Análisis Qualitativo Elemental em Química Orgânica

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Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Veracruzana
LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA I.
Práctica No. 6
ANÁLISIS CUALITATIVO ELEMENTAL.
Tema III: Enlace químico en las moléculas orgánicos.
Objetivo General del Tema: Determinar la presencia de algunos elementos en un compuesto orgánico, mediante un análisis basado en la reactividad química del mismo, manifestando la presencia de sus enlaces.
Objetivo específico de la práctica: Determinarla presencia de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre y halógenos en un compuesto orgánico, por reacciones de fusión alcalina y de oxidación en un compuesto orgánico, resaltando la importancia y participación del enlace químico.
Fundamento
Los átomos de carbono tienen una especial aptitud para formar enlaces con átomos de hidrógeno y con otro átomos del carbono. Pues que el carbono tiene un orbital de valencia 2s y tres 2p, la estructura alrededor del átomo del carbono para un sistema con todos los enlaces sigmas, es tetraédrica simple tal como CH4. Sustituyendo un átomo de hidrogeno CH4 por un grupo –CH3, se obtienen las molécula C2H6 (etano). La molécula C2H6 contiene un enlace C-C, y la estructura alrededor del carbono es tetraédrica (Sp3).
En muchas moléculas orgánicas, el átomo de carbono utiliza solamente tres o dos o cuatro orbitales de valencia para la formación de enlaces sigma. De esta forma, queda a uno o dos orbitales de valencia, de esta forma quedan uno o dos orbitales 2p.
El enlace sigma del carbono se suele describir en las moléculas orgánicas de acuerdo con el esquema de orbitales híbridos.
Cada átomo de carbono tiene orbital 2p, que es perpendicular al plano de la molécula. Los orbitales moleculares emplazantes y antienlazantes se forman por orbitales a partir de la valencia 2px. 
El doble enlace puede considerarse por dos enlaces angulares equivalentes, mejor que por un enlace sigma y el otro pi. Una forma de obtener enlaces angulares equivalentes consiste en combinar linealmente los orbitales moleculares.
Haciendo uso de ideas de enlace valencia solamente, podemos considerar el enlace C2H4 con la intervención de cuatro orbitales Sp3 en cada carbono. Dos de los orbitales Sp3 utilizan para unir a dos hidrógenos y los otros dos se usan para enlazar al otro carbono en el doble enlace. La molécula más sencilla contenida el grupo carbono, oxígeno es el formaldehído, H2CO, sus enlaces sigmas pueden representarse haciendo uso de orbitales sp2 para el carbono. De esta forma queda un orbital 2p en el carbono para la formación de enlace pi de oxígeno. El grupo Nitrilo es un grupo funcional importante en la Química orgánica. El compuesto más simple CH3CN se llama acetonítrilo, sus triples enlaces de carbono, nitrógeno son muy parecidos a los de carbono, carbono. En la estructura plana del benceno, cada átomo de carbono se encuentra enlazado, a otro dos átomos de carbono y uno de hidrogeno. De esta forma los átomos de carbono se usan en orbitales híbridos Sp2 para formar enlaces sigmas. Cada carbono tiene un orbital 2p para formar enlaces pi. (Harry,1978)
Materiales
	Materiales Reactivos
	Quemador Bunsen Ácido nítrico diluido
	Tripié metálico Etanol absoluto
	Tela de asbesto Ácido acético glacial
	Tina para baño maría Sulfato ferroso
	Tapón monohoradado Óxido cúprico en polvo
	Tubo de vidrio en 450 de aprox. 30 cm de largo. Sodio metálico
	Solución acuosa de acetato de plomo
	Solución acuosa de nitrato de plata
	Solución de hidróxido de calcio
Técnica:
Si no se observa burbujeo, agregue 5 ml de agua destilada, si no se rompe caliente de nuevo, rompa las paredes.
Lave las paredes con2 ml de agua destilada y caliente, filtre y tome alícuotas de 0.5- 1 ml para hacer las determinaciones de azufre, nitrógeno, y halógenos.
 Colocar en un tubo de ensayo 300 mg. de sodio metálico, calentar hasta fundir.
Añadir 300 mg de muestra problema, volver a calentar, se deja enfriar y se añade, 1 ml de etanol.
 
