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PROPEDUTICA a) Normas de seguridad en el laboratorio y prevencin
de accidentes, botiqun de primeros auxilios.
Proteger los ojos siempre que se trabaje o se est en el
laboratorio, preferentemente con lentes de seguridad. Los lentes de
contacto son recomendados ya que en caso de salpicaduras con lcalis
o cidos son difciles de lavar rpidamente, en el caso de los lentes
de contacto de tipo duro las explosiones son muy peligrosas ya que
lesionan directamente la cornea.
No trabajar solo en el laboratorio, siempre hacerlo cuando haya
otra persona presente o bien este a una distancia a la que se le
puede llamar en caso de emergencia.
Se debe plantear el trabajo antes de iniciarlo. Es necesario
asegurarse que los equipos que se van a usar estn armados y
funcionen correctamente, tambin conocer las caractersticas y
propiedades de los reactivos que van a usarse.
Trabajar siempre con batas y gafas de seguridad.
No oler directamente las sustancias, cuando se quiera y se pueda
oler, atraer los vapores indirectamente hacia la nariz, haciendo
una cuenca con la mano.
El laboratorio debe estar bien ventilado.
No probar las sustancias utilizadas en el laboratorio, est
estrictamente prohibido comer o beber alimentos en el
laboratorio.
Evitar el contacto de los productos qumicos con la piel, los
materiales slidos se manipulan con esptula, cuando se sufra una
salpicadura de una sustancia txica o corrosiva lavar la zona
afectada con mucha agua y jabn. Para el caso de quemaduras evitar
que la lesin entre en contacto con sustancias txicas o corrosivas.
Nunca usar disolventes orgnicos como acetona o alcohol para lavar
lesiones.
No calentar sistemas cerrados, se les debe tener abiertos a la
atmsfera o bien conectados al sistema de vaco.
Al instalar una varilla, tubo o termmetro en un tapn de corcho o
hule primero hacer el orificio adecuado, lubricar con glicerina o
agua jabonosa.
Localizar posicin de extintores, puertas de emergencia, botiqun
de emergencia y lavamanos.
Evitar el uso de flama abierta cuando se tengan sustancias
inflamables en el laboratorio.
Cuando se manipulan lquidos inflamables, no calentarlos en un
recipiente abierto, el calentamiento se har por medios indirectos
ya sea utilizando una parrilla con resistencia cubierta, una
canasta de calentamiento, o en bao mara.
Cuando se desea concentrar un lquido inflamable, hacerlo siempre
en la campana usando calentamiento indirecto o rota vapor.
-
No se debe pipetear con la boca ya que causa intoxicaciones por
ingestin o aspiracin incidental. Debe usarse una perilla, jeringa o
propipeta.
Trabajar con ropa entallada y abotonada.
No usar material de vidrio roto con grietas o rajaduras.
Mantener mesas y escritorios siempre limpios.
Colocar residuos en lugares destinados para ello.
Etiquetar todos los recipientes, aunque en ellos se coloquen
reactivos de forma temporal.
Limpiar inmediatamente cualquier derrame de reactivo.
Mantener sin obstculos las zonas de circulacin y de acceso a
todos los equipos.
Antes de retirarse del laboratorio, interrumpir o cerrar las
llaves de paso de agua, gas y vapor.
No dejar equipos operando.
Botiqun de primeros auxilios
Antispticos: (limpieza y desinfeccin) Isodine (yodo)
Alcohol Jabn antibacterial.
Material de curacin:
Algodn Gasas de 10x10cm Guantes desechables. Apsitos. Cinta
adhesiva.
Microporo. Vendas Hisopos (aplicadores) Abatelenguas.
Instrumental:
Tijeras Pinzas Lmpara sorda. Termmetro
Baumanmetro Estetoscopio Lancetas
b) Primeros auxilios en caso de quemaduras con compuestos
orgnicos e inorgnicos por ingestin en la piel y en los ojos.
Asimismo, con fuego (mechero, parrilla etc.)
Corrosiones de piel por cido: Cortar rpidamente la ropa mojada
por el cido. Enjuagar con abundante agua la zona afectada.
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Neutralizar la acidez de la piel con bicarbonato de sodio por 2
min, quitar el exceso de pasta, secar y cubrir con linimento leo-
calcreo o similar.
Corrosiones en ojos por cidos y halgenos: Inmediatamente despus
del accidente irrigar los ojos con grandes cantidades de agua
templada con el lavaojos, si es necesario estirando los prpados
para que el agua penetre debajo de los mismos. Continuar la
irrigacin durante 20 minutos, despus lavar los ojos con disolucin
de bicarbonato de sodio 1% con ayuda del lavaojos, renovando la
solucin 2 o 3 veces. Finalmente verter en los ojos una gota de
aceite de oliva virgen.
Ingestin de productos qumicos: Solicitar urgente atencin medica.
Detectar el agente nocivo indicado por el afectado, si se encuentre
inconsciente, ponerlo en posicin inclinada con la cabeza de lado y
sacarle la lengua hacia adelante. No darle a ingerir nada por la
boca ni inducirlo al vmito.
Si es un cido corrosivo. No provocar nunca el vmito, no ingerir
carbonato o bicarbonato de sodio. Administrar leche de magnesia en
grandes cantidades o claras batidas con agua.
Si es alcohol metlico. Administrar 2 4 vasos de agua,
inmediatamente provocar el vmito introduciendo los dedos, a cada
episodio de vmito tomar abundantes tragos de agua salada templada
(una cucharada sopera de la sal por cada vaso de agua). Se le dar
esta solucin hasta que los vmitos sean claros, posteriormente
administrar un vaso lleno de agua que contenga dos cucharadas
soperas de bicarbonato de sodio. Si es formol, administrar un vaso
lleno de agua que contenga una cucharada sopera de acetato de
amonio, provocar el vmito con grandes cantidades de agua tibia con
sal. Repetir 3 veces, dar leche o huevos crudos.
Inhalacin de productos qumicos Llevar al afectado al aire fresco
inmediatamente. Al primer sntoma de dificultad para respirar,
iniciar la respiracin artificial de boca, tratar de identificar el
humo o vapor causante de la dificultad respiratoria.
c) Lavado y secado de material de vidrio, disoluciones
limpiadoras, que son, como se preparan y una secuencia para su uso,
cmo se eliminan manchas especificas como de MnO2, I2, Fe2O3, grasa,
carbn, etc.
El material de vidrio se debe manipular con cuidado y no
someterlo a presiones externas, ya que es frgil y costoso. Tan
pronto se termine de utilizar, enjuagar abundantemente con agua o
con disolvente para que los residuos remanentes se eliminen al
mximo. Cuando se emplean lcalis, como sosa castica o potasa
castica, en el material de junta esmerilado se debe desarmar el
aparato tan pronto como sea posible y enjuagarlo de inmediato para
evitar que estos lcalis ataquen el vidrio, o las uniones del
material esmerilado queden soldadas permanentemente. En el lavado
del material se utilizan varios mtodos, desde el ms simple
empleando agua y jabn, hasta las soluciones limpiadoras, que sirven
para remover la suciedad que se adhiere durante el uso del
material. Unos ejemplos son:
o Agua regia: es una solucin altamente corrosiva y fumante de
color amarillo, formada por la mezcla de cido ntrico concentrado y
cido clorhdrico concentrado generalmente en la proporcin de 1 a
3.
Es uno de los pocos reactivos que son capaces de disolver el
oro, el platino y el resto de los metales. Fue llamada de esa forma
porque puede disolver aquellos llamados metales regios, reales o
metales nobles. El agua regia no es muy estable por lo que debe ser
preparada justo antes de utilizarse.
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El agua regia es utilizada para limpiar probetas y pipetas, es
un poderoso disolvente debido al efecto combinando de los iones H+,
NO3- y Cl - en disolucin, tambin se utiliza como reactivo en
anlisis qumicos para la identificacin de metales.
Existen sustancias limpiadoras con aldehdos, son agentes
alquilantes que actan sobre las protenas, provocando una
modificacin irreversible en enzimas e inhiben la actividad
enzimtica.
o Glutar aldehdo: Consiste en preparar una solucin alcalina al
2% y sumergir el material a esterilizar de 20 a 30 minutos y luego
un enjuague de 10 minutos. Este mtodo tiene la ventaja de ser rpido
y ser el nico esterilizante efectivo en fro. Puede esterilizar
plstico, goma, vidrio, metal, etc.
o Mezcla crmica: Por su poder oxidante se emplea para eliminar
materia orgnica e inorgnica que permanece adherido al material de
vidrio. Se prepara con 4 o 5 gramos de dicromato de sodio o de
potasio, grado tcnico, disueltos en la menor cantidad de agua (ms o
menos de 5 ml.), agregar con mucho cuidado 100ml de cido sulfrico
concentrado.
o Potasa alcohlica: se usa para eliminar residuos de grasas,
entre ellas las del silicn, que se emplean como lubricantes de
llaves de bureta. El material se sumerge en la potasa tibia de 10 a
15 minutos, despus se enjuaga con agua corriente y destilada, por
ltimo se seca. Se prepara disolviendo 20 g. de hidrxido de potasio
(KOH) por 100 ml. de alcohol etlico de 96 C esta solucin puede
sustituirse por una solucin alcohlica NaOH que se prepara con 12 g.
de NaOH diluidos en 100 ml. de alcohol de 96.
Tcnica de secado de material o Calor directo: se realiza
utilizando una fuente de calor para acelerar el proceso de secado
se
puede utilizar un mechero. o Escurrimiento: se pone una
superficie en la cual se escurre el material.
d) Tipos o clases de incendios (A, B, C, D Y E) y diferentes
tipos de extinguidores, tringulo y tetraedro del fuego.
Los incendios se clasifican con base en las caractersticas de
los compuestos o sustancias combustibles y se dividen en 5
categoras.
Incendio clase A: fuegos ocasionados por material combustible
como papel, madera, plsticoetc. Incendios de clase B: fuego
ocasionado por lquidos inflamables, gases, grasas, pinturas,
solventes,
aceites, etc.
Incendios de clase C: ocasionados en equipos elctricos de bajo
voltaje.
Incendios de clase D: causados por metales como sodio, magnesio,
potasio, etc.
Incendio clase E: causados por equipos elctricos de alto
voltaje.
Tipos de extinguidores
Extinguidor de agua: Tiene una capacidad aproximada de 91 kg, se
le agrega CaCl2 para evitar que el agua se congele cuando la
temperatura del aire inferior a 0C adems de que ayuda a disminuir
la tensi n superficial de los detergentes. Este tipo de
extinguidores se usan para apagar incendios de tipo A.
Operan de la siguiente manera: El agua tiene una elevada
capacidad calorfica que provoca el enfriamiento del material
combustible por debajo de su temperatura de ignicin.
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Diluye el contenido de O en la atmsfera, se debe evitar su uso
en fuegos de clase C por las sales que tiene disueltas, las cuales
son buenas conductoras de electricidad.
