1. PRÀCTIQUES DE QUÍMICA FARMACÈUTICA
Curs 2.007 - 2.008
PER A ENTRAR EN EL LABORATORI L’ESTUDIANT HA D’ANAR PROVEÏT DE:
• ULLERES DE SEGURETAT
• QUADERNET DE PRÀCTIQUES
• QUADERN DE LABORATORI
• BATA DE LABORATORI
• GUANTS DE GOMA
INDEX
SEGURETAT EN EL LABORATORI DE PRÀCTIQUES PAG 3
TÈCNIQUES EXPERIMENTALS DE TREBALL EN EL LABORATORI PAG 7
PREPARACIÓ DE LA PRÀCTICA I NOTES DE LABORATORI PAG 20
BIBLIOGRAFIA PAG 23
PRÀCTIQUES PAG 24
1

2. NORMES DE SEGURETAT PER A L’ESTADA EN EL LABORATORI
Quan un estudiant entre per primera vegada en el laboratori ha de localitzar: eixida d’emergència, dutxes
d’emergència, renta ulls, extintors i manta ignífuga.
Durant la seua estada en el laboratori, l’alumne haurà d’anar proveït obligatòriament dels següents elements:
• Bata
• Ulleres de seguretat
• Guants de goma
Les següents normes són d’obligat i estricte compliment:
1) Queda terminant prohibit fumar o consumir aliments en el laboratori
2) La bata i les ulleres de seguretat hauran d'usar-se en tot moment durant l’estada en el laboratori. No es permetrà
l’accés al laboratori d’alumnes que no disposen o no facen ús dels objectes descrits. Els guants hauran d'usar-
se sempre durant la manipulació dels productes.
3) Les lents de contacte poden resultar molt perilloses en cas d'esguitades accidentals als ulls. En tals casos, es
recomana l’ús d’ulleres graduades o d’ulleres de seguretat especials.
4) Han d'utilitzar-se embuts de vidre per al transvasament de líquids. Si han d'usar-se pipetes, utilitzen-se les peres de
goma apropiades. No pipetejar mai líquids amb la boca.
5) Tanquen-se els flascons de reactius i dissolvents immediatament després del seu ús. No inhalar de vapors tant
de sòlids com de líquids. Si algun producte desprèn vapors tòxics, haurà de utilitzar-se la vitrina.
6) No hauran de manipular-se mai productes o dissolvents inflamables en la proximitat de mantes i plaques
calefactores. Si algun líquid o sòlid es vessa en qualsevol lloc del laboratori, s’haurà de netejar
immediatament de la forma adequada. En cas de ruptura de termòmetres, avisar immediatament al professor, per
a eliminar el mercuri.
7) Els dissolvents orgànics no han de calfar-se mai directament sinó per mitjà de banys d’aigua allunyats de la font
de calor i sempre en matrassos erlenmeyers o tubs d’assaig, mai en gots de precipitats.
8) No han d’abocar-se residus en les piles, sinó en les papereres. No ha de tirar-se material de vidre trencat en les
papereres. S’entregarà al professor, per a reposar-ho en el lloc de treball.
9) Atès que s’usa material elèctric (mantes, reguladors, etc.) és necessari mantindre perfectament net i sec el lloc de
treball i el material assignat. La manipulació de qualsevol element del dit material haurà de fer-se amb l’aparell
en qüestió a temperatura ambient i desconnectat de la xarxa.
10) No tindre mai en marxa mantes o plaques calefactores en buit, és a dir, sense un recipient (got, matràs, etc.) a
què calfar. No utilitzeu els reguladors elèctrics a més de mitja potència.
11) En els muntatges de reflux i destil·lacions haurà d'afegir-se el germen d’ebullició ("plat porós") en fred.
Abans de començar la calefacció, haurà de verificar-se que el muntatge, particularment que les juntes
esmerilades, estiguen ben ajustades.
12) No abandonar mai el lloc de treball mentre s'estiga portant a terme alguna reacció o destil·lació!!
L'INCOMPLIMENT DE QUALSEVOL D'ESTES NORMES PODRÀ IMPLICAR DES D'UNA SERIOSA
AMONESTACIÓ FINS A L’EXPULSIÓ DE L’ALUMNE DEL LABORATORI!
ARMARI DATA
GRUP SIGNATURA
2

3. SEGURETAT EN EL LABORATORI DE PRACTIQUES
A. MESURES DE SEGURETAT
1.ELEMENTS DE SEGURETAT I VIES D’EVACUACIÓ DEL LABORATORI
Abans d’iniciar el treball en el laboratori cal familiaritzar-se amb els elements de seguretat que disposa el mateix. Cal
localitzar totes les eixides, siguen o no d’emergència, per si es dóna el cas d’una possible evacuació per foc o
qualsevol altra causa. Cal conèixer la localització exacta dels extintors, mantes contra foc, dutxes de seguretat i
rentaulls.
2. PROTECCIÓ DELS ULLS.
L’ÚS D’ULLERES DE SEGURETAT és OBLIGATORI sempre en el laboratori.
No han d'emportar-se lents de contacte en el laboratori, ja que en cas d'accident els productes químics esguitats als
ulls o els seus vapors poden passar darrere de les lents i provocar lesions en els ulls abans de poder retirar-les. En
estos casos és recomanable l’ús d’ulleres graduades o d’ulleres de seguretat tancades.
Si un producte químic esguita dins dels ulls utilitzar immediatament el LLAVA-ULLS i esbaldir completament
l’ull afectat durant 15 minuts sense interrupció. Actuar sempre amb urgència, menys de 10 segons. No dirigir un
corrent de pressió d’aigua de l’aixeta directa cap a l’ull, doncs llavors podríeu lesionar-lo. Informar el professor
encarregat del que succeïx i si és necessari demanar assistència mèdica.
3. COM CAL ANAR VESTIT EN EL LABORATORI
L’ús de la bata (preferentment de cotó) és obligatori, ja que per molt atenció que es tinga al treballar, les esguitades
dels productes químics són inevitables. Pel mateix motiu és aconsellable no portar minifaldes ni pantalons curts, ni
tampoc calces, ja que al ser de fibres sintètiques, en contacte amb determinats productes s'adherixen a la pell. Així
mateix es recomana portar sabates tancats i no sandàlies.
Els cabells llargs suposen un risc que es pot evitar fàcilment arreplegant-los amb una cua.
4. NORMES HIGIÈNIQUES
Mai no MENGEU ni BEGUEU en el laboratori ja que hi ha la possibilitat que els aliments o begudes s'hagen
contaminat amb productes químics.
Llavar-se sempre les mans després de realitzar un experiment i abans d'abandonar el laboratori.
5. ESTA PROHIBIT FUMAR en el laboratori per raons higièniques i de seguretat.
6. NO INHALEU, OLDGUEU O TASTEU productes químics.
7. PIPETEJEU ELS LÍQUIDS
Emprar sempre un dispositiu especial per a pipetejar líquids. No ho feu directament amb la boca.
8. CONDICIONS DE L’ÀREA DE TREBALL
L’àrea de treball ha de mantindre's sempre neta, seca i endreçada, sense llibres, abrics, bosses, productes químics
vessats, excés de pots de productes químics, equipaments innecessaris i coses inútils. Tots els productes químics
vessats han de ser netejats immediatament.
9. CONDUCTA EN EL LABORATORI
S’ha de ser cortès i cap exercitar el sentit comú i el bon juí. No s’han de gastar bromes, córrer, jugar, cridar, etc.,
10.EXPERIMENTS NO AUTORITZATS
Mai es podrà realitzar un experiment no autoritzat pel professor.
11.UTILITZACIÓ D’EQUIPS I APARELLS
No utilitzeu mai un equip o aparell sense conèixer perfectament el seu funcionament. En cas de dubte pregunteu
sempre al professor. Abans d’iniciar un experiment cal assegurar-se que els muntatges i aparells estiguen en perfectes
condicions d’ús. No utilitzar material de vidre en mal estat (augmenta el risc d’accidents). El material i aparells
utilitzats han de deixar-se sempre nets i en perfecte estat d’utilització.
3

