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Práctica 2. Destilación, Ejercicios de Química Orgánica

Práctica de Laboratorio de Química Orgánica

Tipo: Ejercicios

2022/2023

Subido el 02/09/2024

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E
INDUSTRIAS EXTRACTIVAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA PETROLERA
LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA
PRÁCTICA 2: DESTILACIÓN.
ALUMNO: ROSHELLE IBAÑEZ MENDOZA
PROF: ING. MARIANA OLGUÍN RODRÍGUEZ.
SECCIÓN A
1PV21
2024-1
FECHA DE ENTREGA: 02 DE OCTUBRE DEL 2023
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¡Descarga Práctica 2. Destilación y más Ejercicios en PDF de Química Orgánica solo en Docsity!

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E

INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA PETROLERA

LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA

PRÁCTICA 2: DESTILACIÓN.

ALUMNO: ROSHELLE IBAÑEZ MENDOZA

PROF: ING. MARIANA OLGUÍN RODRÍGUEZ.

SECCIÓN A

1PV

FECHA DE ENTREGA: 02 DE OCTUBRE DEL 2023

Colocar 10ml de tolueno en el matraz de balón de 100ml Instalar en el matraz con la muestra de tolueno como se muestra en la figura 1 Aplicar el calentamiento del equipo instalado Anotar la temperatura cuando se observe que en el refrigerante del equipo se condensen los vapores formados y el tolueno esté en ebullición Retirar la placa de calentamiento del equipo Seguir el mismo procedimiento para el heptano

Colocar 10ml de

heptano en un vaso

de precipitado de

100ml

Adicionar 10ml de

tolueno y agitar

Colocar 10ml de

heptano en un vaso

de precipitado de

100ml

Adiciona 1ml de

agua

Colocar 10ml de

heptano en un vaso

de precipitado de

100ml

Adiciona 10ml de

alcohol etílico

Punto de ebullición Solubilidad de los componentes de mezcla Práctica 2: Destilación Alumna: Roshelle Ibañez Mendoza Profesora: Ing. Mariana Olguín Rodríguez

Verter 30ml de una mezcla heptano-tolueno 50 - 50 en el matraz de 125ml del equipo Instalar el matraz con la mezcla Aplicar el calentamiento del equipo instalado regular el calentamiento durante la destilación, se debe mantener un flujo de destilado de 1 a 2 ml cada 10 seg Registrar cada 2ml de destilado, la temperatura de destilación y el volumen de destilado Retirar el calentamiento cuando queden en el matraz, aproximadamente 0.5ml de residuo sin destilar Destilación simple Práctica 2: Destilación Verter 30ml de una mezcla de heptano- tolueno 50-50 en el matraz de 125ml del equipo Instalar el matraz con la mezcla heptano-tolueno Seguir las mismas instrucciones indicadas para la destilación simple Destilación fraccionada Alumna: Roshelle Ibañez Mendoza Profesora: Ing. Mariana Olguín Rodríguez

Heptano Tolueno Agua Alcohol etílico Químicas o Hidrocarburo alifático saturado con una baja reactividad química. o Es altamente combustible. o Es insoluble al agua debido a su naturaleza apolar. o Experimenta interacciones débiles. o Menos reactivo en comparación con los hidrocarburos alifáticos. o Solvente orgánico versátil y apolar. o Puede someterse a reacciones de oxidación para producir compuestos como el ácido benzoico. o Tiene carga parcial negativa. o Alta constante eléctrica. o Puede ionizarse de manera espontánea en iones de hidrógeno e hidroxilo. o Es un solvente universal. o Es miscible en agua en todas sus proporciones. o Puede disolver compuestos polares. o Es combustible y se quema en presencia de oxígeno. Físicas o Líquido incoloro a temperatura ambiente. o Punto de ebullición a 98°C o Es altamente soluble en solventes apolares como el cloroformo. o Líquido incoloro con olor similar a la pintura. o Es altamente volátil. o Punto de ebullición a 110°C o Existe en tres estados comunes: líquido, sólido y gas. o Punto de ebullición a 100°C o Puede absorber y retener grandes cantidades de calor. o Líquido incoloro a temperatura ambiente. o Punto de ebullición a 98C o Altamente soluble en agua. Toxicológicas o La inhalación de vapores puede causar irritación en el sistema respiratorio. o El contacto con la piel puede causar irritabilidad. o Es altamente inflamable o La inhalación de vapores puede ocasionar efectos adversos al sistema nervioso. o Si se ingiere puede ocasionar irritación gastrointestinal. o El altamente inflamable o Si el agua se encuentra contaminada puede provocar malestares gastrointestinales si es ingerida o Si se ingiere puede ocasionar daños en el hígado. o Intoxicación. Imagen

