Análisis teórico del Ciclohexeno

1.- Tema: Análisis teórico del Ciclohexeno

2.- Objetivos:

2.1. Objetivo general:

Determinar teóricamente el compuesto ciclohexeno, mediante pruebas preliminares y métodos de análisis químicos para identificar los elementos que lo conforman, sus propiedades físicas y químicas, así como el grupo funcional que presenta el compuesto.

2.2. Objetivo específico:

Identificar mediante reacciones específicas los elementos adicionales al carbono                 e hidrógeno que forman parte del ciclohexeno por medio del análisis cualitativo                 elemental.

Exponer el análisis del ciclohexeno y sus distintas propiedades físicas como las                 maneras de separación de este, su espectro infrarrojo y su caracterización como                 un alqueno ciclo-vinílico en agua.

3.- Desarrollo:

1.- Características y constantes físicas

1. Estado: Líquido
2.  Color: Incoloro
3. Olor: Dulzón
4. Punto de fusión: -104 °C
5. Punto de ebullición: 83 °C

Para determinar el estado, color y olor a temperatura ambiente, usamos nuestros sentidos como vista, tacto y olfato. Para la determinación del punto de ebullición y punto de fusión se usan pruebas de laboratorio.

Punto de ebullición: Se usa el método del tubo de Siwoloboff, donde se  usa un capilar sellado en la parte superior y la parte abierta está hacia el  microtubo de ensayo donde se deposita la sustancia a determinar el punto  de ebullición, después de esto se une el tubo al termómetro y se los  introduce en un tubo de Thiele que contiene un líquido con un alto punto  de ebullición, se arma el equipo para que esté elevado el tubo de Thiele y  se procede a calentar en la parte angular del tubo de Thiele hasta que  salgan burbujas de manera continua, en ese momento se anota el punto de  ebullición. (Hoffmann, 2019)

Punto de fusión: Se usa el método del tubo de Thiele, donde se vierte la muestra de la sustancia en un capilar sellado en la parte inferior, y se arma un equipo donde se usa aceite o glicerina (por su alto punto de ebullición) en el tubo de Thiele, aquí se sumerge el capilar con el termómetro pegado a este para poder ver la temperatura conforme aumenta y así poder tomar el punto exacto de fusión, el calentamiento se lo hace por medio de un mechero colocado en la parte angular del tubo. (Levine, 2002)

2.- Análisis Elemental Cualitativo:

Los ensayos de ignición proporcionan información sobre la naturaleza de la sustancia. Para identificar la sustancia desconocida en esta práctica:

➢ Colocar una pequeña cantidad de esta en la punta de una espátula (también se la puede colocar en un crisol).

➢ Someter la muestra directamente a la flama de un mechero de Bunsen.

➢ Se observó la permanencia de un residuo negro que desaparece al seguir calentándolo a altas temperaturas, denotando la presencia de carbono. Determinando así que la sustancia desconocida es un compuesto orgánico. Prueba de Beilstein: Esta prueba permite determinar compuestos químicos que contienen halógenos (Bromo, Cloro, Yodo) en su composición, sin embargo, es una prueba bastante sensible ya que los compuestos nitrogenados también dan positivo por lo que se debe tener mucho cuidado. (Vélez, 2017). Para identificar si la sustancia desconocida tiene en su composición halógenos:

➢ Se dobla la punta de un alambre de cobre para formar una especie de espátula, el otro extremo se encaja en un tapón de corcho para que sirva de mango o agarradera. ➢ Se calienta el alambre de cobre limpio al rojo vivo hasta que la llama queda incolora y se deja enfriar

➢ Posteriormente se lo impregna con la sustancia desconocida.

➢ Calentar suavemente el alambre en la orilla del mechero. En este caso la llama que se formó es de un color verde intenso lo que implica que la sustancia desconocida es un compuesto halogenado. Método de Lessaigne o Fusión con sodio metálico: En este método los compuestos orgánicos se descomponen por fusión con sodio, formando las correspondientes sales: haluros, cianuros, sulfuro, etc. Las cuales son iónicas y solubles en agua y pueden reaccionar con reactivo específicos. (Universidad autónoma de México, s.f.). Esta prueba se realiza en 2 etapas, primero se debe obtener la sal de sodio para luego realizar con ella pruebas químicas sencillas que revelan la presencia de halógenos, nitrógeno o azufre en la sustancia desconocida (Chávez, Cruz, & Sosa, 2013)

- Contiene: Carbono (C), Hidrógeno (H) y Yodo (I). 

- Pruebas usadas: 

• Ensayo de ignición:  

Los ensayos de ignición proporcionan información sobre la naturaleza de la sustancia. Para identificar la sustancia desconocida en esta práctica: 

• Colocar una pequeña cantidad de esta en la punta de una espátula (también se la puede colocar en un crisol). 
• Someter la muestra directamente a la flama de un mechero de Bunsen.  
• Se observó la permanencia de un residuo negro que desaparece al seguir calentándolo a altas temperaturas, denotando la presencia de carbono. 

Determinando así que la sustancia desconocida es un compuesto orgánico. 

• Prueba de Beilstein: 

Esta prueba permite determinar compuestos químicos que contienen halógenos (Bromo, Cloro, Yodo) en su composición, sin embargo, es una prueba bastante sensible ya que los compuestos nitrogenados también dan positivo por lo que se debe tener mucho cuidado. (Vélez, 2017). Para identificar si la sustancia desconocida tiene en su composición halógenos: 

• Se dobla la punta de un alambre de cobre para formar una especie de espátula, el otro extremo se encaja en un tapón de corcho para que sirva de mango o agarradera. 
• Se calienta el alambre de cobre limpio al rojo vivo hasta que la llama queda incolora y se deja enfriar 
• Posteriormente se lo impregna con la sustancia desconocida. 

• Calentar suavemente el alambre en la orilla del mechero. En este caso la llama que se formó es de un color verde intenso lo que implica que la sustancia desconocida es un compuesto halogenado. 

• Método de Lessaigne o Fusión con sodio metálico: 

En este método los compuestos orgánicos se descomponen por fusión con sodio, formando las correspondientes sales: haluros, cianuros, sulfuro, etc. Las cuales son iónicas y solubles en agua y pueden reaccionar con reactivo específicos. (Universidad autónoma de México, s.f.). Esta prueba se realiza en 2 etapas, primero se debe obtener la sal de sodio para luego realizar con ella pruebas químicas sencillas que revelan la presencia de halógenos, nitrógeno o azufre en la sustancia desconocida (Chávez, Cruz, & Sosa, 2013). 

[pic 1]

Reacción con el sodio metálico, por Universidad autónoma de México, (s.f.). Recuperado de: https://quimica.unam.mx/investigacion/servicios-para-la-investigacion/usaii/analisis-elemental/ 

Primera Etapa: 

• En un tubo de ensayo limpio y seco añadir con cuidado y mezclar aproximadamente 5 mg o mL de la sustancia desconocida con 200 mg aproximado de sodio metálico. 
• Fijar el tubo de ensayo de forma inclinada en un soporte universal con unas pinzas. 
• Calentar la parte inferior del tubo con un mechero de Bunsen, esperar hasta que el sodio se funda al rojo vivo y sus vapores empiecen a elevarse dentro del tubo. 

• Dejar enfriar el tubo, posteriormente añadir 1 mL de etanol para eliminar el sodio que no reaccionó. 
• Calentar por segunda vez hasta el rojo vivo el tubo de ensayo, aún caliente colocarlo dentro de un vaso de precipitación de 50 mL que contenga 15 - 20 mL de agua destilada. 
• La parte inferior del tubo se rompe por el choque térmico, calentar la solución que queda en el vaso hasta la ebullición y agitar con una varilla de vidrio. 
• Se filtra por gravedad con un embudo de filtración con papel filtro.  
• El filtrado es la “solución madre” que debe ser incolora y transparente con un pH alcalino, con ella se realizarán las pruebas de identificación. 

Segunda Etapa à Pruebas de Identificación: 

Nitrato de Plata (AgNO3):  

• En un tubo de ensayo limpio y seco se colocan 2 mL de la “solución madre" obtenida en el procedimiento anterior. 
• Acidular la solución madre con ácido nítrico diluido, controlando el viraje con papel tornasol, el pH debe ser ácido de 5. 

• Hervir a baño maría el tubo de ensayo durante unos 3 minutos para expulsar el ácido cianhídrico o ácido sulfhídrico en caso de existir. 
• Enfriar y añadir 4 o 5 gotas de solución de nitrato de plata (AgNO3) al 5.0%. 
• Un precipitado denso indica la presencia de cloro (Cl), bromo (Br) o yodo (I). 

En este caso el precipitado obtenido es de un color amarillo lo que indica la presencia de yodo en la sustancia desconocida. 

3.- Estudio del espectro infrarrojo:

La espectroscopia Infrarroja es una técnica de análisis en infrarrojo corresponde a frecuencias entre (4000-300𝑐𝑚−1) también llamada espectroscopia y nos será importante para obtener información de grupos funcionales según sus vibraciones moleculares (LICEO ACB, 2015). En base y al tipo de vibración que poseen sus enlaces del compuesto como son carbono-carbono, Carbono-hidrógeno, carbono-oxígeno y oxígeno-hidrógeno. El intervalo de frecuencia de los siguientes enlaces

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