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  1. 1. GOBIERNO REGIONAL DE LAMBAYEQUE UNIDAD DE GESTIÓN EDUCATIVA LOCAL CHICLAYO “AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” Panamericana Norte 775 – Carretera a Lambayeque – Central Telefónica 612774 http://ugelchiclayo.regionlambayeque.gob.pe Portal UGEL.CHICLAYO M.Sc. Ing. William Escribano Siesquén UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO SESIÓN 04 RECONOCIMIENTO DE ELEMENTOS ORGANÓGENOS Y SEPARACIÓN DE MEZCLAS POR DESTILACIÓN ORGANIZADORA: Dra. Rosa Esther Guzmán Larrea PONENTE: M.Sc. Ing. William Escribano Siesquén PARTICIPANTES: Dr. Juan Luis Rodríguez Vega. Mg. Gillermina Pejerrey Campodónico FECHA: Chiclayo, 28 de Marzo del 2015 FACULTAD DE INGENIERIA QUÍMICA E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
  2. 2. GOBIERNO REGIONAL DE LAMBAYEQUE UNIDAD DE GESTIÓN EDUCATIVA LOCAL CHICLAYO “AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” Panamericana Norte 775 – Carretera a Lambayeque – Central Telefónica 612774 http://ugelchiclayo.regionlambayeque.gob.pe Portal UGEL.CHICLAYO M.Sc. Ing. William Escribano Siesquén ACTIVIDAD INICIAL I. GENERALIDADES En 1814 J.J Berzelius, dio un duro golpe a la teoría de la fuerza vital al demostrar que las leyes básicas del cambio químico (La ley de la composición constante y la ley de las proporciones múltiples), podían aplicarse tanto a compuestos orgánicos como a inorgánicos, 14 años después, la teoría errónea fue rebatida debido a descubrimientos químicos casuales. El nacimiento de la química orgánica moderna se ubica en el año de 1828. Año en el cual F. Wöhler, profesor de química de la Universidad de Alemania de Göttingen, trataba de preparar cianato de amonio por calentamiento de una mezcla de dos sales inorgánicas, cianato de potasio y cloruro de amonio; para su sorpresa obtuvo cristales del compuesto orgánico conocido como: Úrea (Sustancia que los mamíferos excretan en la orina). En 1850 la teoría de la Fuerza Vital estaba prácticamente muerta. El elemento “C” es el único constituyente común a todos los compuestos orgánicos, otros elementos que se encuentran con frecuencia son: Hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo y halógenos. Junto con el Carbono los tres primeros constituyen el grupo de los elementos organógenos. El Análisis Elemental Orgánico tiene por finalidad determinar la clase de elementos que forman la molécula de un compuesto orgánico y la proporción en que se encuentran. Para someter a una sustancia al análisis elemental, ésta debe estar debidamente purificada. Existen dos clases de Análisis Elemental Orgánico y son: ANÁLISIS ELEMENTAL ORGÁNICO CUALITATIVO: Determina la clase de elementos que existen en una sustancia orgánica. ANÁLISIS ELEMENTAL ORGÁNICO CUANTITATIVO: Determina el porcentaje de los elementos que forman una molécula del compuesto orgánico analizado. La presente práctica es un análisis de tipo cualitativo. Existen pruebas empíricos basados en las propiedades que tienen algunas sustancias al arder, el Carbono y el Nitrógeno se reconocen directamente quemando la sustancia que se desea analizar, otras veces son necesarias métodos indirectos que permiten detectar a los elementos organógenos (Reconocimiento Químico). SESIÓN 04 RECONOCIMIENTO DE ELEMENTOS ORGANÓGENOS Y SEPARACIÓN DE MEZCLAS POR DESTILACIÓN APRENDIZAJE ESPERADO: Determinar de forma cualitativa la presencia de C, H, O, N Utilizar en forma adecuada los métodos generales de laboratorio que permite reconocer los elementos que constituyen las sustancias orgánicas. INDICADOR: Determina cualitativamente la presencia de elementos organógenos mediante experimentos, demostrando orden y limpieza Se muestran diferentes sustancias, y responden a las siguientes preguntas: ¿Qué tipo de sustancias son? ¿Qué elementos químicos forman estos compuestos? “PROMOCIÓN DEL USO DE MATERIAL DE LABORATORIO DE CIENCIAS PARA EL LOGRO DE APRENDIZAJES SIGNIFICATIVOS DE CTA” - 2015
  3. 3. GOBIERNO REGIONAL DE LAMBAYEQUE UNIDAD DE GESTIÓN EDUCATIVA LOCAL CHICLAYO “AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” Panamericana Norte 775 – Carretera a Lambayeque – Central Telefónica 612774 http://ugelchiclayo.regionlambayeque.gob.pe Portal UGEL.CHICLAYO M.Sc. Ing. William Escribano Siesquén II. MATERIALES a) Materiales: • 04 cápsulas de porcelana • 04 mecheros • 30 Tubos de ensayo • 08 Gradillas • 08 vasos de precipitación de 100 mL • 08 pinzas de maderas • 04 Baguetas o agitadores • 06 pipetas de 10 mL • 06 bombillas de succión • 01 matraz kitazato b) Reactivos: • Algodón • Cabellos • Cal sodada: CaO + NaOH • Papel tornasol • Solución HCl cc • Azúcar de caña • Agua destilada • Caseína • Albúmina de huevo • Lana • Hojas secas • Papel bond • Fenolftaleína • Goma • Bolsas • Aceite lubricante • Benceno o éter • Permanganato de potasio • Carburo de calcio III. PROCEDIMIENTO Y RESULTADOS EXPERIENCIA N°01: RECONOCIMIENTO DEL CARBONO Y NITRÓGENO Se reconoce directamente quemando la sustancia. Si la sustancia no es volátil deja un residuo negruzco constituido por carbón. Quemar la sustancia examen en una cápsula: Azúcar de caña + calor -------------- Albúmina + calor -------------- Anote sus observaciones Al quemar el azúcar se produce una combustión completa Al quemar la albúmina se percibe un olor a cuerno quemado por la presencia de proteínas (queratina) Albúmina + O2 Calor C + NxOg GRAFICAR LA EXPERIENCIA: OLOR Azúcar en combustión
  4. 4. GOBIERNO REGIONAL DE LAMBAYEQUE UNIDAD DE GESTIÓN EDUCATIVA LOCAL CHICLAYO “AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” Panamericana Norte 775 – Carretera a Lambayeque – Central Telefónica 612774 http://ugelchiclayo.regionlambayeque.gob.pe Portal UGEL.CHICLAYO M.Sc. Ing. William Escribano Siesquén Dr. Juan Luis RODRIGUEZ VEGA – Mg. Gillermina PEJERREY CAMPODONICO ESCRIBA LA REACCION: C12H22O11 + 12 O2 12CO2 + 11H2O Combustión completa Si la sustancia a analizar es volátil el carbono se reconoce indirectamente con el auxilio de un oxidante como el óxido de cobre negro (CuO). El carbono de la sustancia orgánica con el oxígeno del óxido de cobre forma anhídrido carbónico fácilmente reconocible porque enturbia el agua de cal. EXPERIENCIA N°02: RECONOCIMIENTO DEL NITRÓGENO Calcinando la sustancia se desprende un olor a cuernos quemados. La experiencia se puede realizar empleando como sustancia nitrogenada la caseína o la albumina de huevo desecada, la cual se coloca en un tubo de prueba o en cápsula de porcelana y se calcina. Caseína + calor -------------- Olor a cuerno quemado Como sustancia problema utilice lana, algodón, cabellos, hojas secas, papel e indique cuál de ellas contiene Nitrógeno Anote sus observaciones: Olor intenso, olor a cuerno quemado se debe al nitrógeno. Lana: No huele porque no tiene proteína (lana fibra artificial) Algodón: No tiene nitrógeno (es un carbohidrato) Cabellos: Olor característico por las proteínas que contiene como unidad básica los aminoácidos. Sí tiene N Hojas secas: olor se debe a los esteres. Papel: Carbono. No tiene nitrógeno. QUEMANDO LANA QUEMANDO ALGODÓN QUEMANDO HOJA DE EUCALIPTO
  5. 5. GOBIERNO REGIONAL DE LAMBAYEQUE UNIDAD DE GESTIÓN EDUCATIVA LOCAL CHICLAYO “AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” Panamericana Norte 775 – Carretera a Lambayeque – Central Telefónica 612774 http://ugelchiclayo.regionlambayeque.gob.pe Portal UGEL.CHICLAYO M.Sc. Ing. William Escribano Siesquén Dr. Juan Luis RODRIGUEZ VEGA – Mg. Gillermina PEJERREY CAMPODONICO EXPERIMENTO Nº 03: RECONOCIMIENTO INDIRECTO DE NITRÓGENO. MÉTODO DE LA CAL SODADA El fundamento del método es transformar el nitrógeno de la sustancia orgánica en amoniaco, mediante la mezcla con cal sodada y calentar. (La cal sodada CaO, NaOH produce en la sustancia orgánica una demolición molecular, transformando el N en NH3) Sustancia Nitrogenada + Cal sodada + calor -------- NH3 La sustancia escogida puede ser albúmina desecada o caseína o úrea, se mezcla con tres veces su peso de cal sodada sometiéndose la mezcla al calor. OBSERVACION: Al calentar la mezcla se produce amoniaco. Los vapores de amoniaco se reconocen: a) Por su reacción alcalina al tornasol. De color…CREMA……………… vira a color… AZUL b) En la muestra obtenido agregar unas gotas de fenolftaleína y anota tus observaciones VIRA A COLOR ROJO GROSELLA. c) Por su olor característico. Olor a ORINA POR LA PRESENCIA DEL AMONIACO d) Por los humos blancos (NH4Cl) que producen al acercársele una varilla impregnada en HCl Anote sus observaciones EL OLOR QUE SE PERCIBE AL CALENTAR LA CASEÍNA, ES FÉTIDO. A ORINA, ES IRRITANTE
  6. 6. GOBIERNO REGIONAL DE LAMBAYEQUE UNIDAD DE GESTIÓN EDUCATIVA LOCAL CHICLAYO “AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” Panamericana Norte 775 – Carretera a Lambayeque – Central Telefónica 612774 http://ugelchiclayo.regionlambayeque.gob.pe Portal UGEL.CHICLAYO M.Sc. Ing. William Escribano Siesquén Dr. Juan Luis RODRIGUEZ VEGA – Mg. Gillermina PEJERREY CAMPODONICO GRAFICAR LA EXPERIENCIA: ECUACION QUIMICA: ………………… UREA ……………………………AMONIACO………………………………………………………………… NH2 - CO - NH2 + calor NH3 + vapor EXPERIMENTO N° 04: IDENTIFICANDO HIDROCARBUROS 1. En 03 tubo de ensayo adicionar muestra aproximadamente 1ml de goma 2. En otros 03 tubos de ensayo, adicionar un pedazo de bolsa 3. En otros 03 tubos adicionar un ml de aceite lubricante 4. Luego a un tubo con cada una de las muestras adicionar 2ml de benceno o éter y agitar hasta homogenizar y registrar resultados. 5. Luego a los 2do tubos con cada una de las muestras adicionar solución de KMnO4, agitar con bagueta. y registrar resultados. 6. Finalmente al 3er tubo con cada una de las muestras adicionar agua y registrar resultados. Anote sus observaciones Goma + benceno No reacciona (mezcla) Goma + permanganato Cambia de color ya no pega la goma (combinación) Goma + agua No hay reacción. Bolsa + benceno Reacción lenta Bolsa + permanganato No ha reaccionado, no habido ruptura de enlaces. Reacciones cualitativas (goma + benceno + permanganato de potasio) Alqueno + KMnO4 Dioles CH2 = CH2 KMnO4 CH - CH Benceno + aceite No reaciona Benceno + agua No hay solubilidad Oxidante OH OH Permanganato Solvente orgánico Hidrocarburo
  7. 7. GOBIERNO REGIONAL DE LAMBAYEQUE UNIDAD DE GESTIÓN EDUCATIVA LOCAL CHICLAYO “AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” Panamericana Norte 775 – Carretera a Lambayeque – Central Telefónica 612774 http://ugelchiclayo.regionlambayeque.gob.pe Portal UGEL.CHICLAYO M.Sc. Ing. William Escribano Siesquén Dr. Juan Luis RODRIGUEZ VEGA – Mg. Gillermina PEJERREY CAMPODONICO INTERPRETACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS IV. CONCLUSIONES En la sesión RECONOCIMIENTO DE ELEMENTOS ORGANÓGENOS Y SEPARACIÓN DE MEZCLAS POR DESTILACIÓN: Hemos determinado de forma cualitativa la presencia de C, H, O, N También en forma adecuada empleando métodos generales de laboratorio hemos reconocido los elementos que constituyen las sustancias orgánicas; es decir hemos comprobado cualitativamente la presencia de elementos organógenos mediante experimentos. Ideas dadas por el ponente: Evitar consumo de bebidas gaseosa, Gestantes no teñirse el cabello con productos que contienen amoniaco. V. CUESTIONARIO 1. ¿Cómo se diferencia una sustancia orgánica de una inorgánica? Establezca 10 diferencias entre sustancias orgánicas e inorgánicas. SUSTANCIA ORGÁNICA SUSTANCIA INORGÁNICA Contienen carbono, casi siempre hidrógeno y, con frecuencia, oxígeno, nitrógeno (elementos biogenésicos porque se halla presentes en los compuestos orgánicos que forman los seres vivos), azufre, halógenos y fósforo. Están constituidos por combinaciones de distintos elementos de la Tabla Periódica. El número de compuestos que contienen carbono es mucho mayor que el de los compuestos que no lo contienen. El número de compuestos es mucho menor que el de los compuestos orgánicos. El enlace más frecuente es el covalente. El enlace más frecuente es el iónico. Los átomos de carbono tienen capacidad de combinarse entre sí por enlace covalente, formando largas cadenas, propiedad llamada concatenación. No presentan concatenación. Presentan isomería; es decir que una fórmula molecular puede referirse a dos o más compuestos. Ejemplo: la fórmula C2H6O puede representar al alcohol etílico o al éter dimetílico. No presentan isomería. Almacenan energía. No almacenan energía. La mayoría combustiona. No arden. Son termolábiles (poco resistentes a la acción del calor) por lo que se descomponen fácilmente a temperaturas menores a 300ºC. Resisten temperaturas elevadas. Son gases, líquidos o sólidos de bajo punto de fusión. Por lo general, son sólidos de puntos de ebullición elevados. Generalmente son solubles en disolventes orgánicos, como éter, alcohol, benceno, cloroformo, etc. Generalmente, son solubles en agua. Pocas soluciones de sus compuestos se ionizan y conducen la corriente eléctrica. En solución la mayoría se ionizan y conducen la corriente eléctrica (son electrolitos). Las reacciones son lentas, reversibles (reacciones donde coexiste reactivos y productos) y, rara vez, cuantitativas (el 99,9 % de los reactivos se transforman en productos). Reaccionan, casi siempre, en forma rápida, irreversible y cuantitativa.
  8. 8. GOBIERNO REGIONAL DE LAMBAYEQUE UNIDAD DE GESTIÓN EDUCATIVA LOCAL CHICLAYO “AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” Panamericana Norte 775 – Carretera a Lambayeque – Central Telefónica 612774 http://ugelchiclayo.regionlambayeque.gob.pe Portal UGEL.CHICLAYO M.Sc. Ing. William Escribano Siesquén Dr. Juan Luis RODRIGUEZ VEGA – Mg. Gillermina PEJERREY CAMPODONICO 2. ¿Cuánto en % tiene el cuerpo humano de Carbono, Hidrógeno, Oxígeno y Nitrógeno? Proporción de los principales elementos químicos del cuerpo humano: Hidrógeno 10,0% Oxígeno 65,0% Carbono 19,37% Nitrógeno 3,2% Calcio 1,38% Fósforo 0,64% Cloro 0,18% Potasio 0,22% Hierro 0,00005 % Basándose en las características, distribución y funciones de los elementos biogenéticos, se han elaborado varias clasificaciones, de ellas las más aceptadas son: A. Abundancia. Está basada en la proporción del peso del organismo humano que representa un elemento y los divide en: a. Primarios. Son aquellos que constituyen la mayor proporción del peso del organismo: Oxígeno 65%, Carbono 18.5%, Hidrógeno 10%, Nitrógeno 3%, Calcio 1.5% y Fósforo 1%. b. Secundarios. Participan en menor proporción, pero aún son abundantes: Potasio 0.3%, Azufre 0.25%, Sodio 0.20%, Cloro 0.15%, Magnesio 0.05% y Hierro 0.005%. c. Oligoelementos. Sólo se encuentran en pequeñas cantidades: Flúor 0.001%, Cobre 0.0002%, Iodo 0.00004% Manganeso 0.00003%, Zinc, Boro, Silicio, Vanadio, Cromo, Cobalto, Níquel, Selenio, Molibdeno y Estaño, en trazas. Figura 3. Diferencia en Abundancia de los Elementos Biogenéticos
  9. 9. GOBIERNO REGIONAL DE LAMBAYEQUE UNIDAD DE GESTIÓN EDUCATIVA LOCAL CHICLAYO “AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” Panamericana Norte 775 – Carretera a Lambayeque – Central Telefónica 612774 http://ugelchiclayo.regionlambayeque.gob.pe Portal UGEL.CHICLAYO M.Sc. Ing. William Escribano Siesquén Dr. Juan Luis RODRIGUEZ VEGA – Mg. Gillermina PEJERREY CAMPODONICO B. Química. Se clasifican los elementos biogenéticos en función de las moléculas o estructuras en que se encuentran, como: a. Primarios. Se encuentran en grandes cantidades y forman los Principios Inmediatos, Proteínas, Glúcidos, Lípidos, Ácidos Nucléicos y Vitaminas: Hidrógeno, Carbono, Nitrógeno, Oxígeno, Fósforo y Azufre. b. Secundarios. Son abundantes pero no forman los principios inmediatos, sino el Medio Ambiente en que se desenvuelven estos: Sodio, Magnesio, Cloro, Potasio y Calcio. c. Microconstituyentes. Se encuentran en pequeñas cantidades, complementando las funciones de las moléculas orgánicas: Boro, Flúor, Silicio, Vanadio, Cromo, Manganeso, Hierro, Cobalto, Níquel, Cobre, Zinc, Selenio, Molibdeno, Estaño e Iodo. C. Fisiológica. Se basa en el papel que desempeñan los elementos biogenéticos en la materia viva: a. Plásticos. Son aquellos que se encuentran en grandes cantidades, y forman el “plasma” de la materia viva: Hidrógeno, Carbono, Nitrógeno, Oxígeno, Sodio, Magnesio, Cloro, Fósforo, Azufre, Potasio y Calcio. b. Oligoelementos. Participan en la regulación de los procesos metabólicos: Boro, Flúor, Silicio, Vanadio, Cromo, Manganeso, Hierro, Cobalto, Níquel, Cobre, Zinc, Selenio, Molibdeno, Estaño y Iodo. FUNCIÓN GENERAL Estudiando los elementos biogenéticos podemos elaborar algunas generalizaciones útiles respecto de sus funciones. 1. Seis elementos, Carbono, Hidrógeno, Oxígeno, Nitrógeno, Azufre y Fósforo, forman las moléculas básicas de los seres vivos, aminoácidos, ácidos grasos, carbohidratos, purinas y pirimidinas, que son componentes fundamentales de los principios inmediatos, proteínas, lípidos, ácidos nucleicos y polisacáridos, y también forman la estructura de otras moléculas importantes como las vitaminas. 2. Las propiedades eléctricas de los seres vivos dependen de unos pocos elementos, que son capaces de permanecer como partículas cargadas en solución, estos son los cationes Sodio, Potasio, Calcio y Magnesio, y los aniones Cloruro, Fosfato, Carbonato y Sulfato. Estos iones mantienen el medio celular eléctricamente neutro, regulan la presión osmótica, el equilibrio hídrico y el equilibrio ácido-base. La distribución de los iones es específica, K+ y Mg2+ se acumulan en el interior de la célula, mientras que Na+ y Ca2+ lo hacen en el exterior. 3. Muchos elementos se requieren en trazas, como componentes de sistemas enzimáticos o participando en diversas funciones de regulación; para muchos de ellos no se conocen sus funciones completas. Los elementos para los cuales se descubra en el futuro que son biogenéticos, como el Litio o el Bromo, por su abundancia y función, seguramente se añadirán al grupo de oligoelementos microconstituyentes. FUNCIÓN ESPECÍFICA Además de las funciones generales ya mencionadas, cada elemento biogenético tiene algunas particularidades que vale la pena estudiar. Para esta revisión, usaremos como base la clasificación Química de los elementos biogenéticos, en orden creciente de número atómico. Elementos Primarios: Hidrógeno (H, No. Atómico: 1, Peso Atómico: 1.008). En número de átomos es el elemento más abundante, tanto en el organismo como en el universo. Forma parte de todos los compuestos
  10. 10. GOBIERNO REGIONAL DE LAMBAYEQUE UNIDAD DE GESTIÓN EDUCATIVA LOCAL CHICLAYO “AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” Panamericana Norte 775 – Carretera a Lambayeque – Central Telefónica 612774 http://ugelchiclayo.regionlambayeque.gob.pe Portal UGEL.CHICLAYO M.Sc. Ing. William Escribano Siesquén Dr. Juan Luis RODRIGUEZ VEGA – Mg. Gillermina PEJERREY CAMPODONICO orgánicos, saturando las valencias no ocupadas por átomos pesados. Forma parte de la molécula de agua. La oxidación del Hidrógeno es la principal fuente de energía en los seres vivos. En los seres aeróbicos esta oxidación depende del Oxígeno. Como ión (H+), determina el pH. Carbono (C, No. Atómico: 6, Peso Atómico: 12.011). Forma el esqueleto de todos los compuestos orgánicos. Debido a su bajo peso atómico y su elevada electronegatividad, los enlaces covalentes entre átomos de Carbono son muy estables. Para completar su octeto cada átomo comparte 4 electrones formando enlaces simples, dobles o triples. Además, los pares electrónicos compartidos pueden tener acomodos distintos, dando forma y tamaño propios a cada molécula. El Carbono también forma enlaces covalentes estables con H, O, N y S, permitiendo que existan muchas funciones químicas en compuestos orgánicos. El Carbono hidrogenado contiene energía, que se libera por oxidación. Nitrógeno (N, No. Atómico: 7, Peso Atómico: 14.007). Componente de la estructura de todas las moléculas orgánicas, principalmente proteínas y ácidos nucleicos. Es el elemento limitante en la dieta de los humanos, porque es escaso en la naturaleza. Su reserva principal se encuentra en la atmósfera en forma de N2 que es inerte. Su ingreso en los ciclos biológicos depende de la fijación por microorganismos. La presencia de un par de electrones no compartido le da un carácter básico. A presión alta produce narcosis. La descompresión rápida que sufren en ocasiones los buzos provoca embolias porque el Nitrógeno disuelto, sale de la solución rápidamente. Oxígeno (O, No. Atómico: 8, Peso Atómico: 15.999) Es el elemento más abundante, en peso, en el organismo. Se encuentra en la estructura de todos los compuestos orgánicos. Junto con el Hidrógeno, forma la estructura del agua. Es el agente oxidante final en el metabolismo aeróbico y el único de los elementos biogenéticos que debe suministrarse en forma continua. Las moléculas orgánicas con Oxígeno, especialmente las que contienen alcoholes (OH), son fuertemente polares. Fósforo (P, No. Atómico: 15, Peso Atómico: 30.974) Hay entre 12 y 14 g de Fósforo por kilogramo de peso magro en el organismo. Combinado con Calcio forma la parte mineral del hueso. Su metabolismo también está relacionado con el de Calcio. Como fosfato, participa en la regulación intracelular de pH. Constituye parte fundamental de la estructura de los ácidos nucleicos y varias coenzimas, entre ellas el ATP, indispensable para el transporte y almacenamiento de energía. Los ésteres de fosfato de Glúcidos y Lípidos son importantes en el metabolismo. Los procesos de fosforilación y desfosforilación, son importantes en la regulación de la actividad de varias enzimas. Azufre (S, No. Atómico: 16, Peso Atómico: 32.06) En el organismo hay 2.5 g/kg peso magro. Componente de la estructura de proteínas. Se encuentra en el sitio activo de muchas enzimas y participa en la catálisis, frecuentemente donando pares de electrones. La toxicidad de los metales pesados se debe a que se unen a los grupos tiol (-SH) de las enzimas y las inhiben. También está presente en la coenzima A y las vitaminas Tiamina y Biotina así como en polímeros del tejido conectivo, glucolípidos y sales biliares. En los polisacáridos, el sulfato retiene el agua y aumenta la viscosidad de las soluciones. Elementos Secundarios: Sodio (Na, No. Atómico: 11, Peso Atómico: 22.990). Hay 1.1-1.4 g/kg de peso magro. Principal catión extracelular en los animales. Importante en la regulación de la presión osmótica, equilibrio hídrico, equilibrio eléctrico y de pH. Participa en la generación del potencial de membrana, conducción de los impulsos nerviosos y otros fenómenos de excitabilidad celular. La diferencia entre las concentraciones intra y extracelulares es mantenida por transporte activo a través de la “Bomba de Sodio y Potasio”. La hormona esteroide Aldosterona favorece la reabsorción renal de Sodio intercambiándolo con Potasio, y el Factor Natriurético Auricular (Atriopeptina) la inhibe. Las plantas terrestres no tienen requerimiento demostrable de sodio. Magnesio (Mg, No. Atómico: 12, Peso Atómico: 24.305). Con 0.5 g/kg peso magro es el segundo catión intracelular en importancia. El 60% se encuentra junto con el Calcio y el Fósforo formando
  11. 11. GOBIERNO REGIONAL DE LAMBAYEQUE UNIDAD DE GESTIÓN EDUCATIVA LOCAL CHICLAYO “AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” Panamericana Norte 775 – Carretera a Lambayeque – Central Telefónica 612774 http://ugelchiclayo.regionlambayeque.gob.pe Portal UGEL.CHICLAYO M.Sc. Ing. William Escribano Siesquén Dr. Juan Luis RODRIGUEZ VEGA – Mg. Gillermina PEJERREY CAMPODONICO parte de la estructura del hueso. Estimula la actividad de las cinasas, enzimas que manejan ATP, al formar complejos con los grupos fosfato. Forma parte de la estructura de clorofila. Antagonista del calcio en la excitabilidad celular, al aumentar la concentración de magnesio la excitabilidad disminuye produciendo anestesia y en casos extremos, arritmia y paro cardíaco. Su nivel se eleva durante la hibernación. En la célula se une a proteínas, fosfatos y carboxilatos en forma que depende del pH. Cloro (Cl, No. Atómico: 17, Peso Atómico: 35.453) En el organismo hay 1.2 g/kg de peso magro. Principal anión extracelular. Participa en la generación del potencial de membrana. Su absorción, distribución y eliminación son paralelas a las del Sodio. Importante en los procesos de regulación de la presión osmótica, pH y equilibrios hídrico y eléctrico. En el eritrocito el “desplazamiento de cloruros” es necesario para mantener los equilibrios hídrico, eléctrico y de pH, compensando la salida de bicarbonato durante el intercambio de gases. Tiene efecto notable sobre la actividad de algunas enzimas como las amilasas. Potasio (K, No. Atómico: 19, Peso Atómico: 39.102) La cantidad de Potasio en el cuerpo es de 2.6 g/kg de peso magro. Principal catión intracelular en los animales. Junto con el Sodio participa en la generación del potencial de membrana, conducción de impulsos nerviosos y otros fenómenos de excitabilidad celular, así como regulación de pH, presión osmótica, equilibrio hídrico y eléctrico. Estimula la actividad de varias enzimas entre ellas las de síntesis de proteínas. La secreción renal de potasio es activada por Aldosterona, en recambio por el sodio. Calcio (Ca, No. Atómico: 20, Peso Atómico: 40.08) El 99% de los 22 g/kg de peso magro de Calcio está formando parte del hueso. Catión extracelular. Junto con el Magnesio modula el potencial de membrana. Participa en la coagulación sanguínea uniéndose y activando Protrombina e interactuando con la vitamina K. Es el factor que desencadena la contracción muscular, uniéndose a la Actina para activar la miosina. Afecta la actividad de algunas enzimas como la lipasa. Es regulador importante de la actividad celular interactuando con proteínas como la Calmodulina y las enzimas proteín cinasas. Se almacena activamente en el retículo endoplásmico y las mitocondrias. Modifica la permeabilidad de la membrana celular en la transmisión sináptica permitiendo la liberación de neurotransmisores. El nivel de calcio en la sangre se regula por acción hormonal. La paratohormona se libera cuando hay niveles bajos de calcio y estimula su liberación de hueso, la reabsorción renal y la absorción intestinal. El aumento en los niveles de calcio, provoca la liberación de la hormona Calciotonina, que inhibe la liberación de hueso, aunque este efecto parece importante sólo en animales jóvenes. La vitamina D provoca la liberación de calcio y fósforo del hueso y se necesita para la síntesis de las proteínas indispensables para la absorción intestinal y la reabsorción renal. 