4. 12.MANIPULACIÓ DE PRODUCTES QUÍMICS
Els productes químics poden ser perillosos per les seues propietats tòxiques, corrosives, inflamables o explosives, etc.
E O C F F+
fàcilment extremadament
explosiu comburent corrosiu
inflamable inflamable
T T+ Xn Xi N
perillós para el
tòxic molt tòxic nociu irritant
medi ambient
Tots els productes químics han de ser manipulats amb molt atenció. El perill més gran en el laboratori és el foc. La
majoria dels productes químics orgànics cremen en presència d’una flama, particularment els dissolvents, els quals són
altament inflamables. Cap evitar la presència de flames obertes en el laboratori sempre que siga possible, per exemple
la utilització d’una mistera Bunsen. Es recomana col·locar en el seu lloc banys de vapor o silicona, mantes calefactores
o plaques calefactores (que hauran de ser retirades immediatament després del seu ús, doncs romanen calents encara
que estiguen desenxufades). Si l’ús d’una mistera Bunsen és inevitable assegurar-vos de la no existència de dissolvents
o productes inflamables al seu voltant.
No inhaleu els vapors dels productes químics i treballar sempre que siga possible en VITRINES
EXTRACTORES, especialment quan manipuleu productes tòxics, irritants, corrosius o lacrimògens.
Eviteu el contacte dels productes químics amb la pell, especialment amb aquells tòxics i corrosius. En estos casos es
recomana la utilització de guants d'un només ús.
Mai agarrar un producte d'un recipient no etiquetat.
Mai substituir un producte químic en un experiment per un altre, llevat que ho indique el professor.
13. CALFAMENT DE LÍQUIDS
Mai calfeu un recipient totalment tancat. Dirigir sempre l’obertura del recipient en direcció contrària a un mateix i a
altres persones pròximes .
14. ELIMINACIÓ DE MATERIALS DE REBUIG
El material de vidre trencat es guardarà en recipients destinats especialment per a este fi. Els papers i altres desperdicis
es tiraran a la paperera. Els productes químics tòxics es tiraran als contenidors especials destinats a este fi. Les
dissolucions àcides o bàsiques hi tendràn que ser neutralitzades per a eliminar-les.
No tireu directament a la pila productes que reaccionen amb l’aigua (sodi, hidrurs, amidurs, halogenurs d’àcid), o que
siguen lacrimògens (halogenurs, de benzil, halocetones), o productes que siguen difícilment biodegradables
(polihalogenats; cloroform).
No tireu a les piles productes o residus sòlids que puguen embossar-les. En estos casos dipositeu els residus en els
recipients adequats.
B. QUE CAL FER EN CAS D’ACCIDENT: PRIMERS AUXILIS
1. FOC EN EL LABORATORI
Evacuar el laboratori, per xicotet que siga el foc, per l’eixida principal o per l’eixida d’emergència si l'anterior es troba
bloquejada. Avisar a tots els companys de treball sense que estenga el pànic i conservant sempre la calma.
FOCS XICOTETS: Si el foc és xicotet i localitzat apagar-lo utilitzant l’extintor adequat, arena o cobrint el foc amb
un recipient de la mesura adequada per a ofegar-lo. Retirar els productes químics inflamables que es troben al voltant
del foc.
Mai utilitzar l’aigua per a apagar un foc provocat per la combustió d’un dissolvent.
FOCS GRANS: Aïlleu el foc. Utilitzeu els extintors adequats. Si el foc no es pot controlar ràpidament accionar
4

5. l’alarma d’incendis, avisar al servici d’extinció d’incendis i evacuar l’edifici.
2. FOC EN LA ROBA
Si se et bota foc la roba demana immediatament ajuda. Tomba’t en el sòl i roda sobre tu mateix amb el propòsit
d’apagar les flames. No córregues ni intentes arribar fins a la dutxa de seguretat llevat que estiga molt prop.
És responsabilitat teua d’ajudar a algú que s’està cremant. Cobrix-lo amb una manta contrafoc, conduïx-lo fins a la
dutxa de seguretat si està prop o fes-lo rodar pel sòl.
Mai utilitzes un extintor sobre una persona.
Una vegada el foc estiga apagat, hi ha que mantindre a la persona estirada, procurant que no es refrede i proporcionar-
li assistència mèdica.
3. CREMADES
Les xicotetes cremades produïdes per material calent, banys, plaques o mantes calefactores, etc., es tractaran llavant la
zona afectada amb aigua freda durant 10 -15 minuts. Les cremades més greus requerixen atenció mèdica immediata.
No utilitzeu cremes i pomades greixos en les cremades greus.
4. TALLS
Els talls produïts per la ruptura de material de vidre són un risc comú en el laboratori. Estos talls s’han de llavar bé
amb aigua corrent a pressió durant 10 minuts com a mínim. Si són xicotets i deixen prompte de sagnar llavar-los amb
aigua i sabó i tapar-los amb una bena o apòsit adequats. Si són grans i no paren de sagnar sol·licitar assistència mèdica
immediata.
5. VESSAMENTS DE PRODUCTES QUÍMICS SOBRE LA PELL
Tot producte químic vessat sobre la pell ha d'esbaldir-se de forma immediata amb aigua corrent a pressió, com a
mínim durant 15 minuts. Les dutxes de seguretat instal·lades en els laboratoris seran utilitzades en aquells casos en què
la zona del cos afectada siga gran i no es puga llavar en una pila. Cal llevar tota la roba contaminada a la persona
afectada el més ràpidament possible mentres estiga davall la dutxa. Recordeu que la rapidesa en el llavat és molt
important per a reduir la gravetat i l’extensió de la ferida. Proporcioneu assistència mèdica a la persona afectada.
6. ACTUACIÓ EN CAS DE PRODUIR-SE CORROSIONS EN LA PELL
Per àcids. Talleu el més ràpid possible la roba empapada d’àcid. Llaveu amb aigua a pressió la zona afectada.
Neutralitzeu l’acidesa amb bicarbonat sòdic durant 15-20 minuts. Retirar l’excés de pasta formada, eixugar i cobrir la
part afectada amb liniment oli -calcari o semblant.
Per alcalins. Llaveu la zona afectada amb aigua corrent a pressió i aclarir-la amb una dissolució saturada d’àcid bòric
o amb una dissolució d’àcid acètic al 1%. Eixugueu i cobrir la zona afectada amb una pomada d’àcid tànnic.
7. ACTUACIÓ EN CAS DE PRODUIR-SE CORROSIONS EN ELS ULLS
En este cas el temps és essencial (menys de 10 segons). Com més ràpid es llaven els ulls menys greu serà el dany
produït. Esbaldir els dos ulls amb aigua a pressió durant 15 minuts en un rentaulls, o amb un flascó llavador si es
manca d'este. Cal mantindre l'ull obert amb ajuda dels dits per a facilitar la llavada davall les parpelles. Cal rebre
sempre assistència mèdica, per xicoteta que semble la lesió.
8. ACTUACIÓ EN CAS D’INGESTIÓ DE PRODUCTES QUÍMICS
Abans de qualsevol actuació concreta demaneu assistència mèdica. Si el pacient es troba inconscient posar-lo en
posició inclinada, amb el cap de costat i traure-li la llengua cap a davant. Si està conscient mantindre'l reclinat. Tapeu-
lo amb una manta perquè no tinga fred.
Estar preparats per a practicar-li la respiració artificial boca a boca. No el deixeu sol.
No li doneu begudes alcohòliques precipitadament sense conèixer la quantitat del producte ingerit. L’alcohol en la
majoria dels casos augmenta l’absorció dels productes tòxics.
No provocar la boçada si el producte ingerit és corrosiu.
9. ACTUACIÓ EN CAS D’INHALACIÓ DE PRODUCTES QUÍMICS
Conduïu immediatament a la persona afectada a un lloc amb aire fresc. Reclameu assistència mèdica el més ràpid
possible.
Al primer símptoma de dificultat respiratòria iniciar la respiració artificial boca a boca. L’oxigen ha de ser administrat
únicament per personal entrenat. Continueu la respiració artificial fins que el metge l'aconselle.
Tracteu d'identificar el vapor tòxic. Si es tracta d’un gas utilitzeu el tipus adequat de màscara per a gasos durant el
temps que dure el rescat de l’accidentat. Si la màscara disponible no és la correcta caldrà aguantar la respiració el
màxim temps possible mentre es romanga en contacte amb els vapors tòxics.
5

6. TELÈFONS D’URGÈNCIA: 112
ASSEGURANÇA ESCOLAR (SERVICI PREVENCIÓ RISCOS LABORALS) (96) 398.33.01
INFORMACIÓ TOXICOLÒGICA (SERVICI PERMANENT) (91) 562.04.20
RECORDA
FAMILIARITZA’T AMB ELS ELEMENTS DE SEGURETAT DEL LABORATORI.
PROTEGIX ELS TEUS ULLS AMB LES ULLERES DE SEGURETAT.
PORTA BATA, LLAVA’T LES MANS ABANS D’ABANDONAR EL LABORATORI.
LLIG ATENTAMENT LES INSTRUCCIONS ABANS DE REALITZAR UN EXPERIMENT
ASSEGURA’T QUE EL MATERIAL ESTA EN PERFECTES CONDICIONS D’ÚS I QUE ELS
MUNTATGES SÓN CORRECTES.
MANIPULA TOTS ELS PRODUCTES QUÍMICS AMB MOLTA PRECAUCIÓ.
UTILITZA LES VITRINES EXTRACTORES PER A MANIPULAR PRODUCTES QUE PRODUÏSQUEN
VAPORS TÒXICS O CORROSIUS.
CONSERVA LA TEUA ZONA DE TREBALL NETA I ENDREÇADA, DEIXA SEMPRE EL MATERIAL
NET I ORDENAT.
SI S’ABOCA UN PRODUCTE ARREPLEGA’L IMMEDIATAMENT.
NO MENGES NI BEGUES EN EL LABORATORI.
NO FUMES EN EL LABORATORI.
MAI OLGUES, INHALES O TASTES PRODUCTES QUÍMICS.
MAI CÓRREGUES NI JUGUES EN EL LABORATORI.
NO TREBALLES SOL EN EL LABORATORI.
MAI FACES EXPERIMENTS NO AUTORITZATS.
SEMPRE QUE TINGUES UN DUBTE PREGUNTA AL PROFESSOR.
6