Extinguidor de gases inertes o CO2
Contienen CO2 presurizado ms o menos a 60 atm. Se recomienda
para fuegos clase B y C, por su poca eficiencia no es recomendable
usarlos como materiales que ardan fcilmente como los combustibles
tipo A.
Es limpio, no deja residuos, puede usarse en equipo elctrico
porque no conduce la corriente elctrica, son recargables, el gas
enfra la zona donde se roca, excluye y diluye la concentracin de O
del material que arde.
Algunas de sus desventajas son que la poca eficiencia que tiene
para extinguir hace que se requiera usarlo en concentraciones
elevadas, en grandes cantidades es asfixiante por lo que su uso es
restringido en reas poco ventiladas.
Extinguidores de compuestos halogenados. La presentacin de estos
extinguidores es de botellas de cristal de forma ovoide que deben
arrojarse hacia la zona del incendio. Como no conducen la corriente
elctrica pueden ser usados para incendios de clase B y C. Se han
usado como agentes extinguidores varios halogenuros de metano, como
el bromoclorodifluorometano, (CF2BrCl), el bromotrifluorometano
(CF3Br) y el tetracloruro de carbono (CCl4) todos estos compuestos
operan igual. Los vapores que producen estos compuestos son ms
pesados que el aire, por lo que se desplazan fcilmente por el
aire.
Estos vapores pesan ms que el CO2 por lo que su eficiencia es
mayor, los compuestos son inestablemente trmicos y se rompen en
radicales libres a temperaturas moderadas. Los intermediarios
qumicos formados en cualquier clase de fuego son atrapados por los
radicales libres de los halgenos deteniendo as la Rx en cadena y as
se sofoca el incendio.
Una desventaja es que todos los halogenuros y sus productos son
txicos, por lo cual su uso debe ser moderado.
Extinguidores de polvos secos. Se usan para sofocar incendios A,
B y C, depende del agente extintor que contengan. El cual puede ser
NaHCO3, KHCO3, (NH4)2SO4, K2SO4, KCl (NH4)3. Este tipo de
extinguidores inhiben la Rx en cadena de las sustancias qumicas del
fuego, ya que los fragmentos de los radicales atmicos y moleculares
producidos durante la combustin son totalmente atrapados por los
polvos qumicos del extinguidor.
Extinguidor Acido-Base Se recomienda utilizarlo con materiales
combustibles como madera, papel, hule, etc. o incendios tipo A,
debido al agua que se produce en la reaccin. El extinguidor tiene
H2SO4 concentrado y una solucin de bicarbonato de sodio saturada en
recipientes separados.
Extinguidor de espuma Se usa para combatir incendios causados
por sustancias altamente inflamables como gasolinas, aceites, es
decir incendios clase B.
Triangulo y tetraedro de fuego
Se le llama tetraedro de fuego al conjunto de los 4 elementos
necesarios para que tenga continuidad un incendio. Estos elementos
son: combustible, comburente, color y reaccin en cadena. Ante la
ausencia de cualquiera de estos elementos el fuego se extingue.
-
Para que se produzca un incendio son suficientes 3 elementos:
combustible, comburente y energa de activacin (tringulo de
fuego).
e) Antdoto Universal, Emtico y Emoliente ejemplos cundo y cmo se
usan Antdoto universal: Es una frmula emprica usada universalmente
en primeros auxilios, para
suministrarse en caso de ingerir un veneno; o ser inoculado al
torrente sanguneo. Est especialmente indicado para inertizar
sustancias venenosas, ingeridas y contenidas aun en el estmago
dentro de un corto lapso de tiempo de la ingesta. No siempre da
buenos resultados, y esto depende de la concentracin, tipo de
veneno y otros factores asociados
Emtico: Un emtico es una sustancia que produce o favorece el
vmito. Un ejemplo es el agua tibia con sal.
Emoliente: medicamento, generalmente ungento para ablandar una
dureza, para relejar y ablandar partes inflamadas.
f) Como se desechan los residuos txicos y corrosivos de
sustancias lquidas y slidas de compuestos orgnicos e inorgnicos en
el laboratorio, as como disoluciones de stos ltimos.
Los desechos de un laboratorio son de 2 tipos: los que se deben
almacenar y los que se drenaran. Para los primeros se deben tomar
en cuenta lo siguiente:
El nmero de recipientes dependen de la clase desechos del
laboratorio, lo nico que se debe procurar es que exista el nmero
adecuado de ellos para poder mezclar sustancias cuyo comportamiento
qumico sea compatible y no producir reacciones qumicas
peligrosas.
El tamao del recipiente debe ser adecuado al volumen de
desechos.
Los recipientes deben estar plenamente identificados para evitar
confusiones.
Deben estar en sitios estratgicos, lejos del calor y de
preferencia ventilados, sobre todo tratndose de solventes.
Al drenar sustancias qumicas de desechos se deben tener en mente
los sistemas de tratamiento con que se cuenta y sin descuidar lo
siguiente:
Las sustancias radiactivas deben tener un drenaje separado y no
deben rebasar los lmites permitidos por la ley.
Cada laboratorio debe tener su propio drenaje y ser
independiente de los drenajes de otros laboratorios.
El drenaje de los sanitarios tambin debe estar por separado.
g) Que es un reactivo R.A., Q.P., Grado tcnico, Grado espectro,
USP., ETC., EJEMPLOS DE STAS Y CUANDO SE USAN.
Reactivo: Un reactivo es toda sustancia que interactan con otra
(tambin reactivo) en una Rx qumica y que da lugar a otras
sustancias de propiedades, caractersticas y conformacin
distintas.
-
Un reactivo R.A. (Grado Analtico): son reactivos especialmente
indicados para aplicaciones analticas en general. En las
especificaciones se indican contenidos mnimos de impurezas
residuales.
Un reactivo Q.P. (Qumicamente Puro): son productos de pureza
controlada, para uso general en laboratorio y produccin.
Un reactivo de grado tcnico se usa industrialmente, pero es en
general inapropiado para su uso como reactivo en laboratorio debido
a la presencia de muchas impurezas.
Grado espectro son reactivos que se utilizan para cromatografa
de gases.
Grado U.S.P. (United States Pharmacopeial) es una sustancia que
cumplen especificaciones de E.U. en cuanto a contenidos mximos de
contaminacin que pueden ser dainos para la salud.
h) Como trasvasar lquidos orgnicos y que cumplen
especificaciones inorgnicos
Se arrastran los residuos del trasvasado enjuagando 4 o 5 veces
los matraces con un poco de disolvente que, eventualmente, se
calienta a ebullicin. Cada vez que se vierte una porcin, se lava el
cuello del matraz con un frasco lavador o pipeta. Con alguna
prctica se gasta muy poco disolvente.
Manejo de material de vidrio: como insertar una varilla, un
tubo, o un termmetro a un tapn de corcho o hule. Cortes de tubo y
varilla de vidrio, como desechar pedacera de vidrio o material
roto.
Al insertar una varilla, tubo o termmetro en un tapn de corcho o
hule, primero hacer el orificio del tamao adecuado, lubricar con
glicerina o agua jabonosa, utilizar un trapo para proteger las
manos en caso de ruptura, as tambin se recomienda que al insertarlo
se haga dejando la mnima distancia de separacin entre la mano que
sostiene el tapn y la que sostiene la varilla, tubo o termmetro que
se va insertar.
i) Preparacin de soluciones valoradas: normales (N), molares
(M), molales (m), osmolares (OM), osmolales (Om) y porcentuales
Peso-Peso (%P/P), Peso-Volumen (%P/V), Volumen-Peso (%V/P) y
Volumen-Volumen (V/V), definicin, frmula con unidades cada una. i1)
Normalidad: Se expresa por los equivalentes de soluto en 1 litro de
solucin
El nmero de equivalentes se calcula de esta forma y se sustituye
en la frmula de Normalidad.
Normalidad = # de Equivalentes del Soluto (g/eq)
Litros de disolucin (L)
-
*A su vez la masa equivalente del soluto puede calcularse, segn
sea el caso, de la siguiente manera:
La masa equivalente de un cido:
La masa equivalente de una base:
La masa equivalente de una sal:
j2) Soluciones Molares La molaridad es la relacin del nmero de
moles de soluto dividido entre el volumen en 1 litro de
disolucin.
El nmero de moles de soluto se calcula de esta manera:
Molaridad = # de moles de soluto (mol)
Litros de disolucin (eq)
Masa eq de soluto = Peso Molecular del soluto (g)
La carga del catin de la sal (eq)
Masa eq de soluto = Peso Molecular del soluto (g)
# de iones Hidroxilo de la base (OH-) (eq)
Masa eq de soluto = Peso Molecular del soluto (g)
# de iones Hidrgenos del cido (H+) (eq)
# De Equivalentes = gramos del soluto (g)
Del soluto masa equivalente del soluto (g/eq)
-
j3) Soluciones molales Relacin de moles de soluto dividido entre
el peso en kg de disolvente.
j4) Soluciones Porcentuales El peso porcentual de un componente
es el peso de dicho componente, entre el peso total de la disolucin
multiplicado por 100.
%V/V = Volumen del soluto (100)
Volumen de la disolucin (ml)
%P/V = Masa del soluto (g) (100)
Volumen de la disolucin (ml)
%P/P = Masa del soluto (g) (100)
Masa de la disolucin (g)
Molalidad = # de moles de soluto (mol)
Kilogramos de disolvente (Kg)
Mol de soluto = g de soluto (g)
Peso Molecular del soluto (eq)
-
j5) Osmolaridad Es la medida usada para expresar la concentracin
total (medida en osmoles/litro en vez de en moles/KILOS como se
hace en qumica) de sustancias en disoluciones usadas en medicina.
El prefijo "osmo-" indica la posible variacin de la presin osmtica
en las clulas, que se producir al introducir la disolucin en el
organismo.
j6)Osmolalidad La concentracin queda expresada como: Osmolalidad
= osmoles por kilogramo de agua
DESTILACIN
a) Usos y generalidades de la destilacin simple y fraccionada,
fundamentos tericos.
%V/P = Volumen del soluto (ml) (100)
Masa de la disolucin (ml)
-
La destilacin es una operacin mediante la cual separamos dos o
ms lquidos miscibles de una mezcla mediante procesos de evaporacin
y condensacin; epurificacin de compuestos lquidos por diferencias
de sus puntos de ebullicin; implica cambios de fase por
transferencia de calor La Destilacin simple consiste en someter a
ebullicin el disolvente voltil del soluto. El disolvente se recoge
condensando el vapor. El soluto es el residuo que queda despus de
la destilacin. Los lquidos que pueden separarse por medio de esta,
son aquellos que poseen ela presin atmosfrica y de impurezas no
voltiles. Dicho procedimiutiliza cuando los dos componentes de una
mezcla tienen entre sus puntos de ebullicin una diferencia mayor a
80C. Si la diferencia entre las temperaturas de ebullicin de los
componentes de una mezcla es menor de 80 C, la separacin de ambos
se realiza por destilaciones sencillas repetidas de los sucesivos
destilados, o utilizando columnas de destilacin fraccionada
mediante las que se obtiene como destilado el producto ms voltil, a
este procedimiento se le conoc
b) Interpretacin grafica de la destilacin fraccionada.