3. ¿Qué hace diferente al Nitrógeno gaseoso de los demás gases como el Oxígeno y el Hidrógeno? NITRÓGENO OXÍGENO HIDRÓGENO • Gas incoloro, inodoro, insípido compuesto por moléculas de N2 • Punto de fusión es de –210ºC • Punto de ebullición normal es de – 196ºC • La molécula es muy poco reactiva a causa del fuerte enlace triple entre los átomos de nitrógeno • Cuando las sustancias arden en el aire normalmente reaccionan con el O2 pero no con el N2. Sin embargo • Tiene dos alótropos: O2 y O3. Cuando hablamos de oxigeno elemental o molecular por lo general se entiende que nos referimos al dioxígeno (O2), la forma normal del elemento, en tanto que el O3 se le llama Ozono. • A temperatura ambiente es un gas incoloro e inodoro. • Se condensa al estado líquido a –183° y se congela a –218°. • Es ligeramente soluble en agua. • Preparación y usos del oxígeno se puede obtener ya sea del aire o de compuestos que lo contienen. • Es el elemento químico que más abunda en todo el universo. • Forma el agua y todos o la mayoría de los seres vivos tienen agua. • Es un gas muy inestable de la materia que está muy presente en los seres vivos. • Hidrógeno en forma de gas casi no se
  12. 12. GOBIERNO REGIONAL DE LAMBAYEQUE UNIDAD DE GESTIÓN EDUCATIVA LOCAL CHICLAYO “AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” Panamericana Norte 775 – Carretera a Lambayeque – Central Telefónica 612774 http://ugelchiclayo.regionlambayeque.gob.pe Portal UGEL.CHICLAYO M.Sc. Ing. William Escribano Siesquén Dr. Juan Luis RODRIGUEZ VEGA – Mg. Gillermina PEJERREY CAMPODONICO cuando el Magnesio arde en el aire, también ocurre la reacción con el N2 para formar nitruro de magnesio (Mg3N2) • El elemento exhibe todos los estadios de oxidación desde +5 hasta –3, los estados +5, 0 y –3 son los más comunes (HNO3, N2 y HN3 resp.) y estables. • Casi todo el oxígeno comercial se obtiene por destilación fraccionada de aire licuado. • Un método común de laboratorio para obtenerlo es la descomposición térmica de clorato de potasio (KClO3) con dióxido de manganeso (MnO2) como catalizador: 2 KclO3 (s) 2K Cl (s) + 3 O2 (g) presenta en los seres vivos, ya que el mismo al ser muy inestable, siempre vendrá combinado con otros elementos 4. ¿Qué sustancia le indica experimentalmente que tiene Carbono, Nitrógeno la muestra analizada? Reconocimiento de carbono e hidrógeno En un tubo con desprendimiento lateral poner una mezcla de 0,1 g de muestra problema y 0,5 g de CuO recientemente calcinado. Agregar un poco más de CuO cubriendo la mezcla y cerrar el tubo con un tapón. Conectar el extremo de una manguera a la salida lateral del tubo, y el otro extremo introducirlo en otro tubo que contenga 5 mL de solución de Ba(OH)2 recién preparado. Colocar el primer tubo en posición inclinada para calentarlo empezando por la parte que contiene solamente óxido de cobre. Recoger en el segundo tubo el gas que se desprende, haciéndolo burbujear dentro de la solución. Un precipitado en el agua de barita indica la presencia de carbono; si sobre las paredes del tubo se depositan gotas de agua, se comprueba la presencia de hidrógeno. Una posible interferencia podría presentarse en caso de que en la sustancia este presente el átomo de azufre (S), debido a que el óxido de cobre (CuO) produce SO2 que con Ba(OH)2 produce un precipitado de BaSO3 Para comprobar que efectivamente el precipitado se debe a la formación de CaCO3, este se debe dejar sedimentar para luego decantar el líquido claro y agregar al sedimento restante una gotas de solución concentrada de KMnO4 con lo que el sulfito pasará a sulfato, BaSO4 , y así este no interferirá; se agregan 2 mL de H2SO4 diluido recogiendo nuevamente en agua de barita los gases que se desprenden, un nuevo enturbiamiento prueba con certeza la existencia de carbono. Reconocimiento de nitrógeno por el método de Lassaigne (Formación del ferrocianuro férrico – Azul de prusia) A 2 mL del filtrado alcalino de la fusión sódica añadir 5 gotas de solución recién preparada de FeSO4 al 5 % y 5 gotas de fluoruro de potasio (KF) al 10 %. Calentar y agitar la muestra hasta ebullición por 5 segundos y luego enfriar la suspensión de hidróxidos de hierro formada. Agregar 2 gotas de solución de FeCl3 al 2 % y acidular con HCl 2 N, para disolver los hidróxidos de hierro. Si en el filtrado de la solución alcalina había nitrógeno en forma de cianuro aparecerá una suspensión coloidal azul o un precipitado azul. La coloración azul verdoso indica que existe nitrógeno, pero que la fusión alcalina fue incompleta; si la coloración es amarilla o incolora no hay nitrógeno. Si el compuesto contiene azufre, al agregarse el FeCl3 se obtiene un precipitado oscuro (casi negro) que puede filtrarse para luego agregar al filtrado el FeCl3 y el HCl. En algunos casos,
  13. 13. GOBIERNO REGIONAL DE LAMBAYEQUE UNIDAD DE GESTIÓN EDUCATIVA LOCAL CHICLAYO “AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” Panamericana Norte 775 – Carretera a Lambayeque – Central Telefónica 612774 http://ugelchiclayo.regionlambayeque.gob.pe Portal UGEL.CHICLAYO M.Sc. Ing. William Escribano Siesquén Dr. Juan Luis RODRIGUEZ VEGA – Mg. Gillermina PEJERREY CAMPODONICO cuando están presentes el nitrógeno y el azufre, en lugar del precipitado azul se obtiene una coloración roja debida a la formación de sulfocianuro férrico. Cuando esto ocurre el ensayo es positivo para azufre y nitrógeno. Precaución: Agregar solamente la cantidad indicada de FeCl3 porque si se agrega en exceso los iones cianuro reaccionarán para formar el Fe(CN)2 y no se formaría el Na4Fe(CN)6 • De manera sencilla comprobamos que un compuesto tiene nitrógeno, cuando al someterlo a ignición emana un olor a cuerno quemado u orina (irritable). En el caso del carbono también se hace por ignición y cuando ves las cenizas y el humo te está indicando la presencia del carbono. 5. ¿Con qué otras sustancias podemos identificar la presencia de los hidrocarburos? Solubilidad en solventes apolares, polares y dipolares apróticos. En tubos de ensayo colocar 0,5 mL de cada uno de los siguientes solventes: hexano, tolueno, agua, etanol, acetona y dimetilsulfóxido (DMSO). Adicionar en cada uno una sustancia apolar (un alcano: n-heptano), una sustancia polar y prótica (alcohol isopentílico o isopentanol), una sustancia polar y aprotica (N,N- dimetilformamida [DMF]). Construir una tabla colocando a la izquierda la lista de solventes utilizados e indicando la derecha y de acuerdo con la siguiente nomenclatura, si la sustancia utilizada fue soluble (S), parcialmente soluble (PS) o insoluble (I), tanto a temperatura ambiente como en caliente. Tabla 4. Resultados de las pruebas de solubilidad a diferentes temperaturas. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA Balcázar, Wendy (enero 2015) Elementos químicos del cuerpo humano. Recuperado de: http://es.slideshare.net/leanngelinen/trabajo-nuevo-dune Besso, Nora.(18 de marzo 2013 ) Sustancias orgánicas e inorgánicas. Recuperado de: http://es.slideshare.net/norabesso/sustanciasorganicaseinorganicas-2?related=1 LOZANO, Luz; ROMERO, Arnold; URBINA, Juan. (2013 ) Manual prácticas de laboratorio de química orgánica. Recuperado de: http://tux.uis.edu.co/quimica/sites/default/files/paginas/archivos/V01Man07OrgaI_MFOQ- OR.01_08072013.pdf Velázquez, María. (13 de junio 2011) Composición Química del Organismo Humano http://www.bioquimica.dogsleep.net/Teoria/archivos/Unidad10.pdf
  14. 14. GOBIERNO REGIONAL DE LAMBAYEQUE UNIDAD DE GESTIÓN EDUCATIVA LOCAL CHICLAYO “AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” Panamericana Norte 775 – Carretera a Lambayeque – Central Telefónica 612774 http://ugelchiclayo.regionlambayeque.gob.pe Portal UGEL.CHICLAYO M.Sc. Ing. William Escribano Siesquén Dr. Juan Luis RODRIGUEZ VEGA – Mg. Gillermina PEJERREY CAMPODONICO ANEXO DESTILACIÓN AROMÁTICA POR ARRASTRE (DESTILA AROMA DE HIERBA LUSA) DESTILACIÓN DE ALCHOL DE CHICHA DE JORA

“PROMOCIÓN DEL USO DE MATERIAL DE LABORATORIO DE CIENCIAS PARA EL LOGRO DE APRENDIZAJES SIGNIFICATIVOS DE CTA” - 2015

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