7. TÈCNIQUES EXPERIMENTALS DE TREBALL EN EL LABORATORI
Introducció
En Química Orgànica experimental podem distingir una sèrie d’operacions que ens permetran convertir els compostos
de partida en productes orgànics purs. Simplificant, i de manera resumida, estes operacions són:
• Mesura i transferència de les quantitats correctes de productes de partida, reactius i dissolvents per a la reacció.
• Muntatge d’un dispositiu adequat en el que portar a terme la reacció.
• Aïllament del producte o productes de la mescla de reacció al final de la reacció. A este procediment d'aïllament ens
referirem habitualment com el treball de la reacció.
• Purificació del producte de reacció.
• Determinació de la puresa del producte de reacció.
Manipulació de compostos químics
Quan es tracta de manejar un compost químic, la seguretat en el seu maneig té una enorme importància, ja que la
majoria de compostos d’aquestes pràctiques poden resultar perjudicials per a la salut si no se’ls utilitza adequadament.
Abans de començar qualsevol tipus de reacció o procediment, un s’ha de familiaritzar sempre amb les propietats dels
compostos químics i dissolvents que es van a usar. Per això, hi ha llibres de referència com l’índex Merck que poden
ser consultats sobre punts importants com els següents:
1.- És algun dels compostos o dissolvents corrosiu? Si és així, haurà de fer-se ús de guants.
2.- És algun dels dissolvents o productes especialment inflamable? En cas afirmatiu, s’ha d’evitar la presència de
flames o objectes calents en la seua proximitat.
3.- Si algun dels reactius o dissolvents és volàtil i tòxic, desprèn vapors nocius o té una olor desagradable, caldrà
utilitzar-ho en una vitrina.
En qualsevol cas, davant de qualsevol dubte sobre com utilitzar un compost determinat, el millor és preguntar i actuar
sempre amb prudència. Cal repetir que la gran majoria dels compostos orgànics i inorgànics d’aquestes pràctiques
són perjudicials per a la salut d’una forma o una altra si no són
utilitzats adequadament.
Mesura i transferència de compostos químics.
Per a que un experiment en química orgànica sintètica tinga èxit és
important l’ús de quantitats definides de materials de partida i
reactius. Per això, a menys que el professor indique que l’escala a
què es porta a terme la reacció es pot canviar, les quantitats de
compostos químics que es descriuen en les parts experimentals
corresponents han de ser seguides al peu de la lletra.
Sòlids.
La quantitat correcta d’un sòlid en una reacció es dóna sempre per
pes. Per això, el començament d’un experiment implica
habitualment la pesada acurada d’un o més reactius i, per
descomptat, del producte final. La precisió de la pesada requerida
depèn de l’escala de la reacció. Si a la reacció s’empren quantitats Fig. 1: Transferència d’un sòlid del paper,
ajudant-se d’una espàtula
molt xicotetes, la precisió en la pesada requerida haurà de ser
major que si es tracta amb grams de substància de partida. En
moltes de les reaccions que anem a portar a terme en aquestes pràctiques, una precisió de 0.01g és prou. En aquells
casos en què la quantitat d’un reactiu no és crítica, es pot pesar amb menor precisió. Cal emprar sempre una balança
que tinga la precisió requerida. La disponibles en els nostres laboratoris tenen precisions de 0.1 i 0.01g, suficients per
als nostres propòsits.
7

8. Per a poder portar a terme la pesada s’ha d’utilitzar algun tipus de suport que continga el compost a pesar. És
important que la grandària d'aquest recipient no tinga un pes molt major que el de la mostra a pesar. Per exemple, si es
necessita pesar 0.1g d’una substància, no s'hauria d'emprar un recipient de 500mL de capacitat, ja que això introduiria
un considerable error en la pesada. En un cas així es pot utilitzar un vial xicotet o un paper. Utilitza una espàtula o una
cullera per a transferir la substància del flascó al recipient en què vages a portar a terme la pesada. És molt important
que evites abocar compostos sobre el plat de la balança, ja que amb el temps això provoca el seu deterioració.
Per a transferir el compost del lloc on es troba després de la pesada al matràs de reacció, es pot emprar un embut de
sòlids o, si la pesada es va portar a terme sobre un paper, doblant el paper i ajudant-se d’una espàtula, segons indica la
figura 1.
És important pesar les quantitats indicades en els procediments corresponents cada pràctica. En moltes ocasions, al
afegir un poc de reactiu “de més” resulten menors rendiments en les reaccions, ja que aquestes han sigut optimades
amb les quantitats indicades.
Líquids
Es pot mesurar líquids per pes o per volum, però és més còmode i fàcil fer-ho per volum. La principal excepció a açò
són els líquids que puguen ser productes de reacció i que cal pesar per a poder determinar el rendiment de la reacció,
pel fet que normalment es desconeix la seua densitat exacta (moltes vegades no són productes completament purs, i
per això la densitat que podem trobar en les taules no és vàlida). En eixe cas, es recorre habitualment a la seua pesada.
Molts procediments experimentals donen les quantitats de reactius químics líquids en mil·lilitres. Si la quantitat es
dóna en grams, és fàcil calcular el volum corresponent si es coneix la densitat d'eixe líquid.
Es pot fer ús de diversos recipients distints per a la mesura de líquids. L'elecció del material corresponent depèn de la
precisió que es necessite en la mesura. Per a mesures aproximades, per exemple per a mesurar de forma aproximada la
quantitat de dissolvent per a portar a terme una reacció, es pot utilitzar les
escales aproximades d’un matràs Erlenmeyer o un got de precipitats. En
canvi, si es tracta de mesurar una quantitat de reactiu o dissolvent líquid amb
major precisió, serà necessari utilitzar un mitjà de mesura més precís, com
les provetes o les pipetes, depenent de la quantitat a mesurar. En molts casos
s’utilitzen xeringuilles especials per a mesurar xicotetes quantitats de
reactius. En les nostres pràctiques, emprarem habitualment provetes, ja que
ens donen una precisió adequada per a les nostres necessitats. No es deu
pipetejar cap líquid amb la boca per motius de seguretat.
Quan cal transferir una quantitat xicoteta d’un líquid d’un matràs a un altre,
es pot utilitzar una pipeta Pasteur (o comptagotes).
Quan es transvasen líquids des de provetes a matrassos, és important emprar
embuts per a evitar vessaments. Una tècnica alternativa amb este propòsit és
l’ocupació d’una vareta de vidre, segons s’indica en la figura 2.
Figura 2: Ús d’una vareta de vidre en el transvasament d’un líquid
Muntatges per a portar a terme reaccions: Reflux
Les reaccions orgàniques s’han de portar a terme sempre en muntatges adequats a les característiques de la reacció que
es tracte. Els muntatges necessaris en síntesis orgàniques varien molt en complexitat, des d’un simple tub d’assaig fins
a un muntatge que supose agitació, atmosfera inerta, addició, termòmetre i refrigerant. En la majoria de casos, les
reaccions orgàniques es porten a terme en material de vidre amb juntes estàndard esmerilades, que permeten
l'adaptament pràcticament perfecta de diverses peces. Qualsevol que siga el muntatge, ha d’estar adequadament
subjecte amb pinces a un suport estable per a evitar que es puga bolcar o desmuntar mentre s’està portant a terme la
reacció.
En aquestes pràctiques, el muntatge que es va a utilitzar més sovint en les reaccions és el de reflux (Figura 3). Atès que
la velocitat d’una reacció química s’incrementa amb la temperatura, moltes reaccions orgàniques es porten a terme a
temperatures majors que la de l’ambient, de forma que puguen completar-se en un interval de temps adequat. El mode
més comú de portar a terme reaccions orgàniques a temperatures elevades és l'utilitzar un dissolvent a ebullició en un
8

9. muntatge en què el vapor del dissolvent condense en un refrigerant
col·locat sobre el matràs de reacció, de manera que torne a la mescla de
reacció. Este procediment rep el nom de calfament a reflux o, més
simplement, reflux. La temperatura de reacció és molt pròxima al punt
d’ebullició del dissolvent triat, per la qual cosa es manté raonablement
constant durant tot el transcurs de la reacció mentres tinga lloc l'ebullició.
En els muntatges en què fem ús de la tècnica de calfament a reflux,
utilitzarem habitualment una manta calefactora per a calfar el matràs de
reacció i aconseguir l’ebullició, encara que es poden utilitzar altres fonts de
calor en altres casos.
Cal recordar afegir sempre un poc de plat porós abans de començar a
calfar. El plat porós és un sòlid que actua com a germen d’ebullició i ajuda
a evitar els sobreescalfaments. El plat porós es deu afegir a la dissolució
freda; si s'afig plat quan el líquid està molt calent, es corre el perill que
aquest estiga sobreescalfat i es produïsca una ebullició violenta, produint-
se la projeccions de part del líquid fora del muntatge, amb el consegüent Figura 3 Muntatge de reflux
perill.
En general, es pot posar el regulador de potència al 50% fins que comence a produir-se l’ebullició del dissolvent,
procedint llavors a rebaixar la potència gradualment, fins la ebullició suau del dissolvent que deu refluir sense
brusquedat.
Treball de la reacció: Aïllament del producte
Quan la reacció ha acabat, cal aïllar el producte de reacció de la mescla de reacció. Ens referirem al procediment
d’aïllament del producte final com el treball de la reacció. El treball d’una reacció consistix simplement en eixe
aïllament, i no en la purificació, que s’haurà de portar a terme més endavant, si resulta ser necessària.
El mètode de treball de reacció en cada pràctica té en compte sempre les propietats del producte corresponent. Per
exemple, si el producte de la reacció és molt volàtil, no és adequat portar a terme una destil·lació simple, ja que
aquesta evaporaria el producte junt amb el dissolvent. Si el producte fóra tèrmicament inestable, no seria adequat
sotmetre’l a una destil·lació, ja que això podria provocar la seua descomposició, etc. Tenint en compte estos factors, la
majoria de les reaccions orgàniques es poden treballar segons un procediment general.
Quan el producte de la reacció és un líquid, es pot aïllar de la mescla de reacció per destil·lació fraccionada (vore més
endavant). El líquid així obtingut sol sotmetre’s a una nova destil·lació per a purificar-lo finalment. En alguns casos, el
producte de reacció és un sòlid que cristal·litza de la mescla de reacció. En aquests casos, el treball de la reacció
consistix simplement en la separació d'este per filtració. Habitualment, es purifica un producte obtingut per mitjà d’una
recristal·lització. No obstant, en la majoria dels casos, el treball de la reacció suposarà l’addició d’aigua o aigua amb
gel a la mescla de reacció. Eneixe cas, potser es separe un sòlid en aquesta etapa. Una filtració a buit, seguida de
recristal·lització ens permetria obtindre el producte pur. Si el producte no precipita en aquesta etapa, és necessari
recórrer a una extracció amb un dissolvent orgànic amb propietats adequades.
Extracció
L’extracció és una tècnica que es porta a cap en un embut de decantació. Per mitjà d’extraccions múltiples
(habitualment tres), combinades amb un llavat de la fase orgànica, es pot aïllar una dissolució del producte de reacció.
El treball de la reacció es pot modificar per mitjà de la introducció d’un llavat amb àcid o amb base, amb la finalitat
d’eliminar algun component de la mescla de reacció per mitjà d’una reacció àcid-base.
L’extracció és una tècnica que consistix en la transferència d’una substància o solut des d'un dissolvent a un altre
insoluble amb el primer. Quan una dissolució d'una substància A en un dissolvent (dissolvent 1) s'agita amb un segon
dissolvent (dissolvent 2) amb el qual és immiscible, la substància A es distribuïx entre estos dos. Quan els dos
dissolvents se separen de nou en dos fases líquides, s'aconseguix una situació d’equilibri en què la relació de les
concentracions del solut en cada fase és constant. Aquest valor constant K, anomenat coeficient de distribució o de
partició, ve donat per l’expressió K=[A]1/[A]2, on [A]1 i [A]2 són les concentracions en l’equilibri de la substància A
en els dissolvents 1 i 2, respectivament. El coeficient de distribució K té un valor constant per a cada substància
9

