REPORTE
LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA
PRÁCTICA NÚMERO: 3
DESTILACIÓN POR ARRASTRE DE VAPOR.
Objetivos: destilar por arrastre de vapor las esencias de varias especias.
Material: Reactivos:
*1
Matraz kitasato de 250ml.
* Clavo (3-5g)
*1 Tapón
numero 6 monohoradado. * Éter etílico.
*1 Vaso
de precipitados de 100ml.
*
Sulfato de sodio anhidro.
*3 Soportes
universales.
* Cloruro de sodio.
*2 Telas
de asbesto.
*1
Mechero de Bunsen.
*3
Pinzas para soporte.
*2
Anillo de hierro.
*3
Matraces Erlenmeyer de 100ml.
*1 Juego
de química de juntas esmeriladas.
*1 Tubo
de vidrio para el tapón horadado.
*1
Probeta, 1 pipeta, 1 mortero con su pistilo.
*1
Manguera para refrigerante, trozos de manguera para conexiones.
INTRODUCCION:
La
destilación por arrastre de vapor permite aislar y purificar substancias
orgánicas. Puede emplearse con líquidos completamente inmiscibles o muy
miscibles con el agua.
Los vapores
saturados de los líquidos inmiscibles, siguen la ley de Dalton sobre las
presiones parciales que son cuando dos o más gases o vapores, que no reaccionan
entre sí, se mezclan a temperatura constante, cada gas ejerce la misma
presión que si estuviera solo y la suma
de las presiones de cada uno es igual a
la presión total del sistema, cuya expresión matemática es la siguiente:
P= p1+p2+p3+……+pn
En donde P
es la presión total a temperatura constante y p1, p2, p3, etc., son las
presiones parciales de los componentes. Al destilar una mezcla de dos líquidos
inmiscibles, su punto de ebullición será la temperatura a la cual la suma de
las presiones de vapor es igual a la atmosférica. Esta temperatura será
inferior al punto de ebullición del componente más volátil. Si uno de los
líquidos es agua y si se trabaja a la presión atmosférica, se podrá separar un
componente de mayor punto de ebullición a una temperatura inferior a 100°C.
Este procedimiento es útil para separar substancias volátiles de las no
volátiles o indeseables (resinas, sales inorgánicas, etc.).
Cuando se
destila una mezcla de líquidos inmiscibles, el punto de ebullición de la mezcla
permanece constante hasta que uno de los componentes de vapor que se destilen
depende la presión de vapor de cada uno
de ellos.
Presión de
vapor
Es determinada, en la que la fase líquida y el
vapor se encuentran en equilibrio dinámico.
La
composición del vapor se puede calcular como sigue: suponiendo que se puedan
aplicar las leyes de los gases, tenemos que el número de moléculas de cada
componente en el vapor (presión de vapor del líquido puro a la temperatura en
que está efectuando la destilación). Por tanto si pa y pb son las presiones de
vapor de dos líquidos A y B en el momento en que hierve la mezcla, entonces la
presión total es:
Pt=pa+pb
Y como la
presión de un gas depende de un número de moléculas que tiene, entonces la
composición del vapor está dada por:
Na/Nb=pa/pb
En donde Na
y Nb representan el número de moles de las dos substancias en un determinado
volumen de la fase de vapor como:
Na=ga/Ma Nb=gb/Mb
Donde g es
el peso de la substancia en un volumen determinado de vapor y M su peso
molecular, entonces:
Na/Nb=ga/Ma/gb/Mb=pa/pb ga/gb=Mapa/Mbpb
Los pesos
relativos de los dos componentes de la fase de vapor serán pesos relativos en
el destilado, o sea que los pesos de los líquidos condensados son
proporcionales a sus presiones de vapor y sus pesos moleculares.
METODOLOGÍA:
1.-Montar un aparto de destilado.
2.-Triturar en el mortero la especia a destilar
(clavo) y colocar en el matraz de arrastre.
3.-Una vez colocada la muestra en el matraz,
humedecerla con un pequeño exceso de agua con el fin de evitar que se tape el
tubo del vapor.
4.-Colocar 150ml de agua en el matraz kitasato.
5.-Iniciar el calentamiento del agua desde antes de
terminar de montar el aparato de destilación (para ahorrar tiempo).
6.-Una vez acabado de montar el aparato, conectar el
brazo lateral del kitasato y taparlo
para que la corriente de vapor fluya hasta la muestra.
7.-Calentar suavemente el matraz con la muestra de
vez en cuando, para que no se requiera una mayor cantidad de vapor y fluya como
una corriente rápida.
8.-Si por alguna razón se suspende el calentamiento
del kitasato, deberá destaparse inmediatamente para evitar que se succione la muestra.
9.-El destilado será una mezcla de esencias que puedan separarse del agua
mediante extracción con éter en el embudo de separación: agregar éter al
recipiente y verter a la mezcla en el embudo de separación, permitiendo la
separación de las fases, recogiendo la fracción etérea con sulfato de sodio
anhidro.
*Al evaporarse el éter, se obtendrá una muestra de
aceite esencial de la especia (clavo).
CARACTERÍSTICAS DE LOS REACTIVOS:
ÉTER ETÍLICO
-General | |
Fórmula desarrollada: | H3C-CH2-O-CH2-CH3 |
Fórmula empírica: | C4H10O |
Edo. de agregación: | Líquido |
Apariencia: | Incoloro |
Densidad: | 0.7134 g/cm3 |
Masa molecular: | 74.12 g/mol |
Punto de fusión: | −116,3 °C (156,85 K) |
Punto de ebullición: | 34,6 °C (307,75 K) |
Solubilidad en agua: | 6.9 g/100 ml H2O (20 °C) |
Viscosidad: | 0,224 cP a 25 °C (298 K) |
Momento dipolar: | 1,15 D |
-Peligrosidad | |
Punto de inflamabilidad: | −45 °C (288 K) |
Temperatura de auto ignición: | 170 °C (443 K) |
SULFATO DE SODIO ANHIDRO
-General
|
|
Fórmula
semidesarrollada:
|
Na2SO4
|
Fórmula
molecular:
|
n/d
|
-Propiedades
físicas
|
|
Edo.
de agregación:
|
|
Apariencia:
|
Sólido cristalino blanco
|
Densidad:
|
|
Masa
molar:
|
142.04 g/mol (anhidro)
322.20 g/mol (decahidro) |
Punto
de fusión:
|
1157 (anhidro)
305.4 (decahidro) K (884 (anhidro) 32.4 (decahidro) °C) |
-Propiedades
químicas
|
|
Solubilidad
en agua:
|
4.76 g/100 ml (0 °C)
42.7 g/100 ml (100 °C) |
CLORURO DE SODIO
-General
|
|
Fórmula
semidesarrollada:
|
|
-Propiedades
físicas
|
|
Edo
de agregación:
|
|
Apariencia:
|
Incoloro; aunque parece blanco
si son cristales finos o pulverizados.
|
Densidad:
|
|
Masa
molar:
|
|
Punto
de fusión:
|
1074 K (801 °C)
|
Punto
de ebullición:
|
1738 K (1465 °C)
|
-Propiedades
químicas
|
|
Solubilidad
en agua:
|
35,9 g por 100 mL de agua
|
KPS:
|
37,79 mol2
|
-Termoquímica
|
|
ΔfH0gas
|
|
ΔfH0líquido
|
|
ΔfH0sólido
|
|
229,79 J·mol-1·K-1
|
|
S0líquido, 1 bar
|
95,06 J·mol-1·K-1
|
S0sólido
|
72,11 J·mol-1·K-1
|
-Riesgos
|
|
Ingestión:
|
Peligroso
en grandes cantidades; su uso a largo plazo en cantidades normales puede
traer problemas en los riñones.
|
Inhalación:
|
Puede
producir irritación en altas cantidades.
|
Piel:
|
Puede
producir resequedad.
|
Ojos:
|
Puede
producir irritación y molestia.
|
RESULTADOS:
Se obtuvieron algunas gotas de la esencia del clavo
al retirar el agua y al evaporar el éter de la especia destilada, la cual era
de color ligeramente blanco con un olor característico.
CONCLUSIONES:
Que la técnica de destilación por arrastre de vapor
no es una técnica de purificación de
líquidos orgánicos, sino de aislamiento
o separación que tiene aplicación a
nivel industrial, donde finalmente el compuesto orgánico recogido en el matraz
colector se lleva acabo mediante extracción para obtener la esencia aceitosa de la especia en
este caso la del clavo.
CUESTIONARIO:
1.- ¿Podrían separarse etanol y acido acético por el
método de destilación por arrastre de vapor?
R= No, porque ambos compuestos son
volátiles, y para llevar a cabo la destilación
por arrastre de vapor se necesita estar presente en la mezcla al menos
una sustancia no volátil y soluble, inmiscibles en agua,
tener presión de vapor baja y punto de ebullición alto.
2.- ¿Qué se entiende por presión de vapor de un
líquido?
R=
3.- ¿Qué se entiende por presión parcial y suma de
presiones parciales?
R=
La presión parcial es cuando dos o más gases o
vapores, que no reaccionan entre sí, se mezclan a temperatura constante, cada
gas ejerce la misma presión que si
estuviera solo y la suma de las presiones
de cada uno es igual a la presión total del sistema, es decir la presión
que cada gas ejerce sobre la mezcla.
La suma de presiones parciales se refiere a que es
la presión total a temperatura constante.
4.- ¿Qué uso industrial podría darse al método de destilación
por arrastre de vapor?
R=en la industria alimentaria, en la industria
farmacéutica, en la industria de cosméticos, en la industria de productos de
uso veterinario, en desodorantes industriales, en la industria tabacalera, en biocidas
e insecticidas (esencias con propiedades bactericidas, como el tomillo, clavo,
salvia, mentas, orégano, pino, entre otras).
5.-Investigue la estructura química y el nombre del
componente principal de la especie que destiló.
R=
6.- ¿Qué usos tiene la esencia que destiló?
R= El aceite de clavo de olor se
utiliza para la diarrea, las hernias y el mal aliento. El clavo de olor y el
aceite de clavo de olor se utiliza para los gases intestinales, las náuseas y
los vómitos.
El clavo de olor se aplica directamente a las encías
(uso tópico) para el dolor de muelas, para controlar el dolor durante el
procedimiento dental y para una complicación que puede ocurrir después de la
extracción de un diente que se conoce como "alveolitis seca." También
se aplica a la piel como un contra irritante para el dolor y para la
inflamación de la boca y la garganta. En combinación con otros ingredientes, el
clavo de olor también se aplica a la piel como parte de un producto de varios
ingredientes que se utiliza para impedir que los hombres alcancen el orgasmo
demasiado pronto (eyaculación prematura).
En los alimentos y bebidas, el clavo de olor se
utiliza como un agente que proporciona fragancia y sabor.
En la industria manufacturera, el clavo de olor se
utiliza en la pasta de dientes, en los jabones, los cosméticos, los perfumes y
los cigarrillos. Los cigarrillos de clavo de olor, también llamados kreteks,
contienen generalmente un 60% a 80% de tabaco y 20% a 40% de clavos de olor
molidos. El eugenol, uno de las sustancias químicas en el clavo de olor, actúa
como el mentol para reducir la dureza del humo del tabaco.
Componentes del clavo (Syzygium aromaticum)
Estructura:
-Aceite esencial rico en eugenol (hasta un 90%) que
es el que le da el aroma a el aceite de clavo, cariofileno (hasta un 15%),
furfural, vanillina, salicilato de metilo, pirocatecol, metil-cetona y aldehídos
valeriánicos.
-Cromonas: eugenina, isoeugenitol, isoeugenitina.
-Taninos.
-Mucílagos.
-Sitosterol.
-Estigmaterol.
-Resinas.
-Celulosa.
-Pineno.
-Acido oleanólico.
-Aceite fijo.
7.- ¿Qué es la aromaterapia?
R= es un antiguo arte que se incorpora
a esta época de vida de cambios veloces y vida acelerada. Esta disciplina
aporta un uso terapéutico de los aromas puros (esencias, aceites) para un
tratamiento natural y un complemento importante para ayudar a restablecer
nuestro equilibrio y armonía. Es una forma de terapia que recurre al olfato y a
la sensibilidad de la piel para tratar de armonizar el cuerpo y la mente, esto
se logra mediante la modificación de los estados emocionales y anímicos.
BIBLIOGRAFÍA:
Barluenga, M.J. (1987). Manual de Química Orgánica.
Versión española de la 19ª edición alemana. Editorial Reverté. Barcelona,
España.
Grau, M.A. y Csáky, G.A. Técnicas Experimentales en
Síntesis Orgánica. Editorial síntesis, S.A., España, 1ra edición, 2001