Quimica_del_Carbono_Quimica_Orgnanica

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RESUMEN 
 
 
 
En la práctica se realizó una carbonización de la sacarosa, por medio 
de la deshidratación con ácido sulfúrico, convirtiendo a la misma en un residuo 
negro de carbono. También se realizó una destilación de cáscara de naranja 
con un equipo soxhlet llevando el agua a punto de ebullición y condensándola. 
 
La primera parte se inició midiendo humedeciendo la sacarosa con agua 
en un crisol, seguido de aplicarle unas gotas de ácido sulfúrico observando el 
cambio de color instantáneo, luego se introdujo a una mufla para calcinar los 
residuos. En la segunda parte se armó el equipo soxhlet colocando la cascara 
de naranja dentro del dedal donde en la parte de abajo se calentó agua a punto 
de ebullición, el vapor pasa por el condensador y lo convertido en líquido 
condensado se acumula en el sifón hasta que cae de nuevo a la solución inicial 
realizando así tres ciclos. 
 
Se llegó a obtener un residuo negro de carbón promedio de XXX. La 
diferencia de densidades promedio es de XXX entre la densidad inicial y final 
del agua. 
 
La práctica fue realizada bajo condiciones climatológicas de una presión 
atmosférica de 0.84 atmósferas, a una temperatura de 22°C y una humedad 
relativa del 60%.1 
 
 
1 Meteorología en Ciudad de Guatemala, http://tiempoyhora.com/Centroam%C3%A9rica-
Caribe/Guatemala/Ciudad-de-Guatemala/Ciudad-de-Guatemala Guatemala, 31 de Julio de 
2014. 
http://tiempoyhora.com/Centroam%C3%A9rica-Caribe/Guatemala/Ciudad-de-Guatemala/Ciudad-de-Guatemala
http://tiempoyhora.com/Centroam%C3%A9rica-Caribe/Guatemala/Ciudad-de-Guatemala/Ciudad-de-Guatemala
OBJETIVOS 
 
 
 
OBJETIVO GENERAL 
 
Adquirir conocimiento de los procesos de carbonización y calcinación de la 
materia orgánica, aplicar técnicas básicas de laboratorio como la destilación 
y extracción por medio de un equipo soxhlet 
 
OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
 
1. Determinar el porcentaje de carbono total presente en el azúcar. 
 
2. Comparar las densidades obtenidas antes y después de la destilación 
en el equilo soxhlet después de dos ciclos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. MARCO TEÓRICO 
 
 
 
3.1. Química del carbono. 
La química orgánica estudia al elemento carbono acompañado de 
algunos elementos con H, O, N, S, halógenos (Cl, Br, I) y algunos metales. 
 El elemento carbono puro existe bajo formas alotrópicas somo sólidos 
cristalinos naturales y artificiales, y en forma impura como sólidos amorfos 
naturales y artificiales. Un carbono cristalino natural es el grafito y el 
diamante. 
 
3.2. Carbonización: 
El proceso de calentamiento de materiales orgánicos en ausencia de aire 
se denomina pirolisis o carbonización. Por lo general se utiliza el término 
pirólisis cuando dicho proceso se enfoca a la obtención de los gases y 
aceites que se producen y carbonización cuando (como en el caso del 
carbón vegetal) el proceso se dirige hacia la obtención del producto sólido 
resultante (carbonizado). 
 
En la última etapa hasta alcanzar la temperatura final en torno a los 600 
ºC, donde se produce la pirólisis o carbonización, propiamente dichas, el 
desprendimiento de substancias volátiles es máximo. El residuo sólido 
resultante es el carbón vegetal. El rendimiento en carbón del proceso puede 
variar dentro de límites muy amplios dependiendo de la cantidad de azúcar 
utilizada, de su contenido en agua y de las condiciones en que se haya 
operado en la carbonización (tiempo de calentamiento y temperatura 
alcanzada). 
 
La deshidratación es un proceso que consiste en eliminar agua del 
medio que lo contiene. Este proceso tanto puede ser un proceso natural 
como artificial. 
 
En el caso del azúcar, encontramos un producto natural con un alto 
contenido de agua. El ácido sulfúrico es un deshidratante muy potente. Lo 
que sucede es que el ácido reacciona con el agua del azúcar. La reacción 
es muy exotérmica y provoca desprendimiento de gases nocivos, por lo que 
hay que ejecutarla dentro de una campana extractora. �層匝�匝匝�層層岫�岻 + 層掻�匝��想岫�岻 → �岫�岻 + ���匝岫�岻 + 匝操�匝� + 層匝��匝岫�岻 + ���惣岫�岻 
 
La reacción se puede representar por la ecuación anterior. La reacción 
en sí no es muy simple por la serie de reacciones redox que tienen lugar. 
Se encontrará en otras fuentes de consulta que todo el carbono de la 
glucosa se transforma en carbono, pero de ésta manera no podríamos 
explicar la presencia de dióxido de carbono en la mezcla de gases. La 
presencia de dióxido y trióxido de azufre son procedentes del ácido 
sulfúrico. 
Una vez que ya tenemos la reacción iniciada ya se puede producir la 
carbonización del azúcar, es decir, se produciría la siguiente reacción: �層匝�匝匝�層層岫�岻 → 層匝�岫�岻 + 層層�匝� 
La aparición de carbón (carbono) es evidente por el residuo de color 
negro y aspecto esponjoso, fruto de la gran cantidad de calor y gases que 
se desprenden. El agua formada también se evapora por la cantidad de 
calor que desprende. 
 
Los productos formados son generados por las dos reacciones, la 
primera como iniciadora del proceso y la segunda como combustible 
principal de la reacción. 
 
La reacción del ácido sulfúrico y el agua es exotérmica (quiere decir que 
existe gran liberación de calor) y por tanto lo suficiente como para producir la 
carbonización del azúcar produciéndose como productos intermediarios O, 
pero finalmente este acetileno termina degradándose a C y ocurre 
desprendimiento de gas metano, que es el del olor desagradable que se 
percibe tal procedimiento es el que antiguamente se usaba para la 
vulcanización del caucho y en el que está basado el actual procedimiento. 
 
Lo que ha sucedido es una reacción de deshidratación del 
azúcar provocada por el ácido sulfúrico. La sacarosa se convierte en un 
residuo negro de carbono, mientras que el agua se desprende 
en forma de vapor provocando ese ascenso de la masa y esa textura 
esponjosa. 
 
3.3. Destilación. 
La separación y purificación de líquidos por destilación constituye una 
de las principales técnicas para purificar líquidos volátiles. La destilación 
hace uso de la diferencia entre los puntos de ebullición de las sustancias 
que constituyen una mezcla. 
Las dos fases en una destilación son: la vaporización o transformación 
del líquido en vapor y la condensación o transformación del vapor en 
líquido. Existen varias clases de destilación, la elección en cada caso se 
hace de acuerdo con las propiedades del líquido que se pretenda purificar 
y de las impurezas que lo contaminan. 
 
3.4. Extracción. 
La extracción es una técnica de separación que se puede aplicar 
a todo tipo de mezclas, ya sean éstas sólidas, líquidas o gaseosas. 
La extracción se basa en la diferencia de solubilidad de los 
componentes de una mezcla en un disolvente adecuado. La forma 
más simple de realizar una extracción consiste en tratar la mezcla 
de compuestos con un disolvente de manera que uno de los 
componentes se disuelva y los demás no. Sin embargo, la técnica 
de extracción más empleada consiste en la disolución de la mezcla 
a separar en un disolvente que disuelva a todos los componentes. 
 A continuación, se procede a la adición de un segundo 
disolvente, no miscible con el primero, de manera que los 
componentes de la mezcla se distribuyan entre los dos disolventes 
según su coeficiente de reparto, que está directamente relacionado 
con la solubilidad de cada compuesto. Si algún componente de la 
mezcla es muy soluble en uno de los disolventes y muy poco en el 
otro quedará prácticamente todo en el que es soluble, mientras que 
los otros componentes de la mezcla quedarán en el otro disolvente. 
La separación de los dos disolventes y su evaporación suministrará 
residuos enriquecidos en los componentes más solubles. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. MARCO METODOLÓGICO 
 
4.1. Algoritmo de cálculo 
 
Primera parte 
1. Preparar equipo 
2. Medir 200 ml de agua destilada3. Retirar la cascara de los cítricos y cortarlos en pedazos pequeños 
4. Colocar la cascara dentro del dedal. 
5. Colocarlo en el extractor soxhlet. 
6. Agregar el agua. 
7. Armar el equipo soxhlet. 
8. Realizar dos ciclos. 
9. Lavar y guardar cristalería. 
 
Segunda parte 
1. Preparar equipo. 
2. Pesar cuatro gramos de azúcar y colocarlos en el crisol. 
3. Agregar y agitar un poco de agua en el azúcar. 
4. Agregar unos mililitros de ácido sulfúrico concentrado al azúcar. 
5. Observar el aumento del volumen. 
6. Pesar el crisol con el carbono y el ácido sulfúrico. 
7. Lo obtenido, colocarlo en la mufla y calcinar. 
8. Pesar el carbón obtenido. 
9. Lavar y guardar cristalería. 
 
 
 
4.2. Diagrama de Flujo 
Primera parte 
 
 
 
 
 
 
 200ml H2O 
 
 
 Cítrico 
 
 Dedal- soxhlet 
 
 
 H2O a soxhelt 
 
 
 Equipo 
 
 NO 
 
 
 SI 
 
 
 
 
INICIO 
Preparar equipo 
Medir 
Agregar 
Recortar 
Guardar Equipo 
Armar 
Colocar 
¿Se realizaron 
dos ciclos? 
FIN 
Segunda parte 
 
 
 
 
 
 
 
 4g azúcar 
 
 
 agua 
 
 
 ml ácido sulfúrico 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
INICIO 
Preparar equipo 
Pesar 
Observar 
Agregar 
Guardar cristalería 
Pesar 
Agregar 
FIN 
Calcinar 
Pesar 
5. RESULTADOS 
 
 
 
TABLA I 
Resultados del porcentaje de carbono total presente en el azúcar. 
Grupo 1 20.3% 
Grupo 2 57.8% 
Fuente: Datos Calculados 
 
TABLA II 
 Resultados del cambio que hubo en las densidades antes y después de 
la destilación. 
 Cambio 
1 0.00044 
2 0.00028 
Fuente: Datos Calculados 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6. INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS 
 
 
 
Mediante un proceso de carbonización se observa una deshidratación 
del azúcar. El azúcar es un producto natural con un alto contenido de agua 
y el ácido sulfúrico es un deshidratante muy poderoso. El ácido reacciona 
con el agua del azúcar, ésta previamente humedecida produciendo un 
cambio en la coloración en la muestra de azúcar cambiando 
inmediatamente de un tono café oscuro a negro. Debido a que el ácido 
sulfúrico es un ácido fuerte altamente higroscópico, que extrae el agua de 
las moléculas del azúcar es por eso que lo convierte en carbón. 
 
El pequeño aumento de volumen que se obtiene al momento de 
agregarle el ácido sulfúrico es debido a la reacción oxido-reducción entre 
el ácido y el azúcar. Todos los gases formados siendo dióxido de carbono, 
dióxido de azufre y el vapor de agua hacen que el azúcar carbonizado se 
esponje y aumente su volumen. 
 
Al momento en que se mezcla el ácido sulfúrico se libera cantidad de 
calor y más al momento de colocarlo en la mufla, desecando por completo 
el azúcar, se pierde casi totalmente las impurezas y los residuos líquidos 
desprendiéndose en forma de vapor, dejando solamente el carbón formado. 
 
En el caso de la destilación con el equipo soxhlet se observa un 
pequeño cambio en la densidad, esto es debido a que cuando lo obtenido 
con el líquido condensado de la naranja cae de nuevo en el agua inicial 
aumenta su masa provocando así un cambio en la densidad. 
 
En el volumen inicial de agua se agregaron perlas de ebullición, éstas 
protegen del sobrecalentamiento, minimizan el burbujeo y aceleran el 
proceso de destilación. Lo que se pudo observar fue que en el segundo ciclo 
la extracción fue más rápida esto es debido a que el agua ya que volvió a 
caer ya tenía una temperatura alta lo que aceleró el proceso. 
 
Al momento de retirar el dedal se percibió un olor intenso a naranja, esto 
es debido que el calor ayudó a que se desprendiera el olor de la cáscara 
produjendo así también un desprendimiento de color amarillo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7. CONCLUSIONES 
 
 
 
1. El porcentaje promedio de carbono total presente en el azúcar es de 
39.05%. 
 
2. La diferencia promedio de las densidades antes y después de la 
destilación es de 0.00036. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
 
 
1. CAMPOS OLGUIN, Víctor. Química, La Ciencia Central, Le May, 
Burnsted. Editorial Prentice Hall Hispanoamericana S.A. Año 2004. 
687 págs. 
 
2. MONDRAGÓN MARTINEZ, Cesar Humberto. Química Orgánica. 
Santillana. Edición para el docente. Colombia. Año 2005. 288 págs. 
 
3. ----- (2011). Métodos Físicos de Separación y Purificación. [En línea] 
Destilación.http://www.sinorg.uji.es/Docencia/FUNDQO/TEMA11FQO.
pdf. Guatemala, 3 de agosto de 2014. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
http://www.sinorg.uji.es/Docencia/FUNDQO/TEMA11FQO.pdf
http://www.sinorg.uji.es/Docencia/FUNDQO/TEMA11FQO.pdf
9. ANEXOS 
9.1. Datos Originales 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9.2. Muestra de cálculo 
 
1) Cálculo para calcular el porcentaje de recuperación de la muestra. %� = �剣�� ∗ などど ������ó券 #な 
Dónde 
Mo= masa obtenida del solvente orgánico. 
Mi= masa inicial del solvente orgánico. 
 
Ejemplo: 
Se obtiene un residuo de 2.312g y la masa original era de 4g. %� = に.ぬなに�ね� ∗ などど = のば.ぱ % 
 
2) Cálculo para obtener la diferencia de densidades en la destilación. ∆� = �� − �� ������ó券 #に 
Dónde ��= densidad final ��=densidad inicial 
 
Ejemplo: 
La densidad inicial de la solución es de 1.03524 g/ml y la densidad final es de 
1.03568 g/ml. ∆� = な.どぬのはぱ �兼健 − な.どぬのにね �兼健 = ど.どどどねね 
 
 
 
 
9.3. Datos Calculados 
 
TABLA III 
Datos calculados en el segundo proceso, carbonización de la sacarosa. 
 GRUPO 1 GRUPO 2 
Crisol 36.382 34.936 
Azucar 4 4.002 
azucar + ácido 41.93 38.42 
final 37.194 37.248 
Fuente: Datos originales 
 
TABLA IV 
Datos calculados para la destilación. 
Densidad inicial final Cambio 
1 1.03524 1.03568 0.00044 
2 1.05924 1.05952 0.00028 
Fuente: Datos Calculados