10. considerada, i depèn de la naturalesa dels dissolvents utilitzats en cada cas.
Els coeficients de repartiment tendixen a afavorir la transferència dels distints soluts cap al dissolvent més afí per a
ells. En general, podem dir que les substàncies poc polars tendiran a distribuir-se cap a dissolvents poc polars
(dissolvents orgànics), mentre que les substàncies polars tendiran a romandre en dissolvents polars (aigua).
Com es va indicar anteriorment, en la majoria dels casos el processat final d’una reacció comporta l’addició d’aigua a
la mescla de reacció i la utilització de la tècnica d’extracció entre aigua i un dissolvent orgànic adequat per a separar el
producte de la resta de components d’una reacció. La majoria de substàncies orgàniques són molt més solubles en
dissolvents orgànics com dietil èter (anomenat simplement èter habitualment), acetat d’etil o diclorometà, que en
aigua. Per això, l’extracció amb dissolvents orgànics permet separa aquestes substàncies de l’aigua i d’altres
substàncies existents en la mescla de reacció que siguen solubles en aigua. Igualment, es poden portar a terme llavats
amb aigua de les dissolucions orgàniques per a eliminar d'estes substàncies polars, tals com restes de sals inorgàniques,
àcids o bases forts, o substàncies orgàniques polars de baix pes molecular com a alcohols, àcids carboxílics o amines.
La utilitat de la tècnica d’extracció pot ampliar-se per mitjà de la utilització de dissolucions aquoses àcides o bàsiques,
segons s’exposa a continuació.
L’extracció amb àcids diluïts, habitualment àcid clorhídric al 5% o 10%, té com a principal objectiu l’eliminació
d’impureses bàsiques. Les bases són convertides en les seues sals catióniques corresponents per l’àcid utilitzat en
l’extracció. Per exemple, si hi ha alguna amina present en el medi de reacció, es transformarà en la sal d’amoni al
tractar-la amb un àcid fort, com el HCl aquós:
RNH2 + HCl RNH3+Cl- (sal soluble en aigua)
Les sals són habitualment més solubles en aigua que en el dissolvent orgànic amb el que es porta a terme l’extracció,
per la qual cosa s’extrauen així de la dissolució orgànica. Aquesta operació sol anar seguida d’un llavat amb aigua o
una dissolució al 5% de bicarbonat sòdic (pH aproximadament neutre), amb la finalitat d’eliminar qualsevol traça de
HCl que haguera pogut quedar en la fase orgànica.
Per la seua banda, l’extracció amb bases diluïdes (habitualment carbonat sòdic o bicarbonat sòdic al 5%, depenent del
cas), s’utilitza amb la finalitat d’eliminar impureses àcides de la fase orgànica, tals com àcids orgànics, en forma de les
seues sals aniòniques corresponents:
RCOOH + NaHCO3 RCOO-Na+ (sal soluble en aigua) + H2O + CO2
Les sals aniòniques resultants són solubles en aigua a causa de la seua alta polaritat i, com resultat, les impureses
àcides passen de la fase orgànica a la fase aquosa. Habitualment, es porta a terme un llavat addicional amb aigua per a
eliminar les traces de dissolució aquosa de bicarbonat que hagueren pogut quedar en suspensió en la fase orgànica.
D’altra banda, les substàncies que han estat extretes en les dissolucions àcides o bàsiques poden regenerar-se
neutralitzant el reactiu d’extracció. Si una substància àcida ha estat extreta amb bicarbonat sòdic, la substància original
pot regenerar-se per acidificació per a ser separada posteriorment de la dissolució acidificada. De forma anàloga, les
substàncies bàsiques poden ser recuperades d’un extracte àcid per neutralització amb una base, seguida d’extracció
amb un dissolvent orgànic.
La transferència total d’un solut a un dissolvent no és possible, a
menys que K siga molt elevat, per la qual cosa generalment es
necessiten diverses extraccions per a transferir tot el solut del
dissolvent 1 al dissolvent 2. Per a extraure un solut d’una
dissolució, sempre és millor emprar diverses porcions xicotetes
del segon dissolvent que portar a terme una única extracció amb
volum major del mateix.
En la pràctica, l’extracció es porta a terme sempre en un embut de
decantació. A continuació s’explica detalladament el seu ús.
Ús de l’embut de decantació.
Com acabem de dir, l’embut de decantació és la peça de material
més usada en l’extracció de compostos orgànics. Hi ha algunes
regles per a usar adequadament l’embut de decantació: Figura 4: Muntatge per a una
extracció
• Si la clau de l’embut és de vidre esmerilat, ha d'utilitzar-se un
poc de greix de silicona per a lubricar-lo abans del seu ús per a evitar que s'engarrote. Si la clau és de teflón, el greix
no és necessari.
• L’embut de decantació cal mantindre'l utilitzant un cèrcol amb pinça per a evitar que es bolque o el seu contingut es
10

11. vesse.
• S’ha de col·locar sempre un matràs Erlenmeyer o un got de precipitats davall l’embut de decantació abans de
transferir el líquid dins (Figura 4). Amb això s’evita que el líquid es vesse si al transferir-lo a l’embut ens hem oblidat
de tancar la clau.
Amb la clau tancada i l’embut en el seu suport (amb un recipient davall), s'afig una mescla a extraure a l’embut,
utilitzant un embut per a evitar el vessament del líquid. Com a regla general, no s’ha d’omplir l’embut de decantació
més de dos terços de la capacitat total. Si cal extraure un volum gran de mescla, llavors cal utilitzar un embut de
decantació de tamany major, en compte d’omplir-lo massa. Això és degut al fet que l’agitació, i amb ella l’extracció,
és poc eficaç quan l’embut està quasi ple.
Per a poder portar a terme una extracció correcta és necessari que la fase orgànica i la fase aquosa es puguen mesclar
eficientment. Açò es pot aconseguir agitant l’embut de decantació. Després d’afegir els líquids a l’embut de
decantació, i abans de tancar-lo, sol ser una bona idea el fer-lo girar suaument (sense invertir-lo) perquè les fases es
mesclen lleugerament. Aquesta tècnica està particularment recomanada quan es tracta de neutralitzar un àcid amb
dissolució aquosa de bicarbonat o carbonat, ja que es forma CO2 i si s’agita directament es pot formar massa pressió
dins de l’embut.
Es requerix llavors agitar amb més força l’embut perquè es mesclen eficientment les fases, i per a això cal subjectar
l’embut ambdós mans. La forma correcta d’agarrar-lo és amb l’embut invertit, recolzat en la palma d’una mà, mentre
que amb l’altra mà es controla la clau, segons indica en la figura 5. Cal obrir la clau de tant en tant amb l’embut
invertit, amb la finalitat d’eliminar la pressió que es puga anar formant en l'interior. Quan s'òbriga la clau per a
eliminar la pressió, és important no apuntar cap a cap company, ja que hi ha el risc que isca líquid projectat.
S’agita l’embut de decantació durant uns 10-20 segons. No és recomanable agitar-lo massa vigorosament, atès que és
possible que es formen emulsions, i en moltes ocasions estes no són fàcils d’eliminar. Una vegada s’ha agitat l’embut,
es procedix a col·locar-lo en el seu suport perquè es produïsca la separació de les fases. Este procés és més o menys
lent, depenent de cada cas en particular. Quan s’han separat nítidament les fases dins de l’embut, es procedix a la
decantació (Figura 6). Per a això, cal obrir acuradament la clau, de manera que el líquid més dens isca completament.
Es tanca llavors la clau. Per a traure de l’embut el líquid menys dens, allò que s’ha adequat és fer-ho per la part
superior, per a evitar que es mescle amb les últimes gotes del més dens.
Figura 5: Manera correcta de subjectar l’embut de decantació i obrir la clau per a eliminar la pressió interna.
En la decantació cal conèixer sempre les densitats de les fases a separar. Si s’empra un dissolvent orgànic més dens
que l’aigua (per exemple, el diclorometà o el cloroform), la fase inferior serà la fase orgànica. En canvi, si s’utilitza un
dissolvent orgànic menys dens que l’aigua, com l’èter dietílic o l’acetat d’etil, la fase orgànica serà la superior. Si no
se sap quina és la fase orgànica, es pot afegir una gota d’aigua i observar amb quina fase s’ajunta. Eixa fase serà
l'aquosa.
Figura 6: En la decantació cal saber sempre quina és la fase orgànica i
quina és la fase aquosa.
Si aparegueren emulsions, es pot intentar una o diverses de les següents solucions: deixar reposar l’embut de
decantació, fent-lo girar suaument de tant en tant. Afegir un poc de dissolució saturada de clorur sòdic. Afegir una
poques gotes d’etanol a l’emulsió. Filtrar l’emulsió a buit, per a eliminar algun sòlid en suspensió. Transferir l’emulsió
11