En la figura se muestra que a presin constante, la a bajas
temperaturas tambin es la liquidafraccionada se permite que se
evapore la solucin en b). El vapor que es ms rico en benceno se
condensa despus se evapora(c-d). Si se repite este procedimiento,
por ltimo se separan totalmente los componentes. A este
procedimiento se le llama fraccionada. Diagrama de composicin
liquidoA es el ms voltil).
c) Forma de montar los aparatos para estas destilaciones,
esquemas.
El esquema que se encuentra en la parte izqudestilacin
fraccionadaen el matraz de bola (que no debe llenarse mucho ms de
la mitad de su capacidad) y se calienta con la placa calefactora,
la cual estar colocada debajo del matraz y est a su vez estar
montado en un soporte universal. El matraz de bola estar sujetado
por unas pinzas. Cuando se alcanza la temperatura de ebullicin del
lquido comienza a ascender por la columna de fraccionamiento. La
mayor parte decondensa debido a la corriente de agua fra que
asciende por la camisa de este. El destilado (vapor condensado)
escurre al matraz colector a travs de la
es una operacin mediante la cual separamos dos o ms lquidos
miscibles de una mezcla mediante procesos de evaporacin y
condensacin; es un mtodo fisicoqumico de separacin y purificacin de
compuestos lquidos por diferencias de sus puntos de ebullicin;
implica cambios de fase
La Destilacin simple consiste en someter a ebullicin el
disolvente voltil del soluto. El disolvente se o el vapor. El
soluto es el residuo que queda despus de la destilacin. Los
lquidos
que pueden separarse por medio de esta, son aquellos que poseen
el punto de ebullicin inferior a 150C a presin atmosfrica y de
impurezas no voltiles. Dicho procedimiento se realiza en una nica
etapa y se utiliza cuando los dos componentes de una mezcla tienen
entre sus puntos de ebullicin una diferencia mayor a 80C. Si la
diferencia entre las temperaturas de ebullicin de los componentes
de una mezcla es
0 C, la separacin de ambos se realiza por destilaciones
sencillas repetidas de los sucesivos destilados, o utilizando
columnas de destilacin fraccionada mediante las que se obtiene como
destilado el producto ms voltil, a este procedimiento se le conoce
como destilacin fraccionada.
Interpretacin grafica de la destilacin fraccionada.
En la figura se muestra que a presin constante, la a bajas
temperaturas tambin es la liquida. Durante la fraccionada se
permite que se evapore la solucin en b). El vapor que es ms rico en
benceno se condensa
d). Si se repite este procedimiento, por ltimo se separan
totalmente los
entes. A este procedimiento se le llama
Diagrama de composicin liquido-vapor. (El
Forma de montar los aparatos para estas destilaciones,
esquemas.
El esquema que se encuentra en la parte izquierda muestra el
montaje de la destilacin fraccionada en el cual se coloca el lquido
que se quiere destilar en el matraz de bola (que no debe llenarse
mucho ms de la mitad de su capacidad) y se calienta con la placa
calefactora, la cual estar colocada debajo del matraz y est a su
vez estar montado en un soporte universal. El matraz de bola estar
sujetado por unas pinzas. Cuando se alcanza la temperatura de
ebullicin del lquido comienza a ascender por la columna de
fraccionamiento. La mayor parte del vapor pasa al refrigerante
donde se condensa debido a la corriente de agua fra que asciende
por la camisa de este. El destilado (vapor condensado) escurre al
matraz colector a travs de la
alargadera.
El esquema de la parte izquierda muestra la El lquido que se
quiere destilar se pone en el matraz de bola (que no debe llenarse
mucho ms de la mitad de su capacidad) y se calienta con la placa
calefactora, la cual estar colocada debajo del matraz y est a su
vez estar montadosujetado. El matraz de bola estar sujetado por
unas pinzas. Cuando se alcanza la temperatura de ebullicin del
lquido comienza la produccin apreciable de vapor, condensndose
es una operacin mediante la cual separamos dos o ms lquidos
miscibles de una mezcla s un mtodo fisicoqumico de separacin y
purificacin de compuestos lquidos por diferencias de sus puntos
de ebullicin; implica cambios de fase
La Destilacin simple consiste en someter a ebullicin el
disolvente voltil del soluto. El disolvente se o el vapor. El
soluto es el residuo que queda despus de la destilacin. Los
lquidos
punto de ebullicin inferior a 150C e realiza en una nica etapa y
se
utiliza cuando los dos componentes de una mezcla tienen entre
sus puntos de ebullicin una diferencia mayor a 80C. Si la
diferencia entre las temperaturas de ebullicin de los componentes
de una mezcla es
0 C, la separacin de ambos se realiza por destilaciones
sencillas repetidas de los sucesivos destilados, o utilizando
columnas de destilacin fraccionada mediante las que se obtiene como
destilado
e como destilacin fraccionada.
fase estable destilacin
el punto a(a-(b-c) y
dos destilacin
componente
ierda muestra el montaje de la en el cual se coloca el lquido
que se quiere destilar
en el matraz de bola (que no debe llenarse mucho ms de la mitad
de su capacidad) y se calienta con la placa calefactora, la cual
estar colocada debajo del matraz y est a su vez estar montado en un
soporte universal. El matraz de bola estar sujetado por unas
pinzas. Cuando se alcanza la temperatura de ebullicin del lquido
comienza a ascender por la columna de
l vapor pasa al refrigerante donde se condensa debido a la
corriente de agua fra que asciende por la camisa de este. El
destilado (vapor condensado) escurre al matraz colector a travs de
la
El esquema de la parte izquierda muestra la destilacin simple.
El lquido que se quiere destilar se pone en el matraz de bola (que
no debe llenarse mucho ms de la mitad de su capacidad) y se
calienta con la placa calefactora, la cual estar colocada debajo
del matraz y est a su vez estar montado en un soporte universal
sujetado. El matraz de bola estar sujetado por unas pinzas. Cuando
se alcanza la temperatura de ebullicin del lquido comienza la
produccin apreciable de vapor, condensndose
-
parte del mismo en el termmetro y en las paredes delrefrigerante
donde se condensa debido a la corriente de agua fra que asciende
por la camisa de este. El destilado (vapor condensado) escurre al
matraz colector a travs de la alargadera.
d) Factor de enriquecimiento, plato terico.
A cada paso de vaporizacin y condensacin dentro de una
destilacin se le llama plato terico.El factor de enriquecimiento se
define como la unidad de la columna que tiene la misma eficacia en
la separacin que una destilacin simple y sPara un proceso de
evaporacin y condensacin repetido ms voltil esta dado por:
Donde: y = a la proporcin del componente ms voltil en el vaporx
= a la proporcin del componente ms voltil en el recipiente.Pa y Pb
= a las proporciones de vapor de los componentes puros a y b.
e) Punto de ebullicin, correccin con respecto a la presin,
ecuacin de Clausius Clapeyron y nomograma.
Un lquido hierve a una temperatura, llamada valor de la presin
externa. Se toma como punto de ebullicin temperatura a la que su
presin de vapor alcanza el valor de depende de la presin
atmosfrica, ste variar al modificarse dicha presin. En la
literatura se encuentra el punto de ebullicin normal (cuando la
presin atmosfrica es 760 mm Hg) de ciertos lquidos, pero a veces es
necesario saber el punto de ebullicin de un lquido a una presin
atmosfrica distinta a 760 mm Hg, por ejemplo para hacer una
separacin de una mezcla por En termoqumica, la relacin de
Clausiusentre dos estados de la materia. En un diagrama Pestados se
conoce como curva de coexistenciaLa relacin de Clausius-Clapeyron
da la pendiente de dicha curva matemticamente se puede expresar
como:
Donde es la pendiente de dicha curva, volumen. Esta ecuacin
puede ser usada para predecir dnde condiciones.
yy1
parte del mismo en el termmetro y en las paredes del matraz. La
mayor parte del vapor pasa al refrigerante donde se condensa debido
a la corriente de agua fra que asciende por la camisa de este. El
destilado (vapor condensado) escurre al matraz colector a travs de
la alargadera.
plato terico.
A cada paso de vaporizacin y condensacin dentro de una
destilacin se le llama plato terico.El factor de enriquecimiento se
define como la unidad de la columna que tiene la misma eficacia en
la separacin que una destilacin simple y se expresa a menudo en cm.
de altura de la columna.Para un proceso de evaporacin y condensacin
repetido n-veces, el enriquecimiento del componente
y = a la proporcin del componente ms voltil en el vapor x = a la
proporcin del componente ms voltil en el recipiente.
apor de los componentes puros
Punto de ebullicin, correccin con respecto a la presin, ecuacin
de Clausius Clapeyron y
Un lquido hierve a una temperatura, llamada punto de ebullicin,
a la cul su presin de vapor alcanza el valor de la presin externa.
Se toma como punto de ebullicin normal de una sustancia, aquella
temperatura a la que su presin de vapor alcanza el valor de una
atmsfera. Como el punto de ebullicin depende de la presin
atmosfrica, ste variar al modificarse dicha presin. En la
literatura se encuentra
cin normal (cuando la presin atmosfrica es 760 mm Hg) de ciertos
lquidos, pero a veces es necesario saber el punto de ebullicin de
un lquido a una presin atmosfrica distinta a 760 mm Hg, por ejemplo
para hacer una separacin de una mezcla por destilacin.
Clausius-Clapeyron es una manera de caracterizar la . En un
diagrama P-T (presin-temperatura), la lnea que separa ambos
curva de coexistencia. Clapeyron da la pendiente de dicha curva
matemticamente se puede expresar
es la pendiente de dicha curva, H es el calor latente o entalpa
del cambio de fase y . Esta ecuacin puede ser usada para predecir
dnde se va a dar una transicin de fase y a qu
f) Efecto de los solutos no voltiles y voltiles en la
temperatura de ebullicin, grafica de estos, ejemplos.
Para los lquidos contenidos en recipientes abiertos, la presin
de vapor de un disolvente se abate cuando este contiene un soluto
no voltil; dicha disolucin tiene que calentarse a ms temperatura
que la que se aplica al disolvente puro, para hacer que la presin
de vapor del disolvente iguale a la presin atmosfrica, por lo tanto
el punto de ebullicin de una solucin
( )( ) x
x
PbPa
=1
matraz. La mayor parte del vapor pasa al refrigerante donde se
condensa debido a la corriente de agua fra que asciende por la
camisa de este. El destilado (vapor condensado) escurre al matraz
colector a travs de la alargadera.
A cada paso de vaporizacin y condensacin dentro de una
destilacin se le llama plato terico. El factor de enriquecimiento
se define como la unidad de la columna que tiene la misma eficacia
en la
e expresa a menudo en cm. de altura de la columna. veces, el
enriquecimiento del componente
apor de los componentes puros
Punto de ebullicin, correccin con respecto a la presin, ecuacin
de Clausius Clapeyron y
, a la cul su presin de vapor alcanza el de una sustancia,
aquella Como el punto de ebullicin
depende de la presin atmosfrica, ste variar al modificarse dicha
presin. En la literatura se encuentra cin normal (cuando la presin
atmosfrica es 760 mm Hg) de ciertos lquidos, pero a
veces es necesario saber el punto de ebullicin de un lquido a
una presin atmosfrica distinta a 760 mm
es una manera de caracterizar la transicin de fase ), la lnea
que separa ambos
Clapeyron da la pendiente de dicha curva matemticamente se puede
expresar
del cambio de fase y V es el se va a dar una transicin de fase y
a qu
Efecto de los solutos no voltiles y voltiles en la temperatura
de ebullicin, grafica de estos, ejemplos. Para los lquidos
contenidos en recipientes abiertos, la presin de vapor de un
disolvente se abate cuando este contiene un soluto no voltil; dicha
disolucin tiene que calentarse a ms temperatura que la que se
aplica al disolvente puro, para hacer
a presin de vapor del disolvente iguale a la presin atmosfrica,
por lo tanto el punto de ebullicin de una solucin
-
es ms alto y el punto de congelacin ms bajo que los puntos
correspondientes del disolvente puro. Segn la ley de Raoult, la
elevacin del punto de ebullicin de un disolvente a causa de la
presencia de un soluto no voltil no ionizado, es directamente
proporcional a las moles de soluto disueltas en una masa dada de
disolvente, en trminos matemticos , la elevacin del punto de
ebullicin se expresa como:
El trmino Tc representa la elevacin del punto de ebullicin del
disolvente, esto es, el punto de ebullicin de la disolucin menos el
punto de ebullicin del disolvente puro, m es la molalidad del
soluto y Kc es una constante de proporcionalidad que recibe el
nombre de constante de elevacin del punto de ebullicin. Esta
constante es diferente para disolventes distintos y no depende del
soluto.
Por el contrario en el caso de los solutos voltiles generalmente
disminuyen el punto de ebullicin de una solucin, por que
contribuyen a aumentar la presin de vapor total de la solucin,
ebulliendo por lo tanto a una temperatura menor.
Un ejemplo de un soluto que aumenta la temperatura de ebullicin
es el etilenglicol, el metanol por el contrario es un soluto que
disminuye el punto de ebullicin.
g) Ley de Raoult, disoluciones ideales, desviaciones positivas y
negativas a la ley (graficas de P vs C, T vs C), punto de burbuja,
punto de roco, isoterma, isopleta, isobara e isocora.
La Ley de Raoult establece que la relacin entre la presin de
vapor de cada componente en una solucin ideal es dependiente de la
presin de vapor de cada componente individual y de la fraccin molar
de cada componente en la solucin.
Una solucin ideal es un modelo de mezcla en el cual el volumen,
la energa interna y la entalpa de la mezcla es igual al de los
componentes puros por separado, es decir el volumen, ,la energa y
la entalpa de mezcla es nula. Cuanto ms se acerquen a estos valores
(los de una mezcla real) mas ideal ser la mezcla. Alternativamente
una mezcla es ideal si su coeficiente de actividad es 1. Este
coeficiente es el que mide la idealidad de las soluciones.
Las soluciones ideales formadas por dos lquidos miscibles se
caracterizan por: Presencia de proporcionalidad directa entre la
presin de vapor del liquido y su concentracin
molar. Ausencia de calor de disolucin cuando se mezclan los
lquidos. Los volmenes de los componentes son aditivos Las
sustancias que forman estas soluciones tienen polaridades
semejantes entre s.
Una desviacin positiva a ley de Raoult puede conducir a un mximo
en la curva de presin de vapor total. El mximo corresponde a una
solucin de composicin definida que tiene una presin de vapor ms
elevada que cualquier componente puro. Una solucin de este tipo
llamada un azetropo de mnima ebullicin, ebullir a menor temperatura
que cualquiera de los dos componentes puros.
Si un sistema muestra una desviacin negativa de la ley de Raoult
puede existir un mnimo en la curva de la presin total. La solucin
que tiene una concentracin correspondiente a este mnimo tendr una
presin de vapor, a cualquier temperatura, ms baja que la de
cualquier componente puro. Una solucin de este tipo hierve a una
temperatura ms elevada que la de cualquier componente puro y se
llama un
azetropo de mxima ebullicin.
-
El punto de rocio es la temperatura a la cual una muestra de
aire humedo llega a saturarse y comienza la condensacin; este
depende de la masa de vapor de agua contenida en el aire.
El punto de burbuja, es el punto en el que se ha formado la
primera particula de vapor, es ademas el punto del cambio de fase
en el que existe la presion mayor.
Una isoterma es una curva que describe la relacin Presin-Volumen
a temperatura constante en el caso de los gases. En general es
isoterma o isotrmico, todo aquello que sucede a temperatura
constante.
Una isopleta es una lnea que une puntos de igual valor de una
determinada variable que se representa en una plano o mapa, tambin
es considerada isolnea o lnea isomtrica.
Una isobara o isbara es un isgrama de presin, es decir, una lnea
de igual o constante presin en un grfico, trazado o mapa. Salvo
posibles casos especiales, las isobaras se refieren exclusivamente
a lneas que unen en un mapa los puntos de igual presin
atmosfrica.
En termodinmica una transformacin isocrica es una variacin del
estado de un sistema durante el cual el volumen permanece
constante.
h) Azetropo definicin y cinco ejemplos de cada tipo de estos.
Diferentes tcnicas para romperlas.
Un azetropo es una mezcla de lquidos que se comporta como un
compuesto puro, es decir, al iniciarse su destilacin lo hace con un
punto de ebullicin constante y el destilado posee una composicin
definida. Si se destila una mezcla azeotrpica, el vapor que destila
tiene la misma composicin que el lquido, por lo que no es posible
separar sus componentes. Tcnicas para romperlos:
Por dos torres de destilacin
Compuesto
Destilacin azetropica
Trampas
Los azetropos se clasifican de dos formas:
Azetropo de mxima ebullicin
Azetropo de mnima ebullicin
Una desviacin positiva a ley de Raoult puede conducir a un mximo
en la curva de presin de vapor total. El mximo corresponde a una
solucin de composicin definida que tiene una presin de vapor ms
elevada que cualquier componente puro. Una solucin de este tipo
llamada un azetropo de mnima ebullicin, ebullir a menor temperatura
que cualquiera de los dos componentes puros.
Ejemplos: etanol-agua, acetona-bisulfuro de carbono,
n-propanol-agua, cido actico-benceno, piridina-agua, etc.
Si un sistema muestra una desviacin negativa de la ley de Raoult
puede existir un mnimo en la curva de la presin total. La solucin
que tiene una concentracin correspondiente a este mnimo tendr una
presin de vapor, a cualquier temperatura, ms baja que la de
cualquier componente puro. Una solucin
-
de este tipo hierve a una temperatura ms elevada que la de
cualquier componente puro y se llama un azetropo de mxima
ebullicin. Ejemplos: cido ntricocloroformo, agua-cido frmico,
piridina
i) Presin de vapor y volatilidad.
Presin de vapor: es la presin que ejerce el vapor en equilibrio
con el lquido o el slido que lo origina a determinada temperatura.
Volatilidad: es la capacidad de una presin determinada. Cuanto
menor sea la temperatura de evaporacin de la sustancia se dice que
es ms voltil
j) Concepto de reflujo, cuando se usa y esquema del El reflujo
es una tcnica experimentalcalentamiento de reacciones que
transcurren a superior a la ambiente y en las que conviene mantener
de reaccin constante. Un montaje para reflujo permite realizar
procesos a superiores a la ambiente (reacciones,
recristalizaciones, la prdida de disolvente y que ste salga a la
atmsfera.La figura de la izquierda es un dispositivo tpico de a
reflujo con refrigerante de bolas.
k) Diferentes tipos de condensadores, trampas de Dean Stark
invertida, de Barret, sus usos y de estos.
Los condensadores ms empleados en la industria son:
Condensadores parciales: se emplean cuando se desea en un
que se utiliza.
Condensador de superficie: es un aparato tubular, empleado
especialmente para condensar el vapor de agua.
Condensador de reflujo: se maneja en un circuito cerrado para
mantener una mezcla lquida en su punto de ebullicin hasta completar
una reaccin para obtener mejores productos.
Condensador ciego: es aquel que est puesto verticalmente y el
vapor ingresa a los tubos por la parte inferior, y el condensado
retorna por ellos mismos.
Las trampas se utilizan para eliminar la humedad o el agua de un
proceso, ya sea que se trate de una purificacin de disolvente o de
llevar a cabo una reaccin en condiciones anhidras.
Trampa de Dean Stark.-Se utiliza cuando el solvente a purificar
es menos denso que el agua.
Trampa de Barret y Dean Stark invertida.denso que el agua.
de este tipo hierve a una temperatura ms elevada que la de
cualquier componente puro y se llama un azetropo de mxima
ebullicin. Ejemplos: cido ntrico-agua, cido clorhdrico-
cido frmico, piridina-cido frmico, etc.
Presin de vapor: es la presin que ejerce el vapor en equilibrio
con el lquido o el slido que lo origina a Volatilidad: es la
capacidad de una sustancia de evaporarse a una temperatura
determinada y con una presin determinada. Cuanto menor sea la
temperatura de evaporacin de la sustancia se dice que es
Concepto de reflujo, cuando se usa y esquema del tcnica
experimental de laboratorio
calentamiento de reacciones que transcurren a superior a la
ambiente y en las que conviene mantener
reflujo permite realizar procesos a superiores a la ambiente
(reacciones, recristalizaciones, la prdida de disolvente y que ste
salga a la atmsfera. La figura de la izquierda es un dispositivo
tpico de
Diferentes tipos de condensadores, trampas de Dean Stark
invertida, de Barret, sus usos y
s empleados en la industria son: Condensadores parciales: se
emplean cuando se desea en un proceso condensar una porcin del
vapor
ndensador de superficie: es un aparato tubular, empleado
especialmente para condensar el vapor de
Condensador de reflujo: se maneja en un circuito cerrado para
mantener una mezcla lquida en su punto de ebullicin hasta completar
una reaccin qumica si es este caso, tratar de concentrar una
solucin
est puesto verticalmente y el vapor ingresa a los tubos por la
parte inferior, y el condensado retorna por ellos mismos.
se utilizan para eliminar la humedad o el agua de un proceso, ya
sea que se trate de una llevar a cabo una reaccin en condiciones
anhidras.
Se utiliza cuando el solvente a purificar es menos denso que el
agua.
Trampa de Barret y Dean Stark invertida.-Estas trampas se
utilizan cuando el solvente a purificar es ms
de este tipo hierve a una temperatura ms elevada que la de
cualquier componente puro y se llama un -agua, acetona-
Presin de vapor: es la presin que ejerce el vapor en equilibrio
con el lquido o el slido que lo origina a sustancia de evaporarse a
una temperatura determinada y con una
presin determinada. Cuanto menor sea la temperatura de
evaporacin de la sustancia se dice que es
aparato.
para el temperatura
un volumen
temperaturas etc), evitando calentamiento
Dean Stark, esquemas
condensar una porcin del vapor
ndensador de superficie: es un aparato tubular, empleado
especialmente para condensar el vapor de
Condensador de reflujo: se maneja en un circuito cerrado para
mantener una mezcla lquida en su punto si es este caso, tratar de
concentrar una solucin
est puesto verticalmente y el vapor ingresa a los tubos por la
parte
se utilizan para eliminar la humedad o el agua de un proceso, ya
sea que se trate de una llevar a cabo una reaccin en condiciones
anhidras.
Se utiliza cuando el solvente a purificar es menos denso que el
agua.
Estas trampas se utilizan cuando el solvente a purificar es
ms
-
Trampa de Dean Stark Trampa de Dean Stark invertida Trampa de
Barret
l) Diferentes tipos de columnas de fraccionamiento, efectividad
de estas y esquemas.
La longitud y el tipo de columnas de fraccionamiento requerido,
dependen de los puntos de ebullicin de los componentes a separar;
se consiguen separaciones adecuadas de componentes que difieren en
su punto de ebullicin unos 15 o 20, usando columnas de Vigreux.
Para la separacin de componentes de puntos de ebullicin cercanos,
se pueden usar columnas de relleno o las bandas giratorias.
m) Fuentes de calentamiento directas e indirectas y sus
usos.
Las fuentes de calentamiento directas no son muy frecuentes ya
que consisten en efectuar el aporte de calor introduciendo la
muestra que necesita ser calentada en la zona apropiada de la llama
del mechero (o bien que la muestra este en contacto directo con la
flama).Como ejemplos se pueden citar los siguientes:
Ensayos de caracterizacin de ciertos elementos metlicos: perla
de brax, ensayos a la llama, etc.
Obtencin de sustancias compuestas sobre lminas de slidos.
Las fuentes de calentamiento indirectas son las ms frecuentes
pues abarcan mayor cantidad de situaciones y consisten en efectuar
el aporte de calor interponiendo diferentes tipos de superficies
entre la muestra a calentar y la llama. Como ejemplos se pueden
citar los siguientes casos:
-
Calentamiento en tubo de ensayo, con pinzas.
Calentamiento en crisol de porcelana.
Calentamiento en vasos de precipitados
Calentamiento en bao mara
Radiacin
Conduccin
Conveccin
El calentamiento directo se utiliza solo para sustancias que
soporten altas temperaturas. El calentamiento indirecto es para
aquellas sustancias que a altas temperaturas reaccionan
bruscamente, por lo que debe usarse un intermediario entre la flama
y ellas.
n) Diferentes tipos de cuerpos de ebullicin y sus usos.
Se utilizan para controlar la ebullicin porque casi todos los
lquidos tienden a sobrecalentarse. Los ms comunes son la perlas de
vidrio pero tambin existen otros tipos:
Trocitos capilares Lana de vidrio Virutas de Tefln (Son inertes
a todos los disolventes y resisten temperaturas de hasta 300C,
adems ,
se pueden volver a emplear.)
o) Tipos de lubricantes empleados en el laboratorio para las
juntas esmeriladas, segn el tipo de operacin efectuada.
Para escoger el lubricante hay que tener en cuenta varios
factores: temperatura a la cual se opera, vaco requerido, y
reactividad qumica del sistema. Las tres categoras distintas de
lubricantes son las grasas de hidrocarburos, las grasas de silicona
y las grasas Kel-F (es una grasa formada por un fluorocarburo
particularmente resistente a la accin de los agentes oxidantes,
cidos y bases)
Varios tipos de grasas de hidrocarburos son fcilmente
asequibles. Las grasas apiezn L, M y N poseen una presin de vapor
muy baja y se recomiendan para sistemas de alto vaco; sin embargo,
su temperatura mxima de trabajo es 30 C.
La grasa apiezn T puede usarse por debajo de 110 C. Las grasas
de hidrocarburos se eliminan fcilmente por lavado con disolventes
orgnicos y no tienden a oxidarse o hidrolizarse tanto como las
grasas de siliconas. La silicona Dow Corning posee una presin de
vapor muy baja y puede usarse en un amplio campo de temperaturas
(-40 a 150). El nic o inconveniente en el uso de las grasas de
silicona es el eliminar los restos despus de su uso. Las grasas
Kel-F se recomiendan cuando se trabaja con sistemas muy reactivos
como el flor
p) Agentes desecantes Tabla II.
q) Qu es un agente desecante?
Es una sustancia higroscpica, estas sustancias absorben vapor de
agua a partir del aire y se emplean para mantener una atmsfera seca
en recipientes para el embalaje de alimentos, reactivos qumicos,
etctera.
Se dividen en: Los que reaccionan qumicamente con el agua en un
proceso no reversible, y da lugar a un nuevo
compuesto libre de agua.
-
Se combinan reversiblemente con el agua, bien por absorcin o
para formar un hidrato
r) Importancia del secado.
La importancia de esta tcnica deriva del hecho por el cual
pequeas cantidades de humedad inhiben la cristalizacin de muchas
sustancias. Adems, muchos lquidos, cuando destilan en presencia de
agua, reaccionan con sta (se hidrolizan) o destilan con el agua (se
arrastran) a temperaturas bastantes distantes de sus puntos de
ebullicin. Por estas razones, el paso final, antes de la re
cristalizacin de un slido o de la destilacin de un lquido, es la
eliminacin del agua que lleva consigo mediante algn proceso de
secado.
s) Secado por medios mecnicos.
Existen diferentes tipos de secado por medios mecnicos entre los
principales se encuentran:
Karr Fisher.-este se lleva a cabo mediante una reaccin
oxido-reduccin para capturar la humedad de la muestra.
Destilacin.- usando algn disolvente orgnico que sea miscible con
el agua
Termobalanza.- nos proporciona la cantidad de agua en una
sustancia, pero sta debe de ser termo resistente, es decir, que
soporte altas temperaturas.
t) Agentes desecantes qumicos, condiciones que estos deben
reunir para ser buenos desecantes.
Algunas sustancias qumicas que poseen las caractersticas para
ser agentes desecantes son la almina activada, cloruro clcico, gel
de slice o cloruro de zinc.
Un buen desecante qumico debe reunir las siguientes
caractersticas:
No reaccionar con la sustancia a secar.
Tener una gran eficacia o poder desecante, esto es, eliminar el
agua completamente o casi completamente.
Tener una gran capacidad de desecacin, es decir, eliminar una
gran cantidad de agua por unidad de peso de desecante.
Secar rpidamente.
Ser fcilmente separable de la sustancia una vez seca.
No reaccionan como catalizador.
u) Trminos: delicuescente, higroscpico y eflorescente.
Delicuescente: Que tiene tendencia a absorber el vapor de agua
atmosfrico y volverse liquida. El trmino se refiere especficamente
a las sales qumicas hidrosolubles en forma de polvo, que se
disuelve en el agua absorbida del aire. Estas sales deben
mantenerse hermticamente cerradas.
Eflorescencia: Perdida de molculas combinadas de agua por un
hidrato cuando est expuesto al aire, producindose la descomposicin
parcial indicada por la presencia de un revestimiento pulverulento
sobre el material. Este se produce habitualmente con la sosa de
lavar que pierde casi todo su contenido de agua de forma
espontnea.
-
Higroscpico: Descripcin de una sustancia que tiene la propiedad
de absorber humedad del aire. Las molculas de vapor de agua estn
cogidas por molculas del agente que se llama desecante cuando se
utiliza principalmente para este propsito. Deben ser guardados en
botellas bien tapadas o envases cerrados.
v) Mtodos de preparacin y tratamientos previos para purificacin
de los disolventes de uso comn en el laboratorio de qumica orgnica:
metanol, etanol, acetona, acetato de etilo, cloroformo, ter etlico,
tolueno, benceno, hexano, heptano, cloruro de metileno, dicloro
etano, etc., reacciones que se llevan a cabo en la deteccin de
impurezas y en el tratamiento previo, extraccin con disolventes
activos para eliminacin de las impurezas ms importantes, emulsiones
y como se rompen y purificacin de los disolventes por
destilacin.
w) Escriba los datos de los disolventes y desecantes que se
piden en las tablas I y II.
CROMATOGRAFA
a) Cromatografa, tipos, tcnicas, fundamento terico de la
cromatografa de adsorcin y particin.
a1) La cromatografa puede definirse como la tcnica de separacin
de una mezcla de solutos, basndose esta separacin en la diferente
velocidad con que se mueve cada uno de los solutos a travs de un
medio poroso, arrastrados por un disolvente en movimiento. La
cromatografa agrupa un grupo importante de mtodos que permite
separar componentes estrechamente relacionados en mezclas
complejas, lo que en muchas ocasiones resulta imposible en otros
mtodos.
En todas las separaciones cromatogrficas la muestra se desplaza
con una fase mvil que puede ser un gas, un lquido o un fluido
supercrtico. Esta fase mvil se hace pasar a travs de una fase
estacionaria con la que es inmiscible y que se fija a una columna o
a una superficie slida. Las dos fases se eligen de tal forma que
los componentes de la muestra se distribuyen de modo distinto entre
la fase mvil y la fase estacionaria.
Aquellos componentes que son fuertemente retenidos por la fase
estacionaria se mueven lentamente con el flujo de la fase mvil por
el contrario los componentes que se unen dbilmente a la fase
estacionaria, se mueven con rapidez.
Como consecuencia de la distinta movilidad, los componentes de
la muestra se separan en bandas o zonas discretas que pueden
analizarse cualitativa y/o cuantitativamente. Clasificacin de los
mtodos cromatogrficos
Los mtodos cromatogrficos se pueden clasificas de dos modos
distintos. El primero de ellos se basa en la forma en que las fases
estacionarias y mvil se ponen en contacto.
En la cromatografa en columna un tubo estrecho contiene la fase
estacionaria a travs de la cual hace pasar la fase mvil por
preparacin. En la cromatografa en plano, la fase estacionaria se
fija sobre una placa plana o a los intersticios de un papel, en
este caso la fase mvil se desplaza a travs de la fase estacionaria
por capilaridad o por gravedad.
-
Una clasificacin ms fundamental de los mtodos cromatogrficos se
basa en el tipo de fase mvil y estacionaria y en la clase de
equilibrios implicados en la transferencia de los solutos entre las
fases.
La tabla siguiente da la relacin de las tres clases generales de
cromatografa: cromatografa de lquidos, cromatografa de gases y
cromatografa de fluidos supercrticos. Como su nombre lo indica, las
fases mviles en las tres tcnicas son, respectivamente, lquidos,
gases y fluidos supercrticos.
Clasificacin General
Mtodo especifico
Fase estacionaria Tipo de equilibrio
Cromatografa(LC) fase mvil
Liquido-Liquido o reparto
Liquido-solido adsorcin
Intercambio inico
Liquido adsorbido sobre un solido
Solido
Resina de intercambio inico
Distribucin entre lquidos
Adsorcin
Intercambio inico
Cromatografa de gases
Gas-liquido
Gas-solido
Gas fase unida
qumicamente
Liquido adsorbido sobre un solido
Solido
Especies orgnicas
enlazadas a una superficie solida
Distribucin entre un gas y un
liquido Adsorcin
Distribucin entre el liquido y
la superficie enlazada
Cromatografa de fluidos
Especies orgnicas
enlazadas a una superficie solida
Distribucin entre el fluido
supercrtico y la superficie en
lazada
Fundamentos tericos de la cromatografa de adsorcin y
particin
a2) Cromatografa de particin
-
La mayora de las sustancias tendrn distinta solubilidad en
diferentes solventes. Si una sustancia se pone en contacto con dos
solventes que no se mezclan entre s, se distribuir entre los dos
solventes en relacin a su solubilidad en cada uno.
Se llama efecto de particin a la distribucin de un soluto entre
dos o ms solventes que no se mezclan.
El solvente o el liquido que es atrapado por el medio del sostn
sea este papel, gel, slice o almina, se llama fase estacionaria. Al
solvente revelador se le llama fase mvil. Se puede obtener una
fragmentacin completa si se permite al soluto equilibrarse entre
las fases estacionaria y mvil.
a3) Cromatografa de adsorcin
La cromatografa de adsorcin o liquido-slido, es la forma clsica
de cromatografa de lquidos. La adsorcin se lleva a cabo cuando hay
una concentracin ms alta en la superficie de un slido que en la
solucin circundante. La adsorcin se refiere al enlace de una
sustancia a la superficie de otra. Generalmente los adsorbentes
usados en cromatografa son el carbn mineral, el gel de slice, y la
almina.
b) Cromatografa en columna, cromatografa en capa fina: placa
preparativa y analtica: adsorbentes, eluyentes y equipo
utilizado.
b1) Cromatografa en columna: Las separaciones en la cromatografa
en columna pueden realizarse por reparto, adsorcin o intercambio
inico. Puede usarse cualquier medio adsorbente siendo los ms
generales la celulosa, gel de slice, almina oxido de magnesio,
oxido de clcico y carbn activo (para separaciones por adsorcin y de
intercambio inico). En todos los casos solo pueden obtenerse ptimos
resultados si se tiene cuidado en la seleccin del medio. El estado
fsico del adsorbente ha de ser de tal manera que permita el
empaquetamiento uniforme de la columna y el flujo libre de
disolvente a travs de ella.
Llenado de la columna
Las columnas cromatogrficas pueden adquirirse en una gran
variedad de tipos y tamaos, e incluso muchas veces pueden
construirse con materiales sencillos de laboratorio. El primer paso
en el montaje de la columna cromatogrfica es colocarla fija en
posicin vertical. A continuacin se pone en el fondo de la columna
un pequeo disco de porcelana con varios orificios (si es posible) y
encima de este un poco de lana de vidrio. Este dispositivo retiene
el material slido de la columna mientras que el lquido Eluyente
puede circular libremente.
El adsorbente puede introducirse en seco, pero lo ms frecuente
es agregarlo en forma de una papilla con el eluyente. Antes de
introducir el adsorbente se agrega en el interior de la columna un
poco de disolvente puro (2 a 4 cm. por encima de la lana de vidrio)
y se elimina el aire que puede permanecer retenido en las paredes,
agitando por medio de una varilla larga de vidrio.
La papilla formada por el adsorbente y el disolvente se agrega
lentamente en porciones, lo que permite que se pose el adsorbente
por la fuerza de la gravedad, hasta alcanzar la altura deseada. Es
recomendado el golpear la columna durante el llenado con un tubo de
goma para favorecer la formacin del lecho adsorbente. Finalmente se
abre la llave inferior de la columna para que salga el exceso de
disolvente contenido. La altura del disolvente no debe exceder de 2
a 5 mm sobre el slido. Una vez realizado todo esto, la columna esta
lista para introducir la muestra que se desea separar.
b2) Cromatografa en capa fina
Los mtodos de cromatografa en plano, incluyen la cromatografa en
capa fina, cromatografa en papel y electrocromatografa. En todos
los casos se emplea una capa plana y relativamente delgada de una
materia que a la vez es el soporte o bien que recubre una
superficie de vidrio, plstico o metlica. La fase
-
mvil se mueve a travs de la fase estacionaria por capilaridad, a
veces ayudada por gravedad o por aplicacin de un potencial
elctrico. En la actualidad la cromatografa en plano se centra en la
tcnica de la capa fina, que es ms rpida, tiene mejor resolucin y es
ms sensible que su alternativa en papel.
b2.1) Placa preparativa
Las separaciones en capa fina caractersticas se realizan en
placas de vidrio o plstico que se recubren con una capa delgada y
adherente de partculas finamente divididas; esta capa constituye la
fase estacionaria. Las partculas son semejantes a las de la
cromatografa en columna. Las capas finas preparadas sobre vidrio se
denominan cromatoplacas o placas simplemente. Las placas de capa
fina se obtienen de varias fuentes comerciales. Los tamaos comunes
de la placa en centmetros son 5 x 20, 10 x 20 y 20x 20. Las placas
comerciales se presentan en dos categoras la convencional y la de
alta eficacia.
b2.2) Adsorbentes
La sustancia adsorbida se llama adsorbato y la fase sobre cuya
superficie se acumula el adsorbato se llama adsorbente. En un
slido, las interfaces son fijas, cuando es liquido la interface es
mvil y la superficie de contacto puede variar debido a la tensin
superficial. Los adsorbentes se dividen en dos grupos principales:
los polares (almina, slice, carbonato clcico) y los no polares
(carbn activo, talco). Entre los del primer grupo la intensidad de
la adsorcin es determinada por la polaridad de las molculas. En el
comportamiento de los del segundo grupo el papel fundamental es
desempeado por las dimensiones y formas de las molculas.
Adsorbentes en orden de menor a mayor Azcar, almidn, insulina,
talco, carbonato sdico potsico, magnesia, gel de slice, almina.
b2.3) Eluyentes
El poder de la adsorcin depende tanto de la naturaleza del
disolvente como de la del adsorbente. Por lo general para llevar la
mezcla de compuestos a columna se utiliza un disolvente
relativamente poco polar para el desarrollo del cromatograma y para
la elusin de los productos adsorbidos un disolvente mas polar
todava. Los disolventes ms frecuentes se pueden ordenar segn su
polaridad creciente.
b2.4) Disolventes Disolvente en orden creciente a su polaridad
ter de petrleo, tetracloruro de carbn, sulfuro de carbono, ter,
acetona, benceno, esteres de cidos orgnicos, cloroformo, alcoholes,
piridina, mezclas de cidos o bases con agua, alcohol o
piridina.
c) Tres caractersticas principales que intervienen en las
propiedades del adsorbente.
Influyen tres variables independientes. Estas son el adsorbente,
el disolvente y las sustancias a cromatografiar.
El adsorbente ideal debe retener cantidades relativamente
grandes de las sustancias a separar y debe permitir el desarrollo
del cromatograma, el adsorbente no debe de descomponer a las
sustancias adsorbidas ni a los disolventes y bajo las condiciones
usuales no debe ser soluble en ninguno de estos, el tamao de las
partculas del adsorbente debe ser el adecuado para una rpida y
uniforme pre colacin y las partculas no deben ser porosas al
disolvente.
-
d) Precauciones al preparar y efectuar la cromatografa en
columna y capa fina; parmetros que afecten la separacin
d1) Cromatografa en columna
Separar ms de 100 mg
Se optimiza el sistema absorbente-eluyente para la separacin
Sujetar verticalmente la columna
Llenar la columna con el eluyente o disolvente menos polar
Comprimir un pedazo de algodn en el fondo de la columna con una
varilla de vidrio y cubrirla con una capa de arena limpia
Vaciar al adsorbente previamente pesado. La almina en forma de
flujo delgado y el gel de slice como una papilla de disolvente.
Disolver la sustancia en la mnima cantidad del disolvente no
siendo ms polar que el eluyente, aplicar con cuidado y
uniformemente en la parte superior de la columna (llave cerrada),
abrir la llave y correr el disolvente hasta que quede una capa de
1mm por arriba del adsorbente, varias veces.
Las velocidades altas de flujo dan malas separaciones, el
promedio es 3 a 4 ml/min. en una columna de 40 cm. de altura.
d2) Cromatografa en capa fina
Preparacin de las placas
Conservar la placa en una solucin concentrada de carbonato
sdico, enjuagndose en agua antes de su uso
Las capas compactas se preparan aplicando una papilla del medio
elegido en un disolvente adecuado, sobre las placas de vidrio.
Si el material se adhiere mal es necesario agregar una pequea
cantidad de un agente aglomerante como el sulfato clcico.
El espesor habitual de la placa suele ser de 0.25 mm placas ms
finas dan separaciones ms rpidas pero menos eficaces.
Activar las placas preferiblemente antes de usarlas.
La eleccin del disolvente depender de la naturaleza del
compuesto que se va a separar y del material en que la separacin se
lleve a cabo. Una regla general para la eleccin del disolvente es
la comparacin de la polaridad del mismo y de la sustancia que se
desea separar.
e) Preparacin de las placas, activacin y almacenamiento de
estas
e1) Las placas compactas se preparan aplicando una papilla del
medio elegido en un disolvente adecuado, sobre las placas de
vidrio. Para conseguir la mejor limpieza de las placas, stas se
conservan en una solucin fuertemente concentrada de carbono sdico,
enjuagndose con agua muy bien, antes de su uso. Es esencial para
conseguir los mejores resultados asegurarse que la capa sea
uniforme.
-
Si el material se adhiere mal, es necesario agregar una pequea
cantidad de un agente aglomerante, tal como el sulfato clcico.
Normalmente las papillas se hacen con agua que, si es necesario
puede contener cidos, bases, tampones o reactivos acomplejantes. Un
mtodo muy til para preparar papillas de gel de slice y celulosa
libres de aglomerante es colocando en un mortero una cantidad
adecuada de polvo seco, agregndose agua destilada, lentamente y con
agitacin, hasta que se obtiene una crema espesa. Se agrega ms agua
hasta que la papilla fluye suavemente por las paredes del
recipiente.
El extendido de las placas se realiza sujetando a los lados de
la placa unas tiras de cinta adhesiva, extendiendo la papilla
mediante una varilla de vidrio que se rueda a lo largo de la
placa.
e2) Activacin de las placas Antes de que se puedan usar las
placas generalmente deben ser calentadas para retirar el agua que
acta como una impureza y evita una buena separacin. La magnitud de
calor depende del tipo de separacin que se requiere para compuestos
hidroflicos o polares, el secado al aire o con un secador de pelo
son generalmente adecuados, para los compuestos hidrofbicos o no
polares es necesario un calentamiento ms intenso. Las placas de
oxido de aluminio y de gel de slice con adhesivo requieren ser
secadas al aire durante aproximadamente 30 min. Y despus ser
activadas en un horno a 100C alrededor de 30 min. Las placas de
celulosa debern secarse al aire libre durante 30 min y activarse al
horno durante 10 min ajn 105C.
e3) Almacenaje de las placas Es esencial el almacenaje en una
atmsfera perfectamente seca una vez que se hayan activado las
placas. Es preferible secas las placas al aire, guardarlas en un
gabinete desecador y activarlas inmediatamente antes de
usarlas.
f) Aglutinante o adhesivos en los adsorbentes para cromatografa
en capa fina
Aglutinante es una sustancia qumica que permite que una
sustancia en la cual sus partculas son en polvo o secas, en este
caso el adsorbente, permanezcan juntas. Por ejemplo: Almidn CaSO4 *
H2O Yeso Harina de maz.
g) Cmaras de elusin para el desarrollo de la cromatografa en
capa fina
Una cmara de elusin en un recipiente, preferentemente de vidrio
transparente para observar la separacin de componentes en la
cromatografa en capa fina, en el cual se lleva a cabo el siguiente
desarrollo:
El desarrollo se lleva a cabo en frascos por el mtodo
ascendente, en el interior del frasco debe colocarse un papel
filtro empapado de disolvente, que cubra las paredes interiores del
mismo para conseguir que la atmsfera este saturada de vapor del
disolvente. El fondo del frasco se cubre de disolvente hasta una
altura de 0.5 a 1 cm y despus de un periodo de tiempo apropiado en
el que se consiga el equilibrio, se introduce la placa. Durante el
desarrollo no puede moverse el frasco.
h) Reveladores empleados en cromatografa y su clasificacin.
Lmpara de luz ultravioleta, indicadores fluorescentes.
h1) Los reveladores empleados son: sulfuro de hidrogeno para
iones metlicos, agentes corrosivos tales como cidos concentrados y
compuestos fuertemente oxidantes. A alta temperatura debido a la
naturaleza inorgnica de la placa, el vapor del yodo, la
fluorescencia y radioactividad no afectan los productos o con la
luz ultravioleta.
-
El revelado puede dividirse en dos: los mtodos fsicos que
utilizan propiedades particulares de los compuestos, tales como la
fluorescencia y los mtodos qumicos que consiste en hacer reaccionar
a las sustancias con algn agente qumico con el que formen algn
compuesto coloreado
h11) Mtodos fsicos
Fluorescencia: Compuestos invisibles con luz ordinaria pueden
detectarse con una lmpara de luz ultravioleta, la longitud de onda
de luz emitida y el color que presentan es caracterstico del
componente (componentes orgnicos no saturados presentan
fluorescencia, debido a la propiedad de adsorber radiaciones
ultravioleta y emitir radiaciones de mayor longitud de onda).
Radiactividad: Hay varios compuestos radiactivos para la
identificacin de sustancias.
h12) Mtodos Qumicos Tcnica de baado: En una bandeja de material
inerte se coloca la solucin reveladora y se sumerge el
cromatograma, no tocando las paredes de la bandeja. Es esencial que
el compuesto coloreado formado al revelar, sea insoluble en el
disolvente, sino, las manchas aparecern difuminadas o
desaparecern.
Tcnica de pulverizacin: Se pulveriza uniformemente el revelador
sobre la superficie del cromatograma por medio de un atomizador. Si
se emplean dos o ms reveladores se aplicara uno detrs del otro sin
importar el secado.
Lmpara U.V: Utilizada cuando no se ven los compuestos separados
en una CCP. La lmpara lleva dos focos de luz U.V. una de 254
amperes y una larga de 336 amperes, utilizndola en una capa
oscura
i) Definiciones de los trminos de Rf y Rx, en qu casos se usa
cada uno, reproducibilidad de los valores de Rf
Constantes Rf Y Rx La constante RF (Ratio of Front) es
simplemente una manera de expresar la posicin de un compuesto sobre
una placa como una fraccin decimal, mide la retencin de un
componente. Se define como:
La distancia recorrida por el compuesto se mide generalmente
desde el centro de la mancha, los clculos se simplifican si el
denominador es 10. Para que los RF sean reproducibles deben ser
fijadas una serie de condiciones (Espesor de la placa, fase mvil,
fase estacionaria, cantidad de muestra). El mximo valor de RF que
se puede alcanzar es de 1, lo ideal es un RF entre 0.65 y 0.7.
Para averiguar si dos compuestos son iguales, se colocan ambos
sobre la misma placa y se desarrolla con varios eluyentes. Una vez
desarrollados se calculan los RF y si son distintos, puede
deducirse con toda seguridad que no se trataba del mismo compuesto.
Por el contrario si los RF son iguales los compuestos pueden ser
iguales o no serlo.
Si se sospecha que dos compuestos son muy parecidos se eluyen
sobre la misma placa con el mismo eluyente u otros de menor
polaridad, hasta apreciar una separacin mnima. En este caso no se
pueden usar reveladores qumicos, ya que alteraran los compuestos,
sino indicador ultravioleta.
Tambin se puede operar de la manera siguiente: Se selecciona un
compuesto (X), que tenga una posicin de desarrollo conveniente;
todos los dems compuestos sobre la placa se relacionan con ste. De
esta manera se tiene el, RX, ya que:
-
j) Aplicaciones de la cromatografa en capa fina analtica y
preparativa, ventajas y desventajas con respecto a cromatografa en
columna
j1) Aplicaciones de la cromatografa en capa fina
Para comprobar las impurezas
Son rpidas y econmicas
Se usan en pruebas preliminares antes de la separacin
Para llevar el control en reacciones
En la comparacin cualitativa con sustancias conocidas
Por medio de la CCF se optimiza el sistema para la separacin en
la cromatografa en columna
j2) Ventajas La separacin ocurre ms rpido, las manchas son ms
directas y compactas y se pueden usar reactivos detectores
corrosivos sin daar el sustrato o el adsorbente.
j3) Aplicaciones de la cromatografa en columna
Separaciones de grandes cantidades de material (mayor a
100mg)
Filtracin en geles
Intercambio inico
k) Condiciones experimentales para la realizacin correcta de la
cromatografa en columna
No permitir que la columna se seque, cerrar la llave
La temperatura del entorno debe ser constante
Cuando se utilizan eluyentes con punto de ebullicin bajo y
cuando se cambian los disolventes se suelen formar burbujas en las
columnas (acanalamiento) evitando una buena separacin, se deben
usar columnas en fro.
Otras condiciones ya se han mencionado en el inciso C
l) Tamao de la columna, dimetro y cantidad de adsorbente para
diferentes cantidades de muestra.
El tamao de la columna es determinado por la cantidad de mezcla
que se va a fraccionar. En el laboratorio son adecuadas las
columnas de 20 a 30 cm. Y para la mayora de los experimentos de 100
cm de largo. El dimetro suele ser de 10mm, si la cantidad de
muestra no es muy limitada, es ms fcil trabajar con columnas de 20
a 30 cm de largo. Las columnas para la cromatografa en gel van de
1cm hasta 20cm de largo.
m) Coeficiente de particin en cromatografa
-
El coeficiente de particin tiene un valor constante para cada
soluto, depende de la naturaleza del solvente usado en casa
caso.
K= C2 C1 Donde C1 y C2 son las concentraciones de equilibrio, en
g/L de un soluto A en solvente 1 y un solvente 2,
respectivamente.
n) Polaridad en cromatografa
La polaridad indica la separacin de cargas dentro de la molcula,
o el carcter inico de esta. Debido a esto los compuestos inicos son
altamente polares. La polaridad influye notablemente en el
comportamiento de una sustancia en disolucin y por otra, el poder
absorbente sobre una molcula aumenta directamente con la polaridad
de la misma.
Las sustancias slidas tienden a disolverse en lquidos de
polaridad semejante, por lo tanto los compuestos polares se
disolvern en disolventes polares tales como el agua. La polaridad
de una molcula depende de la naturaleza de los tomos de que est
constituida y de forma de la misma.
La polaridad de los componentes de una mezcla puede ser mayor en
la cromatografa liquido- liquido que en las de gas-liquido.
o) Velocidad de flujo en cromatografa en columna
La velocidad de flujo depende de muchos factores cuando menos
sea el tamao de las partculas del adsorbente menor ser la velocidad
con la que el disolvente o la solucin pasaran a travs de la
columna. Por lo tanto el adsorbente no debe ser ni de grano muy
grueso ni muy fino, el dimetro medio de las partculas debe ser de
unas 8-12 micras. La aplicacin de una succin suave o de cierta
presin puede tambin acelerar la velocidad del solvente a travs de
la columna.
La velocidad de separacin de los componentes de una mezcla en
una columna depende de la velocidad de flujo del solvente. Si esta
varia se puede echar a perder la separacin. Por lo tanto el flujo
del solvente se mantiene constante conservando el solvente a nivel
constante arriba de la superficie de la columna.
p) Tipos de elusin, simple, fraccionada, por gradientes y
anlisis frontal
Elusin: Proceso mediante el cual un solvente fluye a travs de
una columna de adsorbente, produciendo separacin de los componentes
de la mezcla. El solvente que aparece en la parte inferior de la
columna se llama eludo y el solvente que pasa dentro de la columna
es el eluyente.
p1) Simple: La composicin del eluyente no vara, no tiene que ser
el solvente original usado para empacar la columna, pero no debe de
ser muy diferente para provocar que se junten las cuentas de
resinas de intercambio inico.
p2) Fraccionada: Se usa una mezcla de solventes o el solvente se
cambia por completo. (Polaridad diferente)
p3) Por gradientes: El solvente se modifica gradualmente.
Generalmente produce bandas ms concentradas que la elusin
fraccionada o simple. Un gradiente lineal puede obtenerse usando un
dispositivo con cabeza de sifn etc. En este caso se debe agitar el
solvente de la cmara unida directamente a la columna, con lo que se
asegura una mezcla constante y uniforme, y con ellos un gradiente
lineal.
-
p4) Anlisis Frontal: nicamente se realiza en la cromatografa por
adsorcin. Aqu nunca ocurre una separacin completa, en lugar de usar
un solvente como eluyente, la propia mezcla se agrega continuamente
en la columna hasta que esta se satura, la tcnica es til para
determinar el nmero de componentes que hay en una mezcla y la
presencia de huellas de impureza en sustancias por otra parte
puras.
q) Elusin y recoleccin de fracciones
Cuando la muestra aplicada a la columna es coloreada se observa
fcilmente el progreso de la separacin, pero si la sustancias son
incoloras se emplean dos procedimientos.
Eluir y secar de la columna el cuerpo del adsorbente, con mucho
cuidado para evitar que se desmorone, ya que el disolvente se ha
evaporado de la columna se corta esta en rodajas, se extrae con
disolvente cada rodaja y se analiza el compuesto (extracto). Antes
de cortar la columna, si los compuestos no son coloreados se
aprieta contra ellos una tira de papel para que adsorba un poco de
disolvente. El papel una vez seco se pulveriza con un revelador que
indica la posicin de cada uno de los compuestos, el papel se coloca
de nuevo al lado de la columna y as sabemos que componente contiene
cada seccin de la columna.
Para un nmero grande de fracciones se usa un colector automtico
de fracciones (disco en el que se coloca una serie de tubos, el
disco gira). En el contador de gotas (aparato), las gotas del
eluyente pasan a travs de un rayo de luz que activa una clula
fotoelctrica. El aparato puede ajustase de tal manera que pase un
nmero fijo de gotas antes del cambio de tubo. Los contadores de
gotas son apropiados para recoger pequeas fracciones.
r) Como se lleva a cabo cromatografa de sustancias incoloras
Aunque algunos compuestos incoloros pueden formar bandas bien
definidas en una columna de absorcin se necesitan la utilizacin de
mtodos especiales para la localizacin de las bandas de los
productos adsorbidos. Para la localizacin de las bandas de los
productos adsorbidos se emplean lmparas ultravioletas para los que
presentan fluorescencia, un reactivo con el que los compuestos
adsorbidos formen coloracin. Se pinta una banda en la columna.
s) Capacidad de adsorcin de los grupos funcionales de los
compuestos orgnicos
Es determinada por la naturaleza y numero de los grupos polares
existentes en sus molculas. Orden decreciente de la capacidad de
adsorcin:
Ac. Carboxlico, alcoholes, amidas y tioles
Alcoholes, amidas, tioles
Aldehdos, cetonas y esteres
Haluros orgnicos
Hidrocarburos no saturados (mayor grado de instauracin, mayor
capacidad de adsorcin)
Hidrocarburos saturados
t) Compuestos que dan color a los vegetales
Clorofila: Cera microcristalina azul-verdosa, libremente soluble
en ter, etanol, acetona, cloroformo, sulfuro de carbono, benceno.
La solucin alcohlica es azul-verdosa con fluorescencia
rojo-oscura.
-
Caroteno: Precursor de vitamina A que se encuentra de forma
natural en las plantas. El caroteno es un hidrocarburo miembro de
una amplia clase de pigmentos llamados carotenoides. Cristales rojo
rub, se oxida fcilmente en contacto con el aire. Procede de los
pigmentos amarillo-anaranjados de las plantas.
Xantofila: Pigmento amarillo carotenoide oxigenado que acompaa a
la clorofila en las hojas verdes, es insoluble en agua, ligeramente
soluble en alcohol y etes. Se encuentra en la vegetacin verde y en
algunos productos animales.
CRISTALIZACIN
a) Cristalizacin y fundamento terico de sta.
La cristalizacin es un mtodo comn de separacin relativamente
pura de un slido homogneo de sus impurezas. La tcnica de
cristalizacin depende del incremento de la solubilidad de un
compuesto en un solvente cuando el solvente es calentado. La
importancia de este punto es que una solucin saturada a una
temperatura elevada normalmente contiene ms soluto que una solucin
del mismo pero a una temperatura ms baja. Por lo que el soluto
precipita cuando la solucin se enfra.
La cristalizacin es una operacin de laboratorio, en la cual un
material cristalino es disuelto en un disolvente y posteriormente
regresa a su forma cristalina. Por lo que la concentracin total de
las impurezas en un slido es inusualmente ms baja que la
concentracin de la sustancia antes de ser purificada, como la
mezcla de las impurezas permanece en solucin se producen cristales
altamente concentrados.
La formacin de un cristal de un soluto a partir de una solucin
es un proceso selectivo. Cuando un slido cristaliza a una velocidad
elevada bajo las condiciones apropiadas de concentracin y
disolvente, un material cristalino casi perfectamente puro se
obtiene como resultado, porque solamente las molculas de la forma
adecuada pueden entrar en la red cristalina, y la cristalizacin a
partir del enfriamiento del disolvente produce una red de mayor
pureza. El enfriamiento lento de la solucin saturada promueve la
formacin de los cristales puros, por que las molculas de las
impurezas no entran nuevamente para formar la red. Los cristales
que se forman son ms largos y puros que los que se forman
rpidamente.
Induciendo la formacin rpida del cristal se atrapan las
impurezas nuevamente, porque la red crece tan rpidamente que las
impurezas estn simplemente rodeadas por las formas cristalinas del
soluto.
Un aspecto crucial del procedimiento de la cristalizacin es la
elevacin del disolvente, por que el soluto debe tener un mximo de
solubilidad en caliente y un mnimo de solubilidad en fro.
-
En general un solvente con una estructura similar a la del
soluto es mejor disolvente que con estructuras distintas. No
obstante la eleccin apropiada del disolvente es un proceso de
ensayo y error.
b) Elaborar una tabla de disolventes ordenndolos de menor a
mayor polaridad indicando: frmula, punto de ebullicin, punto de
fusin, constante dielctrica, miscibilidad con el agua e
inflamabilidad de los siguientes disolventes:
Disolvente Formula P.eb. C
P.f. C
Constante dielctrica
Miscibilidad Inflamabilidad
Hexano CH3(CH2)4CH3
68.742
-95 1.88 Insoluble en agua
-23
ter de petrl
eo
C5H12C6H14
30-60 -73 2.0 Inmiscible en agua
-72
Benceno C6H6 80 5.5 2.3 Ligeramente soluble en agua
(vaso cerrado) -11C
Tolueno CH3C6H5
111 -95 2.4 Insoluble en agua
7 C
Eter etilico
(C2H5)2O
35 -116 4.3 Ligeramente soluble en agua
-45
Cloroformo
CHCl3 61 -64 4.8 Ligeramente soluble en agua
-
Acetato de etilo
CH3COOC2H5
77 -84 6.0 - 4.5
Cloruro de metileno
CH2Cl2 40 -95 8.93 Ligeramente soluble en agua
No inflamable al aire
Dicloroetano
C2 H4Cl2 84 -36 10.36 0.6 g/100 ml a 20C
-6 C
Acetona CH3COCH3
56 -95 20.7 Soluble en agua
(vaso abierto) -9.4
Etanol C2H5OH
78 -117 24.3 Soluble en agua
14
Metanol CH3OH 65 -98 33.6 Soluble en agua
12
Agua H2O 100 0 80.4 - -
c) Propiedades fsicas, qumicas y toxicas de: Acido
acetilsaliclico, cido saliclico, cafena, fenacetina, Celita, almidn
y carbn activado (norita).
CIDO ACETILSALICLICO
-
Sinonimos: Acido orto-acetoxibenzoico cido o-acetilsaliclico,
Acetilsalicilato; Eter actico del cido saliclico. Compuesto qumico
sinttico, se elabora a partir del cido saliclico obtenido de la
corteza del sauce (Salix alba), utilizada, entre otros, por los
antiguos griegos y los pueblos indgenas americanos para combatir la
fiebre y el dolor. Densidad 1.40 g/cm P. fusin 138 C (280 F) Punto
de ebullicin 140 C (284 F) El cido acetilsaliclico contiene no
menos de 99,5% de C9H8O4, calculado para la sustancia desecada. Est
constituido por cristales blancos, en pequeas tablas o agujas;
inodoros y con sabor ligeramente cido; estables en ambiente seco,
pero se hidrolizan gradualmente en medio hmedo, transformndose en
cido saliclico y cido actico. Soluble en 300 partes de agua
destilada, en 7 partes de alcohol, en 17 partes de cloroformo, en
20 partes de ter y en soluciones concentradas de acetato de amonio.
En las soluciones concentradas de hidrxidos y de carbonatos
alcalinos es soluble con descomposicin.
Accin teraputica. Analgsico, antiinflamatorio, antipirtico,
antitrombtico.
Dosificacin. Antipirtico, antiinflamatorio, analgsico: 300 a
1.000mg en 3 o 4 tomas segn el cuadro clnico. Procesos reumticos
agudos: 4 a 8g/da. Antitrombtico: se postula su uso en dosis de 100
a 300mg/da para la prevencin trombtica luego de infarto de
miocardio o accidente isqumico transitorio; sin embargo, el
riesgo-beneficio de esta indicacin an no ha sido establecido de
manera completa. Dosis peditricas usuales: nios de 2 a 4 aos: oral,
160mg cada 4 horas segn necesidades; nios de 4 a 6 aos: oral, 240mg
cada 4 horas segn necesidades; nios de 6 a 9 aos: oral, 320mg cada
4 horas segn necesidades; nios de 9 a 11 aos: oral, 400mg cada 4
horas segn necesidades; nios de 11 a 12 aos: oral, 480mg cada 4
horas segn necesidades.
Reacciones adversas. Nuseas, vmitos, diarrea, epigastralgia,
gastritis, exacerbacin de lcera pptica, hemorragia gstrica, rash,
urticaria, petequias, mareos, acufenos. El uso prolongado y en
dosis excesivas puede predisponer a la nefrotoxicidad. Puede
inducir broncoespasmo en pacientes con asma, alergias y plipos
nasales. Precauciones y advertencias. Pacientes con antecedentes de
lcera pptica, gastritis o anormalidades de la coagulacin. Nios y
adolescentes con enfermedad febril viral (especficamente varicela)
debido al riesgo de aparicin de sndrome de Reye, enfermedad muy
rara y con frecuencia mortal que afecta al cerebro y a algunos
rganos abdominales. Pacientes embarazadas; en el ltimo trimestre
puede prolongar el trabajo de parto y contribuir al sangrado
materno y fetal. Pacientes asmticos, ya que puede precipitar una
crisis. Los pacientes geritricos suelen ser ms sensibles a los
efectos txicos, posiblemente debido a una menor funcin renal, por
lo que pueden requerirse dosis menores, sobre todo en el uso a
largo plazo.
Contraindicaciones. Hipersensibilidad a la aspirina, lcera
pptica, hipoprotrombinemia, hemofilia. Insuficiencia renal crnica
avanzada. Deber evaluarse la relacin riesgo-beneficio en pacientes
con anemia, asma, alergias, gota, tirotoxicosis, ya que pueden
exacerbarse con dosis elevadas.
BENZOINA
Sinnimos: 2-Hidroxi-2-fenilacetofenona Benzoilfenil carbinol
2-Hidroxi-1,2-difeniletanona C14H12O2 Masa molecular: 212.2 Punto
de ebullicin a 102.4 kPa: 344C
-
Punto de fusin: 137C Densidad relativa (agua = 1): 1.310
Solubilidad en agua, g/100 ml: 0.03 Presin de vapor, Pa a 136C: 133
Densidad relativa de vapor (aire = 1): 7.3
ESTADO FISICO; ASPECTO Cristales entre blancos y amarillos.
PELIGROS QUIMICOS Por combustin, formacin de humos txicos.
VIAS DE EXPOSICION La sustancia se puede absorber po