UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL ROSARIO

Transcripción

1 UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL ROSARIO DEPARTAMENTO DE INGENIERIA QUÍMICA CÁTEDRA DE QUÍMICA ORGÁNICA DETERMINACIÓN DE HALÓGENOS TRABAJO PRÁCTICO Nº:... NOMBRE Y APELLIDO:... FECHA:... CURSO:... COMISIÓN:... OBJETIVO Determinar, mediante ensayos químicos cualitativos, la presencia de Iodo, Bromo y Cloro en sustancias orgánicas. Realizar las reacciones REDOX correspondientes a la determinación de cada halógeno. TRATAMIENTO DE LA MUESTRA El tratamiento inicial de la muestra es común a las tres determinaciones: I, Br y Cl. 1) Se introducen con la espátula y sin tocar las paredes en un microtubo de reacción, una pequeña cantidad de la muestra, luego con otra microespátula se hace lo mismo con el polvo de Zn, asegurándose que haya exceso (una parte de muestra y cinco partes del polvo de Zn en peso). 2) Se mezclan bien con la espátula y como la pirolisis se hará en un tubo abierto en un extremo, como precaución para evitar la eliminación de sustancias volátiles o de productos de su descomposición, entre los cuales se encuentran los halógenos, se cubrirá la mezcla con una capa de Zn de 5 mm; calentándose en primer lugar esta capa metálica y luego de ello el resto de la muestra a una temperatura inferior al rojo incipiente por algo más de dos minutos. Puede cerrarse a la llama el extremo abierto del microtubo de reacción, pero en este caso el mismo debe ser de paredes resistentes ya que se corre el riesgo de explosión debido a la presión de los gases calientes que se forman. 3) Después de la pirólisis se deja enfriar el tubo, (se abre por uno de sus extremos, si estuvieran los dos cerrados), y se le añaden 10 gotas de agua destilada. Si el microtubo no tuviera la capacidad suficiente para contener este volumen, se mezcla y pulveriza el contenido de la reacción con otra espátula y se vierte el polvo en un tubo de ensayo limpio y seco, entonces se agregan 10 gotas de agua destilada. 4) Se calienta agitando bien hasta que comience a hervir. Se deja decantar. 1

2 DETERMINACIÓN DE IODO Fundamento: pirólisis de la sustancia orgánica en presencia de un metal reductor, el Zn. Fijación del halógeno como ZnI 2 y su posterior reconocimiento como I 2. 2 R-I + Zn ZnI 2 + R-R ZnI CH 3COOH + 2 KNO 2 I 2 + Zn(CH 3COO) K(CH 3COO) + 2 NO + 2 H 2O I 2 + almidón complejo azul Tubos de ensayo Placa de toque Varilla de vidrio Solución de almidón soluble recién preparada Solución de ácido acético al 10% Nitrito de potasio cristalizado Tratada la sustancia orgánica muestra según lo expuesto anteriormente se procede como sigue: 1) Se separa una parte de la solución con una pipeta Pasteur y se dejan caer dos gotas sobre una placa de toque. 2) Se añaden sobre ella una gota de la solución de almidón y una gota de la solución de ácido acético, se mezcla con una varilla de vidrio y se deja caer en su seno un cristal de nitrito de potasio. 3) En presencia de Iodo, aparecerá de inmediato una coloración azul. 2

3 DETERMINACIÓN DE BROMO Fundamento: pirólisis de la sustancia orgánica en presencia de un metal reductor Zn. Fijación del halógeno como ZnBr 2 y su posterior reconocimiento como Br 2. 2 R-Br + Zn ZnBr 2 + R-R 3 ZnBr H 2SO 4 + K 2Cr 2O 7 3 Br ZnSO 4 + Cr 2(SO 4) H 2O + K 2SO 4 4 Br 2 + fluoresceína eosina (roja) + 4 HBr La solución alcohólica de fluoresceína, al combinarse con bromo dará un producto de color rojo, la eosina pero el reactivo no es específico y sólo se podrá emplear en ausencia de los demás halógenos. Pinza de madera Tubos de ensayo Microtubo de ensayo Algodón Solución de ácido sulfúrico al 20% Dicromato de potasio Solución alcohólica de fluoresceína Tratada la sustancia muestra según lo expuesto anteriormente se procede como sigue: 1) Se separa una parte de la solución con una pipeta Pasteur y se dejan caer cinco gotas en el fondo de un microtubo de ensayo limpio y seco, de tal modo que no se mojen las paredes laterales del mismo. 2) Se añaden tres gotas de la solución de ácido sulfúrico al 20% con las mismas precauciones, se deja caer en el centro de la mezcla un cristalito de dicromato de potasio, e inmediatamente se agita y se adapta el tubo con el algodón reactivo impregnado en la solución alcohólica de fluoresceína. Este tubo se prepara de la siguiente forma: se toma un tubo de vidrio de 10 cm por 4 mm y con una microespátula se introduce una pequeña cantidad de algodón limpio y seco de tal modo que quede a unos 0,5 cm de uno de sus bordes y forme un taponcito muy flojo de 3-4 mm. 3

4 En el otro extremo se le adapta un taponcito, el cual hará un cierre hermético cuando se lo dispone en la boca del tubo donde se efectúa la reacción que desprende bromo. El algodoncito se impregna con una gota de la solución reactivo (solución de fluoresceína) de la siguiente forma: con una pipeta Pasteur se toma por capilaridad un poco de la solución reactivo y su punta se introduce sin tocar las paredes del tubo hasta ponerse en contacto con el algodón, éste absorberá la solución por capilaridad y quedará bien impregnado. Si por defecto de su introducción quedan impregnadas con solución las paredes del tubo, se elimina este exceso con un rollito de papel de filtro. El tubo que contiene el algodón reactivo se introducirá dentro del otro tubo de tal modo que no toque las paredes del mismo y además el algodoncito quedará a una distancia de 1 cm de la superficie de la solución reaccionante. 3) Si hay bromo el algodón se coloreará de rojo en un tiempo que puede variar desde unos minutos hasta 24 hs, de acuerdo a la cantidad de halógeno desprendida. Si se quiere acelerar el desprendimiento de bromo, se hace hervir en un erlenmeyer de 125 ml, unos 70 ml de agua, se retira de la fuente de calor y se adapta en su boca un tapón colocado flojamente, de modo que deje pasar los vapores a todo el sistema de tubos, para que quede como dentro de un baño de vapor. 4

5 DETERMINACIÓN DE CLORO Fundamento: pirólisis de la sustancia orgánica en presencia de un metal reductor, el Zn; fijación del halógeno como ZnCl 2 y su posterior reconocimiento como CrO 2Cl 2. 2 R-Cl + Zn ZnCl 2 + R-R 2 ZnCl H 2SO 4 + K 2Cr 2O 7 2 CrO 2Cl 2 + K 2SO ZnSO H 2O 2 CrO 2Cl H 2O 4 HCl + 2 H 2CrO 4 Crisol de porcelana Placa de azulejo blanca Dicromato de potasio Ácido sulfúrico concentrado Nitrato de plata cristalizado 2 H 2CrO AgNO 3 2 Ag 2CrO HNO 3 Tratada la muestra según lo expuesto anteriormente se procede como sigue: 1) Se dejan caer cinco gotas de la misma dentro de un crisol de porcelana de 18 mm por 7 mm y se le agregará un cristalito de dicromato de potasio. Se calienta esta mezcla con mucho cuidado, para que no haya proyecciones, hasta la evaporación total del agua, quedando así un residuo formado por una mezcla íntima de dicromato y cloruro de cinc. 2) Sobre esta mezcla se vierten 2 gotas de ácido sulfúrico y se tapa la boca del crisol con una placa de azulejo blanco del cual pende una gota de agua destilada. El cloruro de cromilo se difunde en la gota, completándose la reacción en media hora de contacto. El desprendimiento de los vapores se puede acelerar calentando el crisol a baño maría a una temperatura de ºC. 3) Se retira entonces la placa de azulejo, se invierte y se evapora cuidadosamente el exceso de agua hasta la obtención de un residuo seco. Observando bien, se verá una película iridiscente de ácido crómico, película que se disolverá en la misma placa con una gota de agua destilada, agregándose un cristalito de nitrato de plata. 4) En caso de reacción positiva aparecerá precipitado de color rojo ladrillo que desaparece al alcalinizar con hidróxido de amonio. El Iodo y el Bromo no dan esta reacción. 5