12. a un matràs Erlenmeyer, i deixar-la reposar tota la nit. Habitualment, alguna d'aquestes tècniques funcionarà, però
primer que res cal tindre paciència. Per tot açò és recomanable evitar l’agitació massa vigorosa de l’embut, amb la
finalitat d’evitar la formació d’emulsions.
Assecat de la dissolució després de l’extracció
Quan hem portat a terme l’extracció del compost tenim una dissolució en un dissolvent orgànic que conté el compost
desitjat. Atès que la dissolució orgànica s’ha extret o llavat amb una dissolució aquosa, contindrà aigua. Encara que la
quantitat d’aigua continguda en la dissolució es pot reduir per llavats amb una dissolució saturada de clorur sòdic en
aigua, les últimes traces d’aigua s’han d’eliminar per mitjà del tractament amb un agent dessecant adequat. Els agents
assecants més comuns són sals inorgàniques anhidres que prenen aigua fàcilment per a hidratar-se de forma
espontània. Al final del procés d’assecat, s’elimina la sal parcialment hidratada per mitjà d’una filtració per gravetat.
El procediment complet és el següent : al final de l’extracció, s’aboca la fase orgànica en un matràs Erlenmeyer,
evitant que passe aigua de la fase aquosa, que faria més difícil l’assecat. S'afig llavors un poc de l'agent dessecant
(que sol ser aproximadament mitja cullerada de clorur càlcic anhidre o sulfat sòdic anhidre) i s’agita suaument el
matràs. Si l’agent dessecant s’agrega immediatament i queda pegat a les parets del matràs, s'afig un poc més. Es deixa
el matràs en repòs, agitant-lo ocasionalment. El temps d'assecat òptim depén de cada cas en particular, però sol estar
entre 5 i 20 minuts. El temps d’assecat depèn de la velocitat amb què s’hidrata l’agent dessecant. Quan es presumix
que l’assecat ha sigut complet, es procedix a eliminar l’agent dessecant per mitjà d’una filtració per gravetat, emprant
un filtre de plecs per a accelerar el procés.
Per a eliminar el dissolvent i possibilitar l’aïllament del producte de reacció, es sotmet la mescla a evaporació per
algun mètode adequat. Això ens permetrà aïllar el producte de reacció, que habitualment se sotmetrà a algun tipus de
purificació.
Filtració
La filtració és una tècnica molt comuna en els experiments de Química Orgànica. Es tracta d’una tècnica indispensable
per a eliminar sòlids en suspensió. Es porta a terme fent passar el líquid a través d’una barrera porosa, que
habitualment és paper de filtre, encara que també es poden emprar plaques filtrants de vidre. Així, el sòlid queda
retingut en la barrera sòlida, i el líquid passa. En molts casos la força de la gravetat és prou perquè el líquid passe a
través de la barrera filtrant. Parlem llavors de filtració per gravetat. En molts altres casos, no obstant, el sòlid és
voluminós i la filtració per gravetat és massa lenta. En eixos casos es pot accelerar el procés considerablement
utilitzant la tècnica de filtració a buit, en la qual s’aplica un buit parcial al matràs que rep el filtrat, de manera que la
pressió atmosfèrica sobre la superfície del líquid en el filtre force a este a través del filtre.
Figura: 7: Mètode per a fer un filtre de plecs, per passos.
L’elecció del tipus de filtració depèn del que se vullga aconseguir, però en general
s’aplica la següent regla:
- Si el que es desitja és el filtrat (líquid) s'empra la filtració per gravetat.
- Si el que es desitja és el sòlid, s'empra la filtració a buit.
Per això, si el que es desitja és eliminar una xicoteta quantitat d’una substància
insoluble en un líquid, s'empra la filtració per gravetat amb un paper de filtre
plegat, que la fa més ràpida. Si el que es desitja és arreplegar el sòlid d’una
cristal·lització, el millor és emprar la filtració a buit. Figura 8: Filtració per
gravetat
Filtració per gravetat.
Esta tècnica requerix simplement un embut, un tros de paper de filtre, i un matràs per a arreplegar el filtrat
(normalment un matràs Erlenmeyer). El paper de filtre ha de tallar-se al tamany adequat perquè no sobreïsca de
l'embut.
12

13. El propòsit de doblegar el paper de filtre és accelerar la velocitat de filtració en augmentar la superfície de filtració. Per
a fer un filtre de plecs, es talla una peça de paper circular, que es doblega primer per la mitat, i després es van fent
plecs, segons s’indica la figura 7.
S’ha de subjectar sempre l’embut sobre un anell metàl·lic o amb una pinça per a evitar que es puga bolcar durant la
filtració. La dissolució a filtrar s’aboca sobre el paper de filtre i s’arreplega el filtrat (Figura 8).
Filtració en calent.
La filtració en calent és simplement una variació de la filtració per gravetat que s’utilitza en la tècnica de la
cristal·lització (vore més endavant). Quan s’ha dissolt el material a cristal·litzar d’un dissolvent adequat, poden
aparéixer impureses que no són solubles encara que s'afija més dissolvent. Amb la finalitat que estes no impedisquen
la cristal·lització del producte o l’impurifiquen, és necessari eliminar-les per filtració mentres la dissolució està encara
calent. En este cas no es pot filtrar a buit, ja que la pressió reduïda provocaria l'ebullició del dissolvent. La
cristal·lització ha de dur-se a terme mentres la dissolució està calenta, abans que comence a cristal·litzar. Per això, és
necessari calfar tant l’embut com el matràs col·lector, que sol ser un Erlenmeyer. A l'afegir la dissolució calenta, és
convenient utilitzar algun tipus de protecció per a les mans, a fi d’evitar
cremades.
Filtració a buit.
La filtració a buit accelera el procés de filtració, però és necessari emprar
material addicional. Atès que la tècnica implica l'aplicació d’un xicotet buit en
el matràs receptor (utilitzant una trompa d’aigua), s'empra un matràs amb parets
grosses amb una eixida lateral. Este tipus de matràs s’anomena matràs
Kitasatos habitualment, i a l’embut es sol anomenar embut Buchner. El matràs
ha d’estar subjecte fermament amb un suport per a evitar que es puga bolcar
(Figura 9). A través de l’eixida lateral, el matràs Kitasatos es connecta per mitjà
de tub de parets grosses (tub de buit) a una trompa d’aigua, que és el
mecanisme que provocarà el buit. Per a aconseguir una filtració òptima, l'aixeta
a què està connectada la trompa d’aigua ha d’estar oberta completament.
L’embut Buchner està fet de porcellana o plàstic i conté un fons pla perforat,
sobre el qual es situa un paper de filtre tallat amb el tamany adequat. No s’ha
d’utilitzar mai un paper de filtre de tamany major que el necessari per a cobrir
els forats de la placa de l’embut, ja que en eixe cas la filtració no seria
adequada a causa del pas de líquid sense filtrar entre els plecs del paper. Amb Figura 9 Muntatge de filtració a buit
la finalitat d'assegurar un tancament adequat entre l’embut i el matràs, s'empra
un adaptador de goma.
Abans de començar la filtració, es banya el paper de filtre amb un poc del dissolvent que es va a emprar en la filtració,
de manera que el paper de filtre quede pegat a l’embut sobre els orificis d'este, tapant-los completament. S’obri llavors
la trompa d’aigua perquè el buit comence a actuar, i s’aboca llavors la mescla a filtrar sobre el filtre. El buit parcial en
el matràs col·lector causa una filtració molt més ràpida que si esta es portara a terme per gravetat.
Quan tot el líquid haja passat, es trenca el buit traient amb atenció l’embut Buchner del seu adaptador, i es llava amb
quantitats xicotetes del dissolvent de cristal·lització fred. No s’ha de llavar sòlids davall succió forta, ja que el líquid
passaria massa ràpidament. Per això, quan calga llavar un sòlid després d'haver-lo filtrat, s'empraran porcions xicotetes
del dissolvent fred, sense buit, i s'aplicarà després buit perquè se'n vaja el dissolvent. Generalment es repetix este
procediment diverses vegades, procurant desfer possibles terrossos del producte (si s'hagueren format) amb una vareta.
Un avantatge de la filtració a buit és que si es continua la filtració durant uns minuts després que haja finalitzat el pas
de líquid, el sòlid quedarà pràcticament sec.
Una vegada s'haja completat la filtració, es trenca el buit i es desconnecta el tub de buit abans de tancar l'aixeta de la
trompa d’aigua per a evitar que el buit present dins del matràs provoque l’inundació d'este amb aigua de l'aixeta.
Cristal·lització
La cristal·lització és la tècnica més simple i efectiva per a la purificació de sòlids. Els compostos cristal·lins són fàcils
de manejar i la seua puresa es pot determinar fàcilment per mitjà de la determinació del seu punt de fusió.
13

14. El procés de cristal·lització implica cinc etapes ben definides: dissolució, filtració, cristal·lització, arreplegada dels
cristalls i assecat d'estos. Es determina llavors la puresa dels cristalls, i si es necessita que estiguen més purs, se'ls
sotmet a una recristal·lització, que consistix a tornar a sotmetre’ls al mateix procés, només que partint d'un material
molt més pur.
En general, la cristal·lització consistix a dissoldre el sòlid impur en el mínim volum d'un dissolvent calent, filtrant a
continuació per a eliminar les impureses insolubles. La dissolució resultant, saturada, juntament amb les impureses
solubles en el dissolvent de cristal·lització, es deixa reposar i refredar lentament, amb la qual cosa es formaran cristalls.
La dissolució romanent del procés de cristal·lització rep el nom d'aigües mares.
El que la cristal·lització servisca com a tècnica de purificació té un fonament, que de manera resumida consistix en el
següent. El procés de cristal·lització és un equilibri entre les molècules en dissolució i les que s’incorporen als cristalls.
Atès que l’estructura cristal·lina està altament ordenada, molècules diferents, com és el cas de les impureses, no
s’inclouen en l’estructura cristal·lina i tornen a la dissolució. Per això, només les molècules del compost requerit es
retenen en la superfície de la xarxa cristal·lina i les impureses queden en les aigües mares. Perquè la cristal·lització
tinga èxit, ha de tindre lloc lentament perquè els cristalls es puguen formar amb lentitud i puga operar l’equilibri que
exclou les molècules d’impureses de la xarxa cristal·lina. Si la dissolució es refreda massa ràpidament, molècules
d’impureses quedaran atrapades o incloses en la xarxa cristal·lina. La formació ràpida d’un material sòlid d’una
dissolució rep el nom de precipitació, i no té la mateixa efectivitat que la cristal·lització com a tècnica de purificació.
És important fer notar que la cristal·lització no funciona sempre. Les substàncies que tinguen una gran quantitat
d’impureses sovint no cristal·litzen. En eixe cas és necessari emprar alguna tècnica de purificació preliminar.
Dissolució del sòlid a cristal·litzar
Per a poder cristal·litzar un compost cal dissoldre la substància en un dissolvent adequat. La primera condició que ha
de complir un dissolvent de cristal·lització ideal és que no reaccione amb el compost a cristal·litzar. A més, en general
ha de ser prou volàtil perquè siga fàcil d’eliminar dels cristalls, ha de tindre un punt d’ebullició inferior al punt de
fusió del compost a cristal·litzar, no ser tòxic i/o inflamable. No obstant, la condició més important que ha de complir
un bon dissolvent de cristal·lització és que el compost siga molt soluble en el dissolvent calent i molt poc soluble en el
dissolvent fred.
Quan es tracta de cristal·litzar compostos coneguts, sabrem normalment quin dissolvent utilitzar, atès que el
procediment de la pràctica ho especificarà sempre. En altres casos, caldrà decidir quin és el dissolvent adequat.
L’elecció del dissolvent no és un procés sempre fàcil, però en general se sol seguir la regla que "semblant dissol a
semblant". Per això, per a la cristal·lització d'una substància poc polar podríem intentar la cristal·lització amb un
dissolvent poc polar, com hexà o toluè. Es pot intentar cristal·litzar compostos polars amb dissolvents polars, com
l’etanol o l’aigua. En qualsevol cas, en estes pràctiques el dissolvent adequat per a portar a terme les cristal·litzacions
s’indicarà en cada procediment experimental.
Si una substància no es pot cristal·litzar fàcilment d'un únic dissolvent, es sol recórrer a l’ocupació d’una mescla de
dissolvents. En este cas, s’utilitzen dos dissolvents elegits de manera que un d'ells dissolga el compost fàcilment
(l'anomenat "bon dissolvent"), mentre que l’altre no (l'anomenat "mal dissolvent"). Per exemple, molts compostos de
polaritat moderada són solubles en èter, però no en hexà, i per això es pot utilitzar una mescla d'estos dos dissolvents
en la cristal·lització d’un d'estos compostos.
En principi es poden utilitzar dos mètodes distints en la cristal·lització d’un compost d’una mescla de dissolvents. En
el primer mètode, es dissol el sòlid en la mínima quantitat del bon dissolvent en calent, i s'afig llavors lentament el mal
dissolvent calent, fins que la dissolució comence a posar-se tèrbola, la qual cosa és indici de que comença a estar
saturada. S'afig unes gotes del bon dissolvent perquè deixe d’estar tèrbola (la mínima quantitat), es filtra llavors la
dissolució si és necessari i es deixa cristal·litzar.
En el segon mètode, molt menys habitual, i que no emprarem en estes pràctiques, es suspèn el sòlid en una quantitat
adequada del mal dissolvent en calent, i llavors s'afig el bon dissolvent lentament fins que el sòlid es dissolga, evitant
afegir excés del bon dissolvent. Es filtra llavors la dissolució si és necessari i es deixa reposar. Mescles típiques que
funcionen bé en alguns casos són hexà-éter, diclorometà-hexà, èter-acetona i etanol-aigua. L’ús d’una mescla de
dissolvents afavorix la formació d’olis en compte de la cristal·lització, per la qual cosa habitualment es preferix
cristal·litzar d’un únic dissolvent si és possible.
Filtració de la dissolució
Habitualment, una vegada hem dissolt el compost impur en un dissolvent calent, la dissolució ha de ser filtrada en
calent (vore secció corresponent en l’apartat de filtració) per a eliminar materials insolubles en suspensió, que poden
dificultar la cristal·lització. Amb esta finalitat, es filtra la dissolució mentre està calenta a través d’un filtre de paper
plegat, arreplegant el filtrat en un matràs Erlenmeyer.
14

15. Quan s’ha filtrat la dissolució calenta, es tapa el matràs Erlenmeyer per a evitar contaminació amb la pols atmosfèrica i
que es refrede massa ràpidament. La velocitat de refredament determina el tamany dels cristalls. El refredament lent
afavorix la formació de cristalls grans. No s’ha d’agitar la dissolució (ni tampoc agarrar el matràs en què es produïx la
cristal·lització), per a no impedir la formació de cristalls grans. Una vegada la dissolució s’ha refredat fins a
temperatura ambient, en alguns casos (el professor ho indicarà) pot ser una bona idea el refredar la dissolució des de
temperatura ambient fins a 0 ºC posant el matràs en un bany de gel, la qual cosa permet obtindre la major quantitat
possible de cristalls.
Quan la dissolució ja està freda, es procedix a separar els cristalls de les aigües mares. Es sol emprar una filtració a
buit amb este fi. Després de la filtració, i amb la finalitat d’eliminar les aigües mares que impregnen els cristalls, és
convenient llavar els cristalls amb xicotetes porcions del dissolvent de cristal·lització fred. Si s’ha utilitzat una mescla
de dissolvents en la cristal·lització, s’ha d’emprar una mescla d’eixos dissolvents en la mateixa proporció en les
llavades.
Quan els cristalls ja han estat separats de les aigües mares, es procedix al seu assecat. Encara que es poden emprar
diverses tècniques amb esta finalitat, sol ser prou embolicar-los en paper de filtre i deixar-los en un lloc adequat
(preguntar al professor) fins a la següent sessió de pràctiques. La determinació del punt de fusió s’ha de portar a terme
amb els cristalls perfectament secs. En cas contrari, la presència de dissolvent falsejaria el resultat.
A vegades la dissolució del compost orgànic està fortament acolorida per la presència d’impureses. Si al cristal·litzar el
producte les impureses queden en dissolució no hi ha cap problema, però és prou freqüent que les impureses acolorides
contaminen els cristalls per a donar un compost acolorit, impur. Per a evitar este inconvenient es pot utilitzar una
tècnica que fa ús del fet avantatjós que eixes impureses són adsorbides fàcilment per un adsorbent com el carbó actiu.
Per a eliminar el color d’una dissolució, es sol afegir una xicoteta quantitat de carbó actiu (al voltant del 2% del pes de
la mostra a cristal·litzar) a la dissolució calenta (però no bullint) a decolorar. Si la dissolució està a una temperatura
pròxima al punt d’ebullició, l’addició del carbó actiu la pot fer bullir, amb el consegüent perill de pèrdues per
vessament. Després de l’addició es continua calfant la dissolució durant uns 5-10 minuts amb agitació ocasional. En el
transcurs d'eixe temps les impureses s'hauran adsorbit de forma pràcticament irreversible sobre la superfície del carbó
actiu, per lo que la simple filtració de la dissolució sol deixar la dissolució incolora. A vegades és necessari emprar
doble paper de filtre per a evitar que el carbó actiu travesse el filtre.
Què fer quan no es formen cristalls.
Quan no es produïx la cristal·lització a temperatura ambient es pot emprar algun dels següents mètodes:
- Afegir un cristall del compost que es vol cristal·litzar. Este cristall pot actuar com a nucli sobre el qual altres cristalls
poden créixer.
- Rascar els cantells del matràs amb una vareta de vidre. Este procediment genera micropartícules de vidre que poden
actuar com a iniciadors de la cristal·lització.
- Eliminar el dissolvent per evaporació, i tornar a cristal·litzar. Açò és adequat generalment només quan el dissolvent
de cristal·lització és un compost orgànic de punt d’ebullició no massa alt. Quan es tracta de cristal·litzacions d’aigua,
és difícil eliminar esta per evaporació.
- Un últim problema que pot aparèixer és que el compost no forme cristalls, sinó que aparega com un oli en el fons del
matràs. Açò sol succeir quan el compost està molt impur, o be quan el dissolvent de cristal·lització té un punt
d’ebullició superior al punt de fusió de la substància que s'intenta cristal·litzar. Per a evitar este problema, es pot afegir
un poc més de dissolvent després de redissoldre l'oli calfant, o afegir més dissolvent si s'està utilitzant una mescla de
dissolvents. La cristal·lització d'una dissolució més diluïda pot evitar la formació d’olis. Un refredament més lent
també pot ser una solució a este problema.
Si el producte no cristal·litza de cap manera, el més probable és que estiga massa impur. En este cas, el més probable
és que només es puga cristal·litzar després d’una purificació prèvia per algun altre mètode, com la cromatografia.
Destil·lació
La destil·lació és una de les tècniques més útils per a la purificació de compostos orgànics líquids. Esta tècnica implica
la vaporització d’un compost orgànic per mitjà de l’aplicació de calor, seguida de la condensació del vapor per a donar
de nou un líquid, el destil·lat. Hi ha diverses tècniques distintes per a portar a terme una destil·lació. En este apartat
farem referència a la més simple d'elles, que és la que s’utilitza en estes pràctiques: la destil·lació simple.
15

16. Aspectes teòrics
La pressió del vapor en equilibri amb la fase líquida d’un compost augmenta amb la temperatura. La temperatura a què
la pressió del vapor s'iguala a la pressió sobre el líquid rep el nom de punt d’ebullició. Els líquids purs que no es
descomponen al calfar-los tenen un punt d’ebullició ben definit. No obstant, atès que a la temperatura del punt
d’ebullició s’igualen les pressions parcial de vapor i l’exterior, qualsevol variació de la pressió sobre el líquid farà
variar considerablement el punt d’ebullició.
Quan un líquid raonablement pur es sotmet a destil·lació, la pressió de vapor d'eixa substància augmenta fins que
aconseguix el punt d’ebullició del líquid. En eixe punt, les fases de vapor i líquida estan en equilibri, i la destil·lació té
lloc a una temperatura raonablement constant. Cal tindre en compte, no obstant, que nosaltres utilitzarem la destil·lació
com a tècnica de purificació d’un líquid impur, per la qual cosa estem, en general, destil·lant una mescla, no un líquid
pur. Per això, haurem de tindre en compte els principis que regixen la destil·lació de mescles de líquids volàtils.
Els principis que governeu la destil·lació de mescles de líquids miscibles estan representats per dos lleis de la química
física: la llei de Dalton i la llei de Raoult. La llei de Dalton de les pressions parcials establix que la pressió total d’un
gas, o la pressió de vapor d’un líquid, és la suma de les pressions parcials de vapor dels seus components individuals A
i B (PA i PB), de manera que tenim:
P = PA + PB
La llei de Raoult establix que, a una temperatura i pressió determinades, la pressió parcial de vapor d’un compost en
una mescla (PA) és igual a la pressió de vapor del compost pur en eixes condicions (PA pur), multiplicada per la seua
fracció molar en la mescla (XA):
pur ·
PA = PA XA
Es deriva llavors d’ambdós lleis que la pressió total d’una mescla de líquids volàtils depèn de les pressions de vapor
dels components purs i de les seues fraccions molars en la mescla. Ambdós lleis són expressions matemàtiques que ens
ajuden a comprendre el que ocorre durant una destil·lació, i descriuen els canvis en la composició del líquid en
ebullició i del vapor en equilibri amb ell. Es poden realitzar llavors diagrames que representen les composicions del
líquid i el vapor en funció de la temperatura (Figura 10). Estos diagrames se solen representar en una gràfica única,
que rep el nom de diagrama de fase.
Figura 10: Diagrama de fases d’una mescla de compostos miscibles volàtils A i B que complixen la Llei de Raoult.
La figura 10 mostra la destil·lació d’una mescla de dos components de líquids miscibles amb (a) punts d’ebullició
marcadament diferents (línia discontínua) i (b) punts d’ebullició semblants (línia contínua). Suposem que començàrem
amb una mescla 1:1 dels dos components miscibles A i B, tenint el component Al menys punt d’ebullició. Al principi
de la destil·lació, quan el líquid comença a bullir, la composició del líquid és 50% molar en cada component, i la
composició del vapor corresponent es calcula dibuixant una línia horitzontal des de la línia de líquid a la línia de
vapor. Quan els components A i B tenen punts d'ebullició clarament diferenciats (línia discontínua), al principi de la
destil·lació el vapor consistix en component A pràcticament pur. Quan la majoria del compost A s’ha eliminat per
destil·lació, el calfament provocarà un augment de temperatura fins al punt d’ebullició del component B. En este cas,
estos dos components es poden separar fàcilment en una destil·lació simple. En termes pràctics, això suposa que es
poden separar de forma pràcticament completa líquids que diferisquen en els seus punts d’ebullició en almenys 80ºC.
Si els punts d’ebullició dels components A i B estan més pròxims (línia contínua), la composició del vapor quan el
líquid comença a bullir és d'al voltant 85% de A i 15% de B. Per això no es pot obtindre el component A pur en una
única destil·lació. Està clar que, si el destil·lat amb un 85% de A es tornara a fraccionar per destil·lació, es podria
obtindre una fracció amb el component A més pur, que al seu torn es podria tornar a destil·lar. Este procediment no té
16

17. utilitat experimental per consumir molt de temps, per la qual cosa s’empra una tècnica denominada destil·lació
fraccionada, que queda fora de les empleades en estes pràctiques.
Moltes mescles binàries no seguixen la llei de Raoult, i per això no donen el tipus de diagrames de fase que hem vist
anteriorment. Algunes mescles, en particular aquelles en què un dels components conté un grup hidroxil, destil·len
amb punts d’ebullició constants, i amb una composició constant. En este cas es parla d’una mescla azeotròpica. Este
tipus de mescles no es poden separar per destil·lació (ni tan sols per destil·lació fraccionada).
Destil·lació simple
El muntatge consistix en un matràs esfèric, un cap de destil·lació, i un refrigeren-te a què es connecta una peça
adaptadora que permeta l'ús d'un matràs esmerilat com a col·lector del destil·lat, o bé un simple colze de destil·lació,
arreplegant el destil·lat habitualment en un matràs Erlenmeyer. en estos dos casos, atés que caldrà determinar el pes de
destil·lat obtingut, és necessari tarar el matràs col·lector abans de procedir a la destil·lació amb al finalitat de poder
determinar quant destil·lat s'ha obtingut per simple pesada del matràs contenint el destil·lat. En la figura 11 es mostra
el muntatge emprat en una destil·lació simple.
Figura 11: Muntatge per a una destil·lació simple
Cal assegurar-se que el muntatge quede bé subjecte amb les pinces en els llocs adequats. S'ha d'utilitzar sempre un
matràs de destil·lació que tinga un volum del menys 1,5 vegades el volum de líquid a destil·lar per a evitar que, al
produir-se l'ebullició del líquid, este bote directament al refrigerant i contamine el destil·lat.
S’utilitza un embut per a transferir el líquid a destil·lar al matràs de destil·lació. S'afig llavors quelcom de germen de
destil·lació ("plat porós") al líquid per a assegurar que la destil·lació procedirà sense sobreescalfaments. Es col·loca el
termòmetre a una altura adequada per a llegir la temperatura del vapor que destil·la, no la del líquid. Es calfa el matràs
de destil·lació amb una font calefactora adequada (habitualment una manta calefactora amb un regulador de potència).
Quan el líquid comença a destil·lar, s'arreplega en una o diverses fraccions en el matràs col·lector. En general, es pot
situar el regulador al 50% de potència fins que comence la destil·lació, baixant després la potència perquè la
destil·lació tinga lloc a un ritme adequat. Si el líquid a destil·lar té un punt d'ebullició elevat, pot ser necessari situar el
regulador a més potència perquè tinga lloc la destil·lació.
Pels motius explicats anteriorment, la destil·lació simple només pot separar components líquids que diferisquen en els
seus punts d’ebullició en almenys 80 ºC. No obstant, se sol utilitzar esta tècnica habitualment per a purificar líquids
que ja són prou purs, eliminant d’ells impureses de punt d’ebullició elevat o sòlids. Si el líquid és relativament pur, el
principi de la destil·lació (una xicoteta quantitat de destil·lat) contindrà les impureses de baix punt d'ebullició. Esta
fracció s’arreplega mentre la temperatura del vapor encara seguix pujant. Esta fracció rep el nom de cap de
destil·lació. Quan la temperatura s’estabilitza a un valor més o menys constant, es pot continuar fins que la major part
del líquid haja destil·lat. Les impureses d’elevat punt d’ebullició quedaran en el matràs de destil·lació. No s’ha
d’intentar destil·lar mai no deixant sec el matràs de destil·lació. La destil·lació a sequedat és potencialment perillosa,
ja que el calfament a temperatures elevades que se sotmet al residu pot resultar en una reacció de descomposició
violenta (explosió!).
Si la destil·lació simple s’utilitza per a separar dos components amb punts d’ebullició clarament diferents, cal vigilar el
termòmetre per a poder detectar canvis de temperatura significatius en el vapor. Tan prompte com la majoria del
component mes volàtil haja destil·lat, la temperatura començarà a pujar, i llavors s'ha de canviar el matràs col·lector.
S’arreplega el destil·lat fins que la temperatura s'estabilitze de nou. Eixa fracció intermèdia conté una mescla d'estos
17

18. dos components, però ha de ser una part xicoteta del volum total. Quan s'estabilitza la temperatura de nou, s'arreplega
una tercera fracció en un nou matràs col·lector. Eixa tercera fracció consistirà bàsicament en el component menys
volàtil. Per a poder portar a terme el càlcul de quanta massa hi ha en cada fracció, cal haver tarat prèviament els
matrassos recol·lectors. Els resultats d'una destil·lació simple com la descrita s'han de presentar en una taula com la
següent:
Quantitat de mostra a destil·lar: 15.0 g
Punt d'ebullició (ºC) Pes (g)
Cap de destil·lació 45-88 0.5
Component A 88-90 5.0
Fracció de mescla A+B 90-180 1.0
Component B 180-183 7.5
Residu — aprox. 1
Criteris de puresa: el punt de fusió i la cromatografia
La gran majoria dels compostos orgànics que utilizem habitualment al laboratori són sòlids o líquids, i les propietats
físiques d'eixes substàncies amb eixos estats (el punt de fusió, el punt d'ebullició, l'índex de refracció...) són les que
s'utilitzen més freqüentment com a indicadors de la seua puresa.
El punt de fusió
El punt de fusió d'una substància pot donar una idea del seu grau de puresa i també pot tindre interès en la seua
identificació. Es sol considerar que un interval curt de punt de fusió (<2°C) entre la primera aparició de gotes de líquid
en la mostra que fon i l’ultima traça de sòlid constituïx una evidència que una substància està pura. Cal tindre en
compte, no obstant, que en alguns casos una mescla pot donar un punt de fusió amb interval curt si els components
estan presents en una proporció definida, constituint el que es coneix com una mescla eutèctica. Esta situació no sol ser
habitual.
De forma anàloga, encara que un interval ampli de fusió pot indicar que la substància no està pura, hi ha algunes
substàncies que es descomponen al fondre, la qual cosa genera impureses que amplien l'interval de fusió.
L’enfosquiment de la substància o el despreniment d’un gas poden ser un indici de que el compost s'està
descomponent al fondre. També pot ocórrer que si el compost ha inclòs dissolvent de cristal·lització, al calfar es
dissolga en este, sense estar fonent realment. Per això, s’ha d’evitar la presència de dissolvent de cristal·lització al
mesurar l'interval de fusió: els cristalls han d'estar perfectament secs.
El punt de fusió d'una substància es pot utilitzar per a subministrar informació sobre la seua possible estructura. La
confirmació de l’estructura d’un compost es pot portar a terme mesclant íntimament del compost desconegut amb el
que creiem que és. Si es tracta de la mateixa substància, la mescla donarà un punt de fusió igual a les substàncies abans
de mesclar-les. No obstant, si es tracta de substàncies diferents, l'interval del punt de fusió augmentarà, al mateix
temps que disminuirà el seu valor, ja que la mescla es comportarà una substància impura. Esta tècnica rep el nom de
punt de fusió mixt.
El mètode més simple per a la determinació de punts de fusió consistix a introduir una quantitat molt xicoteta del
compost el punt de fusió de la qual es va a determinar en un tub capil·lar. S'introduïx llavors el tub en un bany amb un
mitjà que permeta determinar la temperatura del bany. Quan s'augmenta lentament la temperatura del bany,
s'aconseguirà el moment en què este provoque la fusió del compost en el capil·lar, procedint a determinar les
temperatures del començament i del final de la fusió.
Per a introduir la mostra en el capil·lar, es presiona aquest sobre un xicotet muntó de la mostra polvoritzada, situada
sobre una superfície neta, preferiblement un vidre de rellotge. La pressió aplicada provocarà l'entrada d'una xicoteta
quantitat de material en el capil·lar. Perquè eixa xicoteta quantitat s'introduïsca fins al final del capil·lar, es pot deixar
caure el capil·lar per dins d'un tub de vidre d'un altura d'uns 50 cm. La força de l'impacte provocarà que la mostra
s'introduïsca fins al fons. Es repetix este procediment si és necessari.
Perquè la determinació del punt de fusió siga correcta, l’augment de temperatura mentre es produïx la fusió ha de
tindre lloc lentament. Si s'augmenta ràpidament, la temperatura que marca el termòmetre i la que hi ha en interior del
18

19. capil·lar no seran iguals, per la qual cosa la determinació serà errònia. Sol ser pràctica habitual l'augmentar la
temperatura del bany ràpidament fins a uns 20°C per davall del punt de fusió, i augmentar-la uns 2 °C per minut a
partir d'eixe moment. Si no tenim idea de qual va a ser el rang de temperatura en què pot fondre el compost, es pot
portar a terme una determinació ràpida preliminar, que ens permetrà esbrinar eixe rang. Una segona determinació,
més lenta, ens permetrà determinar l'interval de fusió amb precisió.
L'interval de fusió s'indica com l'interval de temperatures entre les quals apareix la primera gota de líquid, i desapareix
el sòlid en la seua totalitat. Tan prompte com s'ha portat a terme la determinació de l'interval de fusió, l'aparell es deixa
refredar i el tub capil·lar es tira. No s'ha de deixar tubs pels bancs, ja que constituïxen un perill per als altres alumnes.
La cromatografia
La cromatografia és una tècnica que ens permet visualitzar i separar els components d’una mescla mitjançant
l’actuació de dos efectes: la retenció dels components per una fase estacionaria i l’efecte que exerceix sobre aquests
mateixos components de la mescla una fase mòbil.
Si aquests efectes s’utilitzen correctament es pot determinar la puresa d’un compost per tècniques cromatogràfiques.
Segons les característiques de la fase mòbil i de la fase estacionaria hi ha molts tipus de cromatografia. Al laboratori de
química orgànica farem servir la cromatografia de capa fina (CCF) per a caracteritzar els productes obtinguts per
comparació amb patrons, i així mateix per a comprovar la seua puresa.
19

20. PREPARACIÓ DE LA PRÀCTICA I NOTES DE LABORATORI.
Una part important de l'experiència de laboratori en estes pràctiques consistix a deprendre a prendre notes detallades
de tots els experiments que portes a terme en ell. Sovint, les notes mal preses en un laboratori causen errors, frustració
i pèrdua de temps a causa de la innecessària repetició d'experiments que s'havien realitzat amb anterioritat o a la falta
de claredat en l'arreplegada de dades.
En este curs de pràctiques, a més de deprendre les tècniques més habituals del laboratori, has de deprendre a prendre
dades de forma acurada, prendre nota de les observacions rellevants i planificar l'aïllament i purificació d'una
substància per mitjà de l'elaboració d'un diagrama adequat.
El quadern de laboratori.
No s'han d'utilitzar mai pàgines soltes com a quadern de laboratori, sinó que s'ha d'utilitzar un quadern en què les
pàgines estiguen unides, amb la finalitat que estes no es puguen extraviar.
El quadern de laboratori és el lloc en què s'ha d'incloure tota la informació rellevant.
El professor pot revisar el quadern en qualsevol moment, per la qual cosa cal portar-lo al dia.
Mai s’ha de passar en net un quadern de laboratori. Per això cal ser net i acurat a l’hora de fer qualsevol tipus
d’anotació en ell.
Preparació prèvia de la pràctica en el quadern de laboratori.
Es pot estalviar molt de temps en el laboratori si es comprèn el procediment experimental de la pràctica a realitzar i la
seua base teòrica. El coneixement de la reacció principal que té lloc, així com de les secundàries, del mecanisme, de
l’estequiometria i del procediment experimental són essencials perquè la pràctica resulte profitosa des d'un punt de
vista didàctic. També és essencial el comprendre el procediment pel qual se separa el producte principal d'altres
substàncies no desitjades. La preparació prèvia de la pràctica significa preparar estos punts abans de la sessió de
pràctiques, de manera que estigues preparat per a portar a terme l’experiment de forma eficient, sense pèrdues de
temps i comprenent en tot moment què s’està fent en el laboratori i per què.
En aquells experiments en què se sintetitza un compost a partir d'altres reactius, és essencial conèixer la reacció
principal. Amb la finalitat de facilitar el càlcul estequiomètric que cal portar a terme més tard, primer hi ha que ajustar
la reacció. Per això, cal incloure sempre en el quadern l’equació ajustada per a la reacció que es tracte. Utilitzant la
pràctica d’obtenció de l’aspirina com un exemple, podríem escriure:
CO2 H CO2 H
O O
+ + CH3 CO2 H
OH H3 C O CH3
O
O
Quan siguen conegudes, també has d’incloure al quadern reaccions laterals que puguen donar productes secundaris
contaminants abans de començar l’experiment. Estos productes secundaris han de ser separats del que nosaltres
desitgem obtindre, utilitzant procediments de purificació. En el cas de la preparació de l’aspirina, la principal reacció
secundària és la reacció de l’àcid salicílic per a donar un polímer.
O
CO2 H
N O
OH
O O
O O
...
O O
També pot ser significativa la reacció d’hidròlisi de l’àcid acetilsalicílic sintetitzat, que pot revertir a l’àcid de partida
en certes condicions:
20

21. CO2 H
CO2 H
H+/H2 O
O
+ CH3 CO2 H
OH
O
Has d’examinar l’estequiometria del procediment experimental per a determinar quin és el reactiu. El reactiu limitant
és el reactiu que no està present en excés, i per això, el compost del qual depèn el rendiment global d’obtenció del
producte. Esta informació és necessària més tard per a poder calcular el rendiment de la reacció. En el cas de la síntesi
de l’àcid acetilsalicílic, el reactiu limitant és l’àcid salicílic, ja que l’anhídrid acètic s’empra en gran excés (fes el
càlcul per a comprovar-ho).
També has d’incloure en el quadern de laboratori dades com el punt de fusió o ebullició, pesos moleculars, densitats,
dades sobre la toxicitat dels productes manejats, i qualsevol altre tipus d’informació rellevant per a la realització de la
pràctica.
Resulta essencial perquè portes a terme correctament la pràctica el que prepares un esquema del procés del
procediment experimental per avançat. En este esquema has d’incloure tots els passos rellevants del procés, indicant
clarament l’efecte de cada operació de separació en cada substància resultant de la mescla de reacció. El motiu per a
la realització d'este esquema de separació és que quan s’acaba una reacció, el producte final no apareix com una
substància pura per art de màgia. Al contrari, hauràs de separar el producte de reacció d’una mescla complexa de
productes secundaris, producte de partida que no ha reaccionant, dissolvents i/o catalitzadors. Per a facilitar la
comprensió del procediment, has d’establir un esquema de separació en el quadern de laboratori per a l’aïllament del
producte desitjat dels seus contaminants. Per a cada pas has d’intentar comprendre el perquè s’ha de portar a terme
segons el que indica el procediment experimental. Açò ajuda a familiaritzar-se amb les tècniques bàsiques de
separació i purificació utilitzades en Química Orgànica, a més de les circumstàncies en què s’utilitza cada tècnica. En
les nostres pