del volumen de una disolucin de concentracin conocida, que reacciona con otra disolucin de la sustancia a analizar. El anlisis volumtrico se puede realizar con numerosas reacciones qumicas, que se pueden agrupar en varios tipos principales: reacciones de neutralizacin (se llama entonces acidimetra o alcalimetra), reacciones de oxidacin-reduccin, reacciones de precipitacin y reacciones de formacin de complejos.

La operacin de hallar el volumen de la disolucin de concentracin conocida, o disolucin patrn, necesario para completar la reaccin se llama valoracin. La concentracin de la

cidos y bases

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disolucin patrn debe conocerse con exactitud. Normalmente se determina por valoracin con un material de referencia altamente purificado denominado patrn primario.

La finalidad de la valoracin es la adicin de disolucin patrn en cantidad tal que sea estequiomtricamente equivalente a la sustancia objeto de la determinacin con la cual reacciona: esta condicin se alcanza en el punto de equivalencia. El punto final en la valoracin se determina observando cambios fsicos asociados con el mismo.

Es necesario disponer de algn medio para conocer el punto final de la reaccin volumtrica. La deteccin del punto final implica la observacin de alguna propiedad de la disolucin que cambie de manera caracterstica. Se han empleado numerosas propiedades, como por ejemplo:

- Color, debido al reactivo o a algn indicador.

- Enturbiamiento, por la formacin de una fase insoluble.

- Cambios en la conductividad elctrica de la disolucin.

1.2. Valoracin cido-base

Si se desea determinar la concentracin de un cido o una base en disolucin se le hace reaccionar con una base o cido, respectivamente, (disolucin valorante) cuya concentracin sea perfectamente conocida. A este proceso se le llama valoracin cido-base. El punto de equivalencia de una valoracin se define tericamente como el punto en el cual la cantidad de valorante agregado es estequiomtricamente equivalente a la sustancia objeto de la determinacin.

Para la siguiente reaccin de valoracin:

a cido + b Base c Sal + d H2O

Vbase Mbase = Nmero de moles de base

Vcido Mcido = Nmero de moles de cido

En el punto de equivalencia, de acuerdo con la estequiometra de la reaccin, se cumple que: Nmero de moles de OH - = Nmero de moles de H+

a x nmero de moles de base = b x nmero de moles de cido

es decir a x Vbase Mbase = b x Vcido Mcido

Cuando la reaccin se produce entre un cido fuerte y una base fuerte, el pH correspondiente a la neutralizacin completa (punto de equivalencia) es 7. Si un cido dbil se valora con una base fuerte, el pH del punto de equivalencia es mayor que 7 (hidrlisis del anin del cido) y cuando es una base dbil la que se valora el pH es menor que 7 (hidrlisis del catin de la base).

En todo caso, en el punto de equivalencia se produce un cambio brusco del pH. Por ello, este punto puede detectarse utilizando un pH-metro o mediante el empleo del indicador adecuado.

1.3. Valoracin con indicador

Los indicadores tienen un carcter ms dbil como cido o como base que el cido y la base que intervienen en la valoracin, de modo que no reaccionan de forma permanente con el agente valorante ni con el agente valorado hasta que el proceso de reaccin entre valorante y valorado haya concluido. Como los indicadores consumen agente valorante deben usarse en muy pequea cantidad.

Para el empleo correcto de los indicadores cido-base stos deben cumplir los siguientes requisitos:

cidos y bases

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- Su intervalo de viraje debe contener al punto de equivalencia de forma que ste y el punto final de la valoracin (aquel en el que el indicador cambia de color) coincidan lo ms posible.

- Hay que usar cantidades muy pequeas de indicador para no introducir errores por consumo de reactivos.

- El punto final de la valoracin debe ser el primer cambio neto de color detectable que permanezca durante 20 30 segundos.

2. Parte experimental: Determinacin de la acidez total de una muestra de vinagre

2.1. Material

- Aspirapipetas

- Bureta de 25 mL graduada en dcimas de mL

- Erlenmeyer 250 mL

- Pinza de bureta con nuez

- Pipeta de 5 mL


- Probeta de 100 mL

- pH-metro

- Soporte

2.2. Reactivos

- Vinagre comercial

- NaOH 0.5 M

- Disolucin de fenolftalena al 1% en etanol

2.3. Procedimiento

El vinagre es una disolucin que contiene diferentes tipos de cidos (principalmente cido actico) adems de otros componentes como sulfatos, cloruros, dixido de azufre, etc. Un ndice de la calidad de un vinagre es la denominada acidez total (o grado actico) que es la cantidad total de cidos que contiene el vinagre expresada como gramos de cido actico (cido dbil, Ka = 1.8 x 10-5) por 100 mL de vinagre.

La cantidad total de cidos puede determinarse fcilmente por valoracin con una disolucin de hidrxido sdico, calculndose la concentracin en cido actico a partir de la ecuacin de la reaccin cido-base ajustada:

CH3-COOH + NaOH CH3COO-Na+ + H2O

Teniendo en cuenta la estequiometra de la reaccin, en el punto de equivalencia se cumplir que:

n de moles de cido = n de moles de base,

o lo que es lo mismo:

Mcido.Vcido = Mbase.Vbase

Conocidos tres factores de la ecuacin anterior podr calcularse el cuarto.

En el punto de equivalencia de esta valoracin el pH de la disolucin ser bsico (debido a la presencia de ion acetato) y, por tanto, para detectar el punto final de esta valoracin hay que elegir un indicador que cambie de color al pH adecuado (fenolftalena).

cidos y bases

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1. Se prepara la bureta limpindola, homogeneizndola con una pequea porcin (5 mL) de la disolucin de base (NaOH) y llenndola (sin embudo y eliminando las posibles burbujas de aire) hasta el punto de enrase con esta disolucin. Asegurarse de que la llave no pierde y secar la parte exterior de la bureta.

2. Se miden exactamente 2 mL de vinagre, previamente filtrado, y se introducen en un Erlenmeyer de 250 mL.

3. Se aaden unos 100 mL de agua destilada para diluir la muestra y conseguir una disolucin dbilmente coloreada en la que pueda observarse con claridad el viraje del indicador.

4. Se aaden cuatro gotas de fenolftalena (indicador).

5. Se aade, gota a gota, la disolucin de NaOH desde la bureta al Erlenmeyer, agitando continua y suavemente, hasta que se produzca el viraje del indicador. En ese instante se habr alcanzado el punto final de la valoracin.

6. Se anota el volumen de NaOH utilizado, leyendo el menisco de la bureta a la altura de los ojos.

7. Se repite la valoracin rellenando la bureta si es necesario y haciendo una nueva lectura inicial antes de comenzar la valoracin.

8. Se calcula el nmero de moles de cido presentes en la muestra valorada.

9. Se calcula la concentracin inicial del vinagre utilizado.

10. Medir el pH del punto final de la valoracin utilizando el pHmetro.

11. Anotar la concentracin mostrada en la etiqueta de la botella de vinagre (normalmente en grados , que es la concentracin de cido actico expresada como % en volumen; dAcOH = 1,05 g/mL).

Es recomendable realizar una primera valoracin rpida y una segunda ms lenta, sobre todo cuando estemos prximos al punto final aproximado detectado en la primera.

cidos y bases

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Oxidantes y reductores

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PRCTICA 2: OXIDANTES Y REDUCTORES

Objetivos

Las disoluciones de perxido de hidrgeno al 3% (peso/volumen), denominada agua oxigenada oficial, se emplean para la desinfeccin. Este fuerte oxidante tiene un amplio espectro germicida ya que es eficaz frente a bacterias, hongos e incluso al virus del SIDA y formas resistentes como esporas y quistes; adems esta desinfeccin se realiza en un perodo de tiempo corto.

El hierro es uno de los nutrientes vegetales que ms problemas presenta en cuanto a la nutricin de los cultivos. Esto se debe en gran medida a que, en sistemas aireados en el rango de los pH fisiolgicos, la concentracin de iones Fe3+ y Fe2+es inferior a 10-15 M, insuficiente para cubrir las necesidades de los vegetales. Por lo tanto, en los suelos y disoluciones nutritivas son los quelatos de Fe(III) y ocasionalmente los de hierro(II) las formas predominantes de hierro soluble. Por regla general, los vegetales prefieren coger el Fe(II) al Fe(III), aunque esto depende de las especies.

En esta Prctica se va a determinar en primer lugar la concentracin de un agua oxigenada comercial, y en segundo lugar la de una disolucin problema de Fe(II), utilizando en ambos casos una disolucin de permanganato de potasio de concentracin conocida, (estas valoracines reciben el nombre de permanganimetras).

1. Fundamento

1.1. Volumetras

El anlisis volumtrico, llamado corrientemente volumetra, consiste en la determinacin del volumen de una disolucin conocida, que reacciona con otra disolucin de la sustancia a analizar. El anlisis volumtrico se puede realizar con numerosas reacciones qumicas, que se pueden agrupar en varios tipos principales: reacciones de neutralizacin (se llama entonces acidimetra o alcalimetra), reacciones de oxidacin-reduccin, reacciones de precipitacin y reacciones de formacin de complejos.

La operacin de hallar el volumen de la disolucin de concentracin conocida, o disolucin patrn, necesario para completar la reaccin se llama valoracin. La concentracin de la disolucin patrn se determina por valoracin con un material de referencia altamente purificado: patrn primario.

La finalidad de la valoracin es la adicin de disolucin patrn en cantidad tal que sea estequiomtricamente equivalente a la sustancia objeto de la determinacin con la cual reacciona: esta condicin se alcanza en el punto de equivalencia. El punto final en la valoracin se determina observando cambios fsicos asociados con l mismo.

Es necesario disponer de algn medio para conocer el punto final de la reaccin volumtrica. La deteccin del punto final implica la observacin de alguna propiedad de la disolucin que cambie de manera caracterstica. Se han empleado numerosas propiedades, como por ejemplo:

- Color, debido al reactivo o a algn indicador.

- Enturbiamiento, por la formacin de una fase insoluble.

- Cambios en la conductividad elctrica de la disolucin.


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1.2. Perxido de hidrgeno

El agua oxigenada comercial es una disolucin de agua oxigenada (H2O2) en agua destilada con una concentracin variable: del 3 al 30% (3 a 30 g H2O2 / 100 mL de disolucin). En la vida cotidiana, esta concentracin se suele indicar en volmenes, expresin que nos indica el volumen de oxgeno que puede desprender un volumen determinado de la disolucin. As, si un agua oxigenada es de 10 volmenes quiere decir que 1 litro de esa disolucin tiene una cantidad de agua oxigenada tal que es capaz de desprender 10 litros de oxgeno, medidos en condiciones normales, cuando se produce su descomposicin segn la reaccin:

2 H2O2 2 H2O + O2

donde 2 moles de agua oxigenada (34 gramos / mol) desprenden 1 mol de oxgeno gaseoso, el cual en condiciones normales ocupa 22,4 litros. Es decir, que 1 volumen equivale a 1 litro de oxgeno, o lo que es lo mismo, a 1 / 22,4 moles, y, por tanto a 2 / 22,4 moles de agua oxigenada.

Las disoluciones de agua oxigenada se descomponen lentamente segn la reaccin anterior. Su contaminacin con metales, polvo u otras sustancias acelera su descomposicin, que en el caso de concentraciones altas puede ser violenta con generacin rpida de grandes cantidades de oxgeno y altas presiones. Con objeto de reducir este proceso de descomposicin, estas disoluciones deben mantenerse protegidas de la luz y en lugar fro.

El agua oxigenada es un oxidante fuerte y puede causar heridas en las mucosas o en los ojos por lo que no debe producirse su contacto. Utilice las gafas de seguridad.

1.3. Permanganato de potasio

Las permanganimetras son un tipo de volumetras que utilizan disoluciones de permanganato de potasio (KMnO4) de concentracin conocida para valorar disoluciones de otras sustancias que reaccionen con l. El KMnO4 es un oxidante fuerte que tiene una gran aplicacin en valoraciones redox y que presenta las siguientes ventajas:

es autoindicador, es decir su color violeta intenso no necesita de otros indicadores para observar el punto de equivalencia;

es un reactivo de bajo costo;

reacciona rpidamente con muchas sustancias reductoras.

Por contra, estas valoraciones deben realizarse todas ellas en medio cido, generalmente cido sulfrico, para evitar la formacin del dixido de manganeso, que es un slido de color pardo cuya formacin impide observar el punto final de la valoracin.

El permanganato de potasio es un oxidante fuerte y puede causar heridas en las mucosas o en los ojos, por lo que no debe producirse su contacto. Utilice las gafas de seguridad.

1.4. Sal de Mohr

La llamada sal de Mohr es el sulfato ferroso amnico o sulfato de hierro (II) y amonio hexahidratado, es decir, es una sal doble. Su nombre rinde homenaje al qumico alemn Karl Friedrich Mohr, ya que realiz importantes avances en el campo de las valoraciones qumicas. Es un compuesto muy estable frente al oxgeno atmosfrico y cristaliza en el sistema monoclnico en forma hexahidratada.

El producto slido puede ser irritante para la piel, los ojos o las vas respiratorias, pero en disolucin no presenta ningn tipo de peligrosidad.


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Entre sus usos ms habituales se encuentran la preparacin de patrones para medidas de ferromagnetismo o su empleo en anlisis de suelos y agua en agricultura, para valorar la materia orgnica presente o la demanda qumica de oxgeno. Tambin se ha empleado como abono para tratar el problema de la clorosis frrica de los ctricos.

2. Parte experimental

2.1. Determinacin de la concentracin de un agua oxigenada comercial

2.1.1 Material

- Aspirapipetas


- Erlenmeyer 250 mL


- Pipeta de 5 mL


- Probeta de 100 mL

- Soporte

2.1.2. Reactivos

- H2O2 comercial

- KMnO4 0.02 M

- H2SO4 1 M

2.1.3. Procedimiento

En esta parte de la Prctica se va a realizar una permanganimetra para determinar la concentracin de un agua oxigenada comercial mediante su valoracin con una disolucin de permanganato de potasio de concentracin conocida. En disolucin cida el permanganato (MnO4-) violeta oxida el H2O2 a O2, reducindose a Mn2+ (incoloro) segn la ecuacin siguiente (sin ajustar):

KMnO4 + H2O2 + H2SO4 K2SO4 + MnSO4 + O2 + H2O

Cuando se aade gota a gota una disolucin de KMnO4 sobre una disolucin cida de H2O2, cada gota reacciona con el agua oxigenada y se decolora mientras quede H2O2 en la disolucin. Cuando se aada una gota y se haya gastado todo el agua oxigenada, el exceso de KMnO4 colorear la disolucin indicando que hemos llegado al punto de equivalencia.

En el punto de equivalencia se cumple que:

milimoles de permanganato = Vpermanganato (en mL) x Mpermanganato

milimoles de H2O2 = VH2O

2 (en mL) x MH

2O

2

En las reacciones redox el nmero de electrones liberados por el reductor debe ser igual al aceptado por el oxidante, lo que se refleja en los coeficientes de la reaccin ajustada, por tanto, en el punto de equivalencia se cumple que:

a KMnO4 + b H2O2 + c H2SO4 d K2SO4 + e MnSO4 + f O2 + g H2O


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milimoles de H2O2 x a = milimoles de permanganato x b

Por tanto, conociendo la concentracin de la disolucin de KMnO4, el volumen adicionado y el volumen inicial de la disolucin de H2O2 se puede calcular su concentracin en peso-volumen, molaridad, etc.

1. Se prepara la bureta limpindola, homogeneizndola con una pequea porcin (5 mL) de la disolucin de KMnO4 y llenndola (sin embudo y eliminando las posibles burbujas de aire) hasta el punto de enrase con esta disolucin. Asegurarse de que la llave no pierde y secar la parte exterior de la bureta.

2. En un Erlenmeyer de 250 mL se aaden 1.0 mL de la disolucin de agua oxigenada comercial y a continuacin 50 mL de cido sulfrico 1 M. Se agita para mezclar la disolucin.

3. Se aade la disolucin de KMnO4 gota a gota sobre la disolucin de H2O2 agitando continuamente el Erlenmeyer despus de cada adicin hasta observar la aparicin de un color violceo persistente, momento en el cual se habr terminado la valoracin.

4. Se anota el volumen de KMnO4 consumido, leyendo el menisco con la bureta a la altura de los ojos.


Es recomendable realizar una primera valoracin rpida y una segunda ms lenta, sobre todo cuando estemos prximos al punto final aproximado detectado en la primera.

2.2. Determinacin de la concentracin de una disolucin problema de Fe(II)

2.2.1 Material

- Aspirapipetas


- Erlenmeyer 250 mL


- Pipeta de 5 mL


- Probeta de 100 mL

- Soporte

2.2.2. Reactivos

- Disolucin problema de Fe(II)

- KMnO4 0.02 M

- H2SO4 1 M


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2.2.3. Procedimiento

En esta parte de la Prctica la permanganimetra se va a emplear para determinar la concentracin de una disolucin de Fe(II) mediante su valoracin con una disolucin de permanganato de potasio de concentracin conocida. En disolucin cida el permanganato (MnO4-) violeta oxida el Fe2+ a Fe3+, reducindose a Mn2+ (incoloro) segn la ecuacin siguiente (sin ajustar):

KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 K2SO4 + Fe2(SO4)3 + MnSO4 + H2O

Cuando se aade gota a gota una disolucin de KMnO4 sobre una disolucin cida de FeSO4, cada gota reacciona con el Fe2+ y se decolora mientras quede sulfato ferroso en la disolucin. Cuando se aada una gota y se haya gastado todo el sulfato ferroso, el exceso de KMnO4 colorear la disolucin indicando que hemos llegado al punto de equivalencia.

En el punto de equivalencia se cumple que:

milimoles de permanganato = Vpermanganato (en mL) x Mpermanganato

milimoles de Fe(II) = VFe(II) (en mL) x MFe(II) En las reacciones redox el nmero de electrones liberados por el reductor debe ser igual al

aceptado por el oxidante, lo que se refleja en los coeficientes de la reaccin ajustada, por tanto, en el punto de equivalencia se cumple que:

a KMnO4 + b FeSO4 + c H2SO4 d K2SO4 + e Fe2(SO4)3 + f MnSO4 + g H2O

milimoles de FeSO4 x a = milimoles de permanganato x b

Por tanto, conociendo la concentracin de la disolucin de KMnO4, el volumen adicionado y el volumen inicial de la disolucin de Fe(II) se puede calcular su concentracin en peso-volumen, molaridad, etc.

1. Se rellena la bureta con la misma disolucin de permanganato potsico empleada en la parte anterior.

2. En un Erlenmeyer de 250 mL se aaden 5.0 mL de la disolucin problema de Fe(II) y a continuacin 50 mL de cido sulfrico 1 M. Se agita para mezclar la disolucin.

3. Se aade la disolucin de KMnO4 gota a gota sobre la disolucin de Fe(II) agitando continuamente el Erlenmeyer despus de cada adicin hasta observar la aparicin de un color violceo persistente, momento en el cual se habr terminado la valoracin.

4. Se anota el volumen de KMnO4 consumido, leyendo el menisco con la bureta a la altura de los ojos.


Al finalizar la Prctica se debe limpiar la bureta sin desmontarla con una disolucin de agua oxigenada y posteriormente aclararla varias veces con agua.


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Cromatografa de adsorcin

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PRCTICA 3: CROMATOGRAFA DE ADSORCIN

Objetivos

En esta Prctica se ensayar la utilizacin de dos tcnicas cromatogrficas bsicas, denominadas cromatografa en columna y cromatografa en capa fina.

En el apartado I se proceder a separar los pigmentos responsables del color de las hojas de espinaca empleando una cromatografa en columna. En primer lugar se extraern los pigmentos de la planta utilizando una mezcla de disolventes orgnicos. El extracto orgnico contiene principalmente dos molculas: caroteno, un pigmento amarillo especialmente abundante en las espinacas y clorofila, un complejo metlico de magnesio con un gran ligando orgnico de color verde-azulado o amarillo-verdoso, que funciona como catalizador en la fotosntesis. Estos compuestos se pueden aislar Prcticamente puros haciendo pasar la mezcla por una columna de gel de slice al final de la cual se recogen en fracciones separadas. Este experimento es prcticamente equivalente al realizado por el botnico ruso Tswett (1872-1919) al que se atribuye el descubrimiento de la cromatografa cuando observ que el color verde de las hojas se deba a la presencia de varios componentes coloreados.

En el apartado II se proceder a identificar una mezcla desconocida de aminocidos por comparacin con varios aminocidos patrn conocidos.

1. Fundamento

La cromatografa de adsorcin es una tcnica muy empleada en la separacin de mezclas de compuestos, tanto orgnicos como inorgnicos, que la mayora de las veces slo se pueden separar por otros procedimientos muy difcilmente. Se emplea, sobre todo, cuando se trata de sustancias de propiedades fsicas y qumicas muy semejantes. Por todo esto es importante que el alumno conozca el fundamento de dicha tcnica.

Esta tcnica est basada en las diferencias de polaridad existentes entre los diferentes productos que componen una mezcla. Por esta razn, el xito de una separacin cromatogrfica depender de las condiciones de separacin elegidas para diferenciar adecuadamente los componentes de la mezcla a separar en funcin de su polaridad.

Aunque hay diferentes tipos de cromatografa en funcin del procedimiento operativo empleado: en columna, de papel, de cambio de iones, en fase gaseosa y en capa fina, los fundamentos son idnticos en todos los casos, logrndose la separacin de las mezclas por exposicin de las mismas a un sistema bifsico que se deja llegar al equilibrio. Las dos fases que intervienen en la separacin pueden ser dos lquidos inmiscibles (cromatografa lquido-lquido), un gas y una fase lquida (cromatografa gas-lquido), un gas y una fase slida (cromatografa gas-slido) o un lquido y una fase slida (cromatografa lquido-slido).

Normalmente, una de las fases del sistema binario es estacionaria con respecto a la otra. Por ello suele hablarse casi siempre de una fase estacionaria y una fase mvil. Aunque a veces no es sencillo establecer el papel de cada fase, puede decirse que la cromatografa lquido-lquido corresponde, aproximadamente, a mltiples extracciones (vase Prctica 4), mientras que las cromatografas gas-slido y lquido-slido se basan en la adsorcin de la muestra en una superficie. Las cromatografas en columna y capa fina (CCF) son, en esencia, similares y utilizan la adsorcin como medio principal de separacin.


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En cualquiera de los tipos de cromatografa (columna o capa fina) hay que tener en cuenta tres factores: adsorbentes, eluyentes y aparatos.

A. Adsorbentes

Un adsorbente (fase estacionaria) para una separacin determinada debe reunir las siguientes caractersticas:

Debe ser insoluble en el eluyente que se va a utilizar para la separacin.

No debe reaccionar con las sustancias que se van a separar, ni catalizar procesos de descomposicin.

Debe poseer una composicin uniforme.

Cuanto menor sea el tamao de las partculas, mayor ser el grado de separacin de la mezcla.

Los tipos de adsorbentes ms utilizados son: gel de slice, almina, talco, sacarosa, almidn.

B. Eluyentes

El poder de adsorcin depende tanto de la naturaleza del adsorbente como del eluyente. Normalmente este ltimo est constituido por mezclas de disolventes de composicin variable y de distinta polaridad. Las caractersticas que debe reunir un buen eluyente son las siguientes:

Debe disolver a los componentes de la mezcla a separar.

No debe reaccionar con ellos.

No debe disolver al adsorbente.

Debe tener un punto de ebullicin relativamente bajo para poder eliminarse posteriormente con facilidad.

C. Aparatos

Dependiendo de la cromatografa que se lleva a cabo, pueden utilizarse diversas variantes:

Columna: es un tubo de vidrio largo terminado en su parte inferior en un tubo ms estrecho con una llave esmerilada.

Capa fina: consiste en una placa de vidrio (o una hoja de aluminio) que se recubre con el adsorbente.

Por otra parte en cualquier tipo de cromatografa debe tenerse en cuenta la capacidad de adsorcin de los compuestos orgnicos, que est determinada, en primer lugar, por la naturaleza y nmero de los grupos polares existentes en sus molculas. La fase mvil o eluyente disolver y desplazar estos componentes de acuerdo con la afinidad de los mismos por la superficie slida y su solubilidad. Una conclusin inmediata es que cuanto mayor sea la superficie del adsorbente (menor tamao de partcula, a igualdad de otros factores, supone una mayor relacin adsorbente/producto a separar) tanto mejor ser la separacin. Sin embargo, un aumento de la cantidad de adsorbente o una disminucin de tamao de grano suponen mayores tiempos de separacin y un gasto superior de eluyente. Normalmente se suele llegar a un compromiso entre ambos factores.

La efectividad de una fase mvil para eluir (desplazar) un componente a lo largo de la fase estacionaria depende de numerosos factores tales como el adsorbente, el tipo de compuestos que se pretende separar, el disolvente empleado como eluyente y, en menor medida, la temperatura y


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la velocidad de flujo. Para un mismo adsorbente, la polaridad de la muestra y el eluyente son los factores determinantes.

Cuanto ms polar sea un compuesto, tanto ms firmemente se unir al adsorbente. Por otra parte, cuanto ms polar sea la fase slida, ms fuertemente se adsorber un compuesto en ella. Finalmente, cuanto mayor sea la polaridad del disolvente, mayor ser su capacidad para desplazar un compuesto de la fase estacionaria. El efecto resultante, en una cromatografa, es una competencia por el compuesto entre la fase mvil y el adsorbente. Debe esperarse que una mezcla permanezca ms tiempo en aquella superficie o aquel medio que se parezca ms a su polaridad. El orden en el que se eluirn los compuestos de la gel de slice o de la almina es el inverso a su capacidad de unin con dicho adsorbente.

Sin embargo es bastante difcil establecer una relacin de las capacidades de adsorcin de las distintas clases de compuestos orgnicos, que sea aplicable a todos los tipos de adsorbentes y disolventes, aunque s puede establecerse una relacin aproximada que por orden decreciente de capacidad de adsorcin, pueden clasificarse en:

cidos carboxlicos > Aminas > Alcoholes y tioles > Aldehdos, cetonas y steres > Hidrocarburos aromticos > Derivados halogenados > teres > Alquenos > Alcanos.

A su vez, el poder eluyente de los disolventes ms habituales sigue el siguiente orden descendente:

Acido actico > Agua > Metanol > Etanol > Acetona > Acetato de etilo > Dietilter > Diclorometano > Cloroformo > Tolueno > Tetracloruro de carbono > Hexano > Pentano.

1.1. Cromatografa en capa fina

Esta tcnica tiene un inters analtico principalmente, aunque tambin se emplea con fines preparativos. En la base de la placa se coloca, con un capilar, la mezcla a separar disuelta en un disolvente que se evapore con rapidez, y despus se introduce verticalmente en una cubeta que contiene el eluyente sin que ste llegue a los puntos de aplicacin del problema. Se cierra la cubeta y el eluyente asciende por capilaridad sobre el adsorbente, arrastrando a las sustancias de la mezcla en mayor o menor medida segn la fuerza con que estn unidas al adsorbente, realizndose as la separacin de las mismas.

Cuanto ms polar es el eluyente, mayor es la tendencia a arrastrar las sustancias de la mezcla.

Una magnitud de inters en cromatografa es la que se conoce como factor de retencin Rf,

que se define:

X = distancia desde el punto de aplicacin hasta la posicin final de la sustancia.

Y = distancia desde el punto de aplicacin hasta la altura mxima alcanzada por el disolvente.

YXR f


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Cada uno de los componentes de la mezcla tiene su valor de Rf caracterstico, que en

muchas ocasiones permite identificarlo por comparacin con una muestra patrn. Si la sustancia no es coloreada, su localizacin en la placa se hace mediante el empleo de luz UV o de reveladores qumicos.

Las aplicaciones ms caractersticas de la cromatografa en capa fina son las siguientes:

Determinacin del nmero de componentes de una muestra.

Determinacin de la identidad de dos sustancias. Para ello es fundamental calcular los Rf de cada una de las manchas que se observan en una cromatografa en capa fina. Cada

mancha corresponde a un producto diferente. Si dos compuestos dan manchas idnticas (con el mismo Rf) en una misma placa cromatogrfica, es probable que se trate de la misma sustancia. Si

los Rf no son iguales, las sustancias no son idnticas. Valores idnticos o muy prximos de Rf no

garantizan inequvocamente que las manchas correspondientes sean del mismo compuesto.

Seguimiento de la evolucin de una reaccin. Desarrollando cromatogramas de una reaccin cada cierto tiempo, es posible seguir la desaparicin de los reactivos y la aparicin de los productos. Se puede, entonces, determinar el tiempo de reaccin ptimo y el efecto de diversas variables sobre la reaccin (tiempo, temperatura, concentracin de reactivos, etc.) sin necesidad de aislar los productos.

Determinacin de la eficacia de una purificacin. Un cromatograma de una sustancia que se ha purificado sirve para determinar cualitativamente su pureza. No siempre la aparicin de una sola mancha en el cromatograma garantiza inequvocamente la pureza del compuesto, ya que puede ocurrir que dos o ms compuestos diferentes presenten el mismo valor de Rf y, por tanto,

den una nica mancha.

Determinacin de las condiciones ms adecuadas para una cromatografa en columna. Una Prctica habitual antes de hacer una cromatografa en columna es realizar varias CCF con diferentes adsorbentes y eluyentes. De esta forma se puede determinar, de una forma sencilla y rpida, cules son las condiciones ptimas para llevar a cabo la separacin de una mezcla de productos mediante una cromatografa en columna.

Seguimiento del progreso de una cromatografa en columna. Uno de los mtodos que ms se emplean para seguir la evolucin y la eficacia de una cromatografa en columna consiste en ir analizando las diferentes fracciones obtenidas mediante CCF. Esto permite saber cundo ha terminado la separacin y el grado de pureza que tienen los productos disueltos en cada fraccin.

1.2. Cromatografa en columna

La cromatografa en columna se emplea para separar y purificar mezclas de productos a escala preparativa. En la cromatografa en columna el adsorbente se introduce en un tubo o columna, por lo general de vidrio y la fase mvil o eluyente (usualmente un disolvente orgnico) se deja caer a travs de la columna por gravedad (cromatografa atmosfrica) o bien aplicando presin (cromatografa rpida o flash).


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2.I. Parte experimental: CROMATOGRAFA EN COLUMNA: Separacin de los pigmentos de las hojas de espinaca

2.I.1. Material

- Algodn

- Columna de vidrio con llave

- Erlenmeyer de 100 mL


- Gradilla con 12 tubos de ensayo

- 2 Pinzas con sus nueces

- Pipeta de 5 mL


- Probeta de 100 mL

- Vaso de precipitados de 100 mL

- Vaso de precipitados de 250 mL

2.I.2. Reactivos

- Gel de slice

- Hojas de espinaca

- Arena de mar

- Hexano

- Acetona

2.I.3. Procedimiento

La separacin del -caroteno y la clorofila de las hojas de la espinaca involucra un procedimiento de elucin de dos etapas. Primero se eluye el extracto con hexano y despus con acetona. Si examinamos las estructuras moleculares de estos compuestos podremos razonar por

qu es efectiva esta separacin. El -caroteno es un hidrocarburo, ya que slo contiene carbono e hidrgeno, mientras que la clorofila contiene tomos de oxgeno, nitrgeno y un tomo metlico, adems de carbono e hidrgeno. Las diferencias en la polaridad de ambos compuestos es tan

grande que cuando el hexano, que es apolar, se emplee como eluyente, el pigmento apolar (-caroteno) se eluye rpidamente mientras que el pigmento polar (clorofila) se retiene en la parte superior de la columna. Para eluir la clorofila debe entonces emplearse, a continuacin, acetona que es un eluyente ms polar.

Caroteno

Clorofila

Caroteno


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Preparacin del extracto: (por parejas) Se pesan 10 g de hojas de espinacas en un vaso de precipitados de 100 mL, cortadas en pequeos trozos. Se aaden 15 mL de una disolucin de hexano y acetona 8:2 y se trituran concienzudamente durante unos minutos con ayuda de la esptula. Se filtra el extracto en filtro de pliegues a un Erlenmeyer de 100 mL.

1. En una columna se introduce un trocito de algodn en la parte estrecha del tubo.

2. Se aprieta con cuidado de no taponar totalmente la entrada a la llave y a continuacin se aade 1 cm de arena de mar y un poco de hexano (eluyente que se va a utilizar).

3. Se prepara una papilla con 6 g de gel de slice (adsorbente) y 30 mL hexano.

4. Se comienza a llenar la columna con la papilla. Se golpea suavemente la columna para evitar que se formen burbujas o canales de aire en el adsorbente y conseguir que la superficie del mismo adopte una disposicin horizontal.

5. Cuando se ha depositado toda la gel de slice, se aade de nuevo 1 cm de arena de mar para proteger el frente del adsorbente y se lavan las paredes de la columna con pequeas cantidades de eluyente para eliminar los restos de adsorbente y arena adheridos.

6. Se deja que el nivel del eluyente (hexano) descienda hasta aproximadamente medio centmetro sobre el frente del adsorbente.

7. Se toman con una pipeta 5 mL del extracto de pigmentos (disolucin de hexano/acetona) descartando la fase inferior acuosa. Se adicionan a la columna cuidadosamente con una pipeta Pasteur, mediante un movimiento rotatorio que distribuya uniformemente la mezcla sobre la superficie del adsorbente, sin deformarla. A continuacin se abre la llave de la columna y se deja que la mezcla se adsorba.

8. Se cierra la llave, se aade una pequea cantidad de hexano y se deja que se adsorba, sin permitir en ningn momento que la columna se seque (es decir, que el nivel del eluyente alcance la superficie del adsorbente). Este proceso se repite dos veces, y a continuacin se llena la columna hasta su mitad con hexano (cuidando de no deformar el frente) y se comienza el desarrollo del cromatograma.

9. Se recogen fracciones en tubos de ensayo hasta que se haya eluido todo el -caroteno (disolucin anaranjada). Hay que tener cuidado de que la columna no se seque y tenga siempre disolvente, ya que en caso contrario la separacin deja de ser efectiva.

10. Se aade acetona a la columna y se recoge la clorofila (disolucin verde).

Arena

Algodn

Nivel del disolvente

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.....

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.... Arena

Arena

Algodn

Adsorbente

Nivel del disolvente

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....

1 2 3 4


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2.II. Parte experimental: CROMATOGRAFA EN CAPA FINA: Identificacin de una mezcla desconocida de aminocidos

2.II.1. Material

- Capilar de vidrio

- Cubeta de cromatografa

- Placa de cromatografa

- Regla

- Tijeras

2.II.2. Reactivos

- Problema de aminocidos

- Testigos de aminocidos

- Mezcla CHCl3 / CH3OH / NH4OH

- Ninhidrina etanlica al 0.2%

2.II.3. Procedimiento

Se procede a identificar una mezcla desconocida de aminocidos por comparacin con varios aminocidos patrn conocidos.

1. Se hacen 5 aplicaciones en la placa cromatogrfica:

Una de ellas corresponde al problema, mezcla desconocida de aminocidos.

En las otras cuatro se aplican los testigos. Cada aplicacin, una vez desarrollado el cromatograma y revelado, dar una mancha si slo hay un aminocido, y varias manchas (ms o menos separadas) si en la disolucin haba una mezcla de aminocidos.

Las disoluciones se aplican con un capilar de vidrio: el dimetro de la gota ser como mximo de 2 mm y los puntos de aplicacin deben distar 1 cm entre s, as como del margen inferior, para que al desarrollar el cromatograma no interfieran unas manchas con otras.

El nmero de gotas que se deben aplicar en cada punto depende de la concentracin de la disolucin que se est utilizando. Para aadir una segunda gota en el mismo punto hay que esperar a que seque perfectamente la aplicacin anterior.

2. Se introduce la placa en una cubeta de cromatografa, en la que previamente se ha puesto el disolvente o la mezcla de disolventes, teniendo mucho cuidado de que el nivel de disolvente no est por encima de los puntos de aplicacin. La placa debe apoyarse en la pared de la cubeta de la forma ms vertical posible. Una vez introducida la placa, no se puede mover, desplazar o agitar la cubeta bajo ningn concepto.

3. Se cierra cuidadosamente la cubeta con la tapa correspondiente y se espera el tiempo necesario para que el disolvente llegue hasta 1 cm antes del borde superior de la placa.

4. Se saca con cuidado la placa de la cubeta.

5. Se marca el margen la altura a la que ha llegado el disolvente y se deja a temperatura ambiente hasta que ste se evapore.

6. Se calienta en la estufa a 80 C durante 5 min, para eliminar perfectamente el disolvente que quede retenido.


34

7. Se enfra la placa a temperatura ambiente y se procede a su revelado, pulverizando toda la placa con una solucin de ninhidrina etanlica al 0.2 %. Para que se observe el color con nitidez es necesario calentar suavemente la placa en la estufa.

8. Se miden las distancias del punto de aplicacin al centro de la mancha (A, B, ) y del punto de aplicacin al frente del eluyente (FS) y se calcula el Rf.

9. Se comparan los valores de Rf de las manchas problema con los de los testigos y se

determina su identidad.

1 cm

Aplicadorcapilar

FS

A

B

Rf de A = AFS

Rf de B = FS

B

Frente del disolvente

Compuesto A

Compuesto B

Mancha original

La mancha original debequedar siempre por enci-ma del nivel del disolvente.Durante el desarrollo, elfrasco debe estar tapado.

Aplicar la disolucin

Nivel quedebe alcanzarel disolvente

Disolvente

Extraccin

35

PRCTICA 4: EXTRACCIN

1. Objetivos

El t y el caf han sido bebidas populares durante siglos, principalmente porque contienen el estimulante cafena, que acelera la respiracin, el latido del corazn, el sistema nervioso central y es diurtico. Al mismo tiempo, puede producir nerviosismo e insomnio y, como muchas drogas, puede producir adiccin. Este compuesto tambin se encuentra en el chocolate y se aade a las bebidas de cola. Junto con el alcohol, los calmantes y el tabaco es una de las drogas usadas habitualmente. Una taza de caf contiene entre 60 y 100 mg, una de t la mitad, una chocolatina 10 mg y una lata de coca-cola 43 mg.

La cafena pertenece a una clase de compuestos conocidos como alcaloides, de origen vegetal, que contienen nitrgenos bsicos, presentan a menudo sabor amargo, y generalmente tienen propiedades fisiolgicas. Su estructura es:

Me N

N

O

O

Me

N

N

Me

En esta Prctica se extraer la cafena que contiene una muestra de t y se identificar la

cafena obtenida como principio activo de un analgsico comercial.

1. Fundamento

1.1. Carcter bsico de la cafena

La cafena no se halla sola en el t, sino que va acompaada de otros productos de los que hay que separarla. Las hojas del t contienen taninos, de caracter cido, as como un cierto nmero de pigmentos coloreados de tipo flavona, junto a sus productos de oxidacin, responsables del color marrn de sus infusiones, y pequeas cantidades de clorofilas. La separacin de la cafena se basa en la distinta solubilidad de los componentes del t, tanto en agua como en disolventes orgnicos. Las clorofilas son insolubles en agua. En cambio, la cafena, los taninos y los derivados de flavona son bastante solubles en agua caliente. Por tanto, la primera operacin ser la extraccin de estos componentes.

Tanto los taninos como los flavonoides tienen carcter cido. Para asegurar que las sustancias cidas se desplazan a la fase acuosa y que la cafena se encuentra como base libre, se aade hidrxido sdico, que origina un medio bsico.

TANINOS

O

HO

OH

O

O OH

OH

OH

R=

O

ORORRO

RO

CH2OR

Extraccin

36

La cafena libre puede extraerse de esta fase acuosa con un disolvente orgnico como el diclorometano.

1.2. El proceso de extraccin

En esta operacin los diferentes componentes de una mezcla se distribuyen entre las fases orgnica y acuosa de acuerdo con sus solubilidades relativas. Por ejemplo, consideremos una mezcla constituida por un compuesto orgnico parcialmente soluble en agua y diferentes sales inorgnicas solubles en agua, con todos los componentes de la mezcla disueltos en la suficiente cantidad de agua para disponer de una disolucin homognea.

Para separar y aislar el compuesto orgnico de esta mezcla se dispone la disolucin en un embudo de separacin o decantacin, se aade un disolvente orgnico inmiscible con el agua, se tapa el embudo y se agita. La cantidad total del compuesto orgnico presente en la disolucin acuosa inicial se repartir entre la fase etrea y la fase acuosa de acuerdo con las solubilidades relativas de dicho compuesto. Ahora bien, como el compuesto orgnico suele ser mucho ms soluble en un disolvente orgnico que en agua, la mayor parte del compuesto orgnico habr quedado disuelto en la fase orgnica y las sales inorgnicas, que no son solubles, permanecern en la fase acuosa.

Mediante una decantacin en el embudo de separacin se separan las dos fases, se recoge la fase orgnica y se asla el compuesto orgnico eliminando el disolvente.

El disolvente que se utilice en la extraccin debe cumplir los siguientes requisitos:

a) Debe disolver fcilmente el (los) compuesto(s) orgnico(s) a extraer.

b) Debe tener un punto de ebullicin lo ms bajo posible para que se pueda eliminar fcilmente en el rotavapor.

c) Debe ser totalmente inmiscible con el agua.

d) No debe reaccionar con los compuestos orgnicos a extraer.

e) No debe ser inflamable ni txico.

f) Debe ser relativamente barato.

No hay ningn disolvente universal que cumpla todos estos requisitos. El disolvente ms utilizado en la extraccin (el ter dietlico o, simplemente, ter) es muy inflamable y es parcialmente miscible con el agua. Por ello se emplean tambin otros disolventes inmiscibles con el agua, tales como los derivados halogenados (cloroformo, diclorometano, etc.) o los hidrocarburos (hexano, ter de petrleo, etc.). Los derivados halogenados son ms densos que el agua, por lo que despus de la extraccin habr que recoger la fase inferior (fase orgnica), y no son inflamables.

Figura 1. Embudo de separacin

El embudo debe estar destapado cuando se separan las fases ycuando se abre la llave

Aro con topes de goma para proteger el embudo

Siempre debe haber un recipiente debajo del embudo

Extraccin

37

1.3. Manejo del embudo de extraccin

Antes de comenzar la Prctica, el alumno deber comprobar que el tapn y la llave del embudo de decantacin estn bien ajustados. El embudo de decantacin debe manejarse con ambas manos (una mano debe estar sujetando el tapn, y la llave del embudo se abre y se cierra con la otra mano, manteniendo el embudo ligeramente inclinado hacia arriba). Se invierte el embudo hacia arriba, se abre la llave para eliminar la sobrepresin de su interior; se cierra la llave y se agita suavemente la mezcla durante 5-10 segundos, y se abre de nuevo la llave.

Cuando deje de aumentar la presin interior del embudo, se asegura el tapn, se cierra la llave y se agita enrgicamente durante uno o dos minutos. Se invierte el embudo ligeramente hacia arriba, se abre cuidadosamente la llave, se cierra y se apoya el embudo de decantacin en un aro metlico, protegido con dos-tres trocitos de goma para evitar roturas. Finalmente, se destapa y se deja en reposo hasta que se observe una separacin ntida entre las dos fases. En la parte inferior debe tenerse siempre dispuesto un vaso de precipitados con objeto de poder recoger todo el volumen contenido en el embudo por si ste se rompiese por accidente.

1.4. El problema de las emulsiones

Una emulsin es la suspensin coloidal de un lquido en el seno de otro. Es el problema que se presenta con ms frecuencia en los procesos de extraccin. El resultado es que las dos fases lquidas inmiscibles no se separan completamente, o se separan con mucha dificultad, quedando la emulsin en la zona intermedia.

Si se prev de antemano que se puede formar

una emulsin, lo mejor es intentar evitarla agitando suavemente el embudo de extraccin, ya que cuanto ms vigorosamente se agite, ms emulsin se forma. En ese caso, en lugar de agitar, conviene invertir lentamente el embudo varias veces seguidas.

Las emulsiones, una vez formadas, son difciles de romper. Para facilitar la separacin completa de las dos fases, pueden seguirse los siguientes consejos:

o oo

ooo

ooo

oooooooo

o

o

o oooo oooo

o

o o

oo

Fase superior

Emulsin

Fase inferior

Extraccin

38

a) Dejar el embudo en reposo, sin tapn, durante cierto tiempo y de vez en cuando girar el embudo alrededor de su posicin vertical, ya que poco a poco ambas fases tienden a estabilizarse.

b) Aadir una disolucin saturada de cloruro sdico y agitar suavemente, ya que la presencia de una elevada concentracin de un electrolito fuerte en la fase acuosa contribuye a la separacin.

c) Ayudar a la separacin de ambas fases moviendo suavemente la interfase con una esptula.

d) Si finalmente queda una pequea cantidad de emulsin imposible de eliminar, se recomienda incorporarla a la fase orgnica y lavarla con disolucin saturada de cloruro sdico para eliminar el residuo acuoso.

1.5. El proceso de secado

Una vez que se ha llevado a cabo una extraccin, si la separacin de las fases se ha realizado correctamente, la cantidad residual de agua presente en la fase orgnica es imperceptible ya que, adems de estar en baja proporcin, est en su mayor parte disuelta en el disolvente. Esta agua es la que se elimina empleando un agente desecante. Para ello se aade a la fase orgnica una cantidad de desecante proporcional a la cantidad de disolvente, suficiente para cubrir el fondo del Erlenmeyer. Se agita ligeramente el Erlenmeyer alrededor de su posicin vertical, se deja en reposo y se tapa para evitar la evaporacin del disolvente. Se espera un tiempo (generalmente es suficiente de 10 a 15 minutos), hasta que la turbidez inicial desaparezca y la disolucin est completamente transparente.

Los agentes desecantes ms habituales son los denominados reversibles, que forman hidratos mediante una reaccin de hidratacin de sales anhidras con agua, por lo que si se calientan antes de separarse desprenderan de nuevo el agua retenida. Por ello estos desecantes tienen que separarse antes de eliminar el disolvente. En esta Prctica se utiliza como desecante el sulfato magnsico, un desecante reversible de carcter universal.

El agente desecante hidratado se filtra por gravedad sobre un matraz (figura 6) utilizando un embudo cnico y un filtro de pliegues. El Erlenmeyer, el agente desecante y el filtro se lavan abundantemente con el mismo disolvente para evitar prdidas de producto. Finalmente, el disolvente se elimina a presin reducida en el rotavapor, aislndose de este modo el compuesto extrado, que posteriormente deber purificarse.

Disolucin orgnica

con restos de agua

(turbia)

Desecantea)Agitacin

b) Reposo

Disolucin

libre de agua

(transparente)

Filtacin deldesecante hidratado

Eliminacindel disolventeCompuesto

orgnico

Extraccin

39

1.6. Destilacin a vaco mediante rotavapor

Una de las tareas ms rutinarias en un laboratorio de sntesis orgnica consiste en la eliminacin de un disolvente orgnico (de bajo punto de ebullicin) de una disolucin formada por dicho disolvente y un producto orgnico no voltil que queremos aislar. Casi todos los laboratorios estn dotados de un aparato llamado rotavapor, que no es ms que un destilador a vaco, que lleva incorporado un motor que permite el giro del matraz de destilacin y por tanto la destilacin continua de su contenido.

2.I. Parte experimental: Extraccin de la cafena del t

2.I.1. Material

- Aro de corcho

- Aro con nuez

- Embudo cnico


- Erlenmeyer de 250mL

- Embudo de extraccin

- Granatario

- Matraz fondo redondo de 100 mL

- Papel de filtro

- Placa calefactora

- Rotavapor

- Vaso de precipitados de 250mL

2.I.2. Reactivos

- T

- Diclorometano

- Sulfato magnsico anhidro

- Solucin de NaOH al 5%

Llave de

vacoSalida

de agua Entrada

de agua

Matraz

colector

Matraz de

destilacin

Bao termosttico

de aguaMotor

rotatorio

Refrigerante

Tubo evaporador

Conexin

a vaco

Extraccin

40

2.I.3. Procedimiento

1. Se introducen 4 bolsitas de t en un vaso de precipitados de 250 mL y se aaden 80 mL de agua destilada hirviendo.

2. Se deja la mezcla en reposo durante 5 minutos y se decanta a un Erlenmeyer.

3. Se extrae de las bolsitas la mayor cantidad posible de agua, teniendo cuidado de no romperlas, una vez que se hayan enfriado lo suficiente para manejarlas.

4. Se deja enfriar la solucin a temperatura ambiente y se extrae tres veces con porciones de 15 mL de diclorometano, agitando el embudo suavemente para reducir la formacin de emulsiones.

5. Se juntan las tres porciones de diclorometano y se trata la fase orgnica resultante con 25 mL de una solucin de NaOH acuoso al 5%.

6. Se recoge la fase orgnica y las posibles emulsiones en un Erlenmeyer y se secan con sulfato magnsico anhidro. A partir de este momento, todo el material utilizado debe estar rigurosamente seco.

7. Una vez seca la disolucin (totalmente transparente), se filtra a travs de un filtro de pliegues.

8. Se lava el desecante con 10 mL de diclorometano y se une la disolucin obtenida al filtrado.

9. Se elimina el disolvente a presin reducida en el rotavapor (en grupos de 3), empleando un matraz previamente tarado, y teniendo cuidado de no secarlo en exceso (la cafena sublima).

10. Se pesa el residuo y se calcula el porcentaje en peso de cafena en el t utilizado.

2.II. Parte experimental: Identificacin de cafena en un analgsico comercial

2.II.1. Material

- Algodn

- Capilar de vidrio

- Cubeta de cromatografa

- Placa de cromatografa

- Pipeta Pasteur

- Regla

- Tijeras

- Viales

2.II.2. Reactivos

- Aspirina

- Cafena

- Cafiaspirina

- Etanol

- Acetato de etilo

- cido actico

Extraccin

41

2.II.3. Procedimiento: Identificacin de cafena en una analgsico comercial

Preparacin de las muestras de aspirina y cafiaspirina (en grupo):

1. Se tritura cuidadosamente de pastilla del frmaco, aplastndola con la esptula entre papeles de filtro, hasta reducirla a un polvo fino.

2. Se coge una pipeta Pasteur y se introduce en ella un pequeo copo de algodn, humedecindolo con etanol, sin apretarlo excesivamente, hasta colocarlo en el estrechamiento de la pipeta.

3. Se transfiere el frmaco pulverizado al interior de la pipeta de forma que tengamos una columna.

4. Con ayuda de una segunda pipeta, se aaden 5 mL de etanol a la columna por la parte superior y se recogen en un vial conforme salen por la parte inferior. En la columna nos quedarn los componentes de la pastilla utilizados como excipiente (generalmente almidn, celulosa microcristalina o gel de slice).

Anlisis por CCF (cada pareja):

1. Se hacen 3 aplicaciones en la placa cromatogrfica:

Una de ellas corresponde a la cafena extrada previamente, disuelta en etanol.

En las otras dos se aplican las muestras de frmacos preparadas. Cada aplicacin, una vez desarrollado el cromatograma, dar una mancha si slo hay un compuesto, y varias manchas (ms o menos separadas) si en la solucin haba una mezcla de compuestos.

Las soluciones se aplican con un capilar de vidrio: el dimetro de la gota ser como mximo de 2 mm y los puntos de aplicacin deben distar 1 cm entre s, as como del margen inferior, para que al desarrollar el cromatograma no interfieran unas manchas con otras.

2. Se examina la placa a la luz UV para comprobar que se ha aplicado suficiente compuesto en cada una de las manchas y, si es necesario, se aade algo ms a alguna de ellas. El nmero de gotas que se deben aplicar en cada punto depende de la concentracin de la disolucin que se est utilizando. Para aadir una segunda gota en el mismo punto hay que esperar a que seque perfectamente la aplicacin anterior.

3. Se introduce la placa en una cubeta de cromatografa, en la que previamente se ha puesto una mezcla de acetato de etilo / cido actico 99:1 como eluyente, teniendo mucho cuidado de que el nivel de disolvente no est por encima de los puntos de aplicacin. La placa debe apoyarse en la pared de la cubeta de la forma ms vertical posible. Una vez introducida la placa, no se puede mover, desplazar o agitar la cubeta bajo ningn concepto.

4. Se cierra cuidadosamente la cubeta con la tapa correspondiente y se espera el tiempo necesario para que el disolvente llegue hasta 1 cm antes del borde superior de la placa.

5. Se saca con cuidado la placa de la cubeta.

6. Se marca al margen la altura a la que ha llegado el disolvente y se deja a temperatura ambiente hasta que ste se evapore.

7. Se examina la placa a la luz UV y se dibujan con lpiz las manchas observadas. Se calculan los Rf de cada mancha y se identifica(n) el(los) principio(s) activo(s) de los analgsicos ensayados.

cromatografia laboratorios -BioGuion

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