Actividad 4.- Estrategia de reflexión. Al realizar la práctica y comparándola con la teoría, podemos deducir que la destilación se trata de una operación unitaria. Podemos identificar una operación unitaria cuando durante el proceso solo se genera u cambio físico; en el caso de la destilación, pasamos de líquido a vapor y nuevamente a líquido, nunca se presentó un proceso químico. En la practica trabajamos con dos tipos de destilación, la destilación simple y la fraccionada. La gran diferencia entre estos dos tipos es que la destilación simple la ocupamos cuando la diferencia entre puntos de ebulliciones de ambas sustancias es mayor a 25°C (normalmente), esto debido a que, si los puntos de ebullición fueran cercanos, ambas sustancias pueden comenzar a evaporarse simultáneamente ocasionando que nuestra destilación no se realice de manera adecuada o exitosa. Cuando tenemos dos sustancias con puntos de ebulición cercanos, es mejor realizar la destilación fraccionada, pues esta se divide en etapas en los cuales se repiten ciclos de evaporación y condensación ocasionando que se separe con mayor eficacia las sustancias con las que estamos trabajando, y es por eso que este tipo de destilación lleva más tiempo, tiene que pasar por un par de columnas de fraccionamiento y repite el mismo proceso de evaporación y condensación conforme la sustancia va ascendiendo. En la práctica hicimos los dos tipos de destilaciones, pues trabajamos con sustancias que tienen puntos de ebulliciones con gran diferencia y pudimos darnos cuenta de que la destilación simple presenta mayor eficacia, pues logramos obtener más cantidad de líquido que cuando hicimos la destilación fraccionada. Práctica 2: Destilación Alumna: Roshelle Ibañez Mendoza Profesora: Ing. Mariana Olguín Rodríguez

5.- Estrategia de ejercitación y reflexión. Trabajo individual Considerando los datos experimentales que obtuviste en el laboratorio llena la siguiente tabla y elabora una gráfica en hoja milimétrica de Volumen (V) en el eje X & Temperatura (T) en el eje Y, utiliza colores diferentes para cada destilación. Punto de ebullición del Tolueno: 105° Volumen destilado. V(ml) Temperatura T(°C) Destilación simple. Destilación fraccionada 0(1 gota) 89° 80° 2 90° 84° 4 90° 85° 6 90° 86° 8 90.5° 87° 10 91° 89 ° 12 91.5° 90° 14 92° 91° 16 92.5° 93° 18 93.5° 94° 20 95° 22 96° 24 98° 26 98°

Nota El componente más volátil en la práctica resultó ser el heptano, pues este es el compuesto que más rápido alcanza su punto de ebullición y este es de 87°C (a la altura de la CDMX), esto comparado con el tolueno que tiene su punto de ebullición en 105°C. Al estar al pendiente de las temperaturas nos dimos cuenta de que el rango en el que el heptano comienza a destilarse es a 89°C (esto tomando en cuenta la temperatura del vapor). Al comparar las gráficas nos damos cuenta de que las temperaturas en ambas destilaciones varían 4 grados, esto significa que la destilación fraccionada puede realizar toda la destilación con temperaturas menores, pero con la destilación simple obtenemos mayor volumen. Podemos observar que se presentaron algunos errores al momento de tomar las medidas de temperatura, pues del volumen 0 a 2 de la destilación fraccionada, la temperatura aumentó considerablemente, tomando en cuenta el registro de las demás temperaturas. La experimentación resultó exitosa, a pesar del error que se presentó al inicio de la destilación fraccionada, se logró recopilar los datos de ambas destilaciones y coincidieron con la parte teórica.

- Vaso de precipitado: Recipiente en el cuál colocaremos nuestras sustancias para realizar las reacciones.

  • Heptano: Sustancia que ocuparemos para realizar la destilación. - Tolueno: Sustancia que ocuparemos para realizar la destilación.
  • Ambas sustancias irán en una mezcla y las separaremos por el método de destilación. - Agua: Líquido que utilizaremos para observar la solubilidad que presenta con el heptano. - Alcohol etílico: Sustancias que utilizaremos para observar la solubilidad que presenta con el heptano. - Matraz balón: Herramienta indispensable para nuestra máquina de destilado el cual es responsable de almacenar las sustancias a estudiar. - Termómetro: Medir la temperatura del sistema. - Placa de calentamiento: Máquina que nos ayudará a incrementar la temperatura de nuestra mezcla.
  • Refrigerante: Cambio drástico en la temperatura, comienza a bajarla para iniciar con el proceso de condensación. - Pinzas: Sostiene parte de nuestro equipo. - Conexión para vacío y manguera de látex: Parte del equipo - Probeta graduada: Contener el líquido destilado y al mismo tiempo nos ayudará a medir la cantidad obtenida.
  • Perlas de ebullición: Ayuda a que la sustancia se caliente de manera uniforme y evita que la sustancia salte. Práctica 2: Destilación Alumna: Roshelle Ibañez Mendoza Profesora: Ing. Mariana Olguín Rodríguez

Medidas de seguridad

  • Usar todo el tiempo en laboratorio los guantes, bata y lentes.
  • Tener cuidado al trabajar con fuego, verificar las mangueras de gas y que el encendedor esté en buen estado.
  • Evitar tirar los materiales de laboratorio, como el vaso de precipitado.
  • Evitar tocar innecesariamente los equipos para el destilado.
  • No jugar con las sustancias con las que estamos trabajando. Residuos que se generarán
  • Mezcla entre heptano y agua.
  • Mezcla entre heptano y tolueno.
  • Mezcla entre heptano y alcohol etílico.
  • Destilado de heptano y tolueno. Se almacena en un recipiente en específico para cada mezcla, estas pueden ser reutilizadas para otras prácticas o en su defecto es mejor esperar a que los maestros encargados se hagan cargo de cómo manejar cada mezcla para evitar cualquier tipo de incidente. Práctica 2: Destilación Alumna: Roshelle Ibañez Mendoza Profesora: Ing. Mariana Olguín Rodríguez

Referencias bibliográficas

  • Chang, R., Goldsby, K. A.; Álvarez Manzo, R., & Ponce López, S. (2013). Química (11a. ed. --.). México D.F.: McGraw Hill.
  • WADE, L. (2006). QUIMICA ORGANICA (5a. ed.). MEXICO: PRENTICE-HALL HISPANOAMERICANA.
  • Lifeder. (27 de enero de 2020). Heptano (C7H16): estructura, propiedades y usos. Recuperado de: https://www.lifeder.com/heptano/.
  • Lifeder. (30 de marzo de 2020). Tolueno: estructura, propiedades, usos, obtención. Recuperado de: https://www.lifeder.com/tolueno/.
  • Lifeder. (28 de septiembre de 2020). Alcohol etílico: estructura, propiedades, usos, obtención. Recuperado de: https://www.lifeder.com/alcohol-etilico/.
  • Lifeder. (16 de diciembre de 2020). Propiedades físicas y químicas del agua. Recuperado de: https://www.lifeder.com/propiedades-fisicas-quimicas-agua/. Práctica 2: Destilación Alumna: Roshelle Ibañez Mendoza Profesora: Ing. Mariana Olguín Rodríguez