Identificación de Nitrógeno
A 1 mL de la solución alcalina filtrada, se le agregan 0.2 g de cristales de sulfato ferroso, se calienta suavemente con agitación hasta ebullición. Si existe Nitrogeno se forma un precipitado color azul, si no es así, deje reposar, filtre y lave el precipitado. 
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Identificación de Azufre
A 1 ml de la solución alcalina filtrada se le agrega gotas de ácido acético, más gotas de acetato de plomo: si hay presencia de azufre se observa un precipitado negro.
Identificación de Halógenos
A 1 ml del filtrado se le agrega una gota de ácido nítrico diluido, se calienta a ebullición, se agregan unas gotas de solución de nitrato de plata, observar:
Se forma un precipitado blanco o amarillento que ennegrece con la luz: hay CLORO.
· Se forma un precipitado amarillo pálido: hay BROMO.
· Se forma un precipitado amarillo: hay YODO.
Identificación de Carbono e Hidrógeno
Se calienta el primer tubo, directamente al mechero, manteniendo el extremo sumergido a hidróxido de calcio.
En un tubo de ensayo se coloca la muestra problema, y la misma cantidad de óxido cúprico. 
Se tapa con un tapón monohoradado que lleva un vidrio de 45° y 30 cm de largo.
El extremo del tubo de 45° desemboca en el tubo interior de otro tubo de ensayo
El segundo tubo debe burbujear porque contiene hidróxido de calcio.
 
 
 
Esquema
 
Observación
Al realizar la identificación de los elementos no encontramos presencia de nitrógeno, azufre, ya que nunca se produjo ningún tipo de reacción, solo pudimos observar la presencia de un halógeno y fue el cloro.
Conclusión
En una reacción orgánica pueden estar enlazados diversos elementos con el carbono aunque sea en una mínima parte, siempre van a existir reactivo y procedimientos donde podamos identificar que elementos o elemento hay en una solución en base a las cualidades que presenten al reaccionar con otra sustancia.
Investigue
1.- La reacción química que sucede durante la FUSIÓN ALCALINA DE UN COMPUESTO ORGÁNICO.
AgCl + 2 NH3 [Ag (NH3)2)Cl 
NaBr + AgNO3 AgBr + NaNO3
2.- La reacción química que sucede durante la identificación de azufre.
Na2S + (CH3COO) 2Pb PbS + 2CH3COONa 
3.- La reacción química que sucede durante la identificación de nitrógeno.
6 NaCN + FeSO4 Na4 [Fe (CN)6] + Na2SO4
3 Na4 [Fe (CN)6] + 2 Fe2 (SO4)3 Fe4 (Fe (CN)6] + 6 Na2SO4
4.- La reacción química que sucede al identificar halógenos (diferenciar cloro, bromo y yodo).
NaI + AgNO3 AgI + NaNO3
NaBr + AgNO3 AgBr + NaNO3
NaCl + AgNO3 AgCl +NaNO3
C, H, O, N,I, S + Na NaCN + Na2S + NaI + NaOH
5.- La reacción química que sucede al identificar carbono.
6.- La reacción química que sucede al identificar hidrógeno.
BaCO3 + 2HCl BaCl2 + CO2 + H2O
CO2 + Ba (OH)2 BaCO3 + H2O
Bibliografía
Electronesy enlaces químicos	
Harry b. Gray, editorial Reverté, traducción Universidad de Zaragoza, España, 1046 páginas, 1978.
Química Organica 
John McMurry, Editorial CENGAGE, México, D.F., 1352 páginas, 2008.
Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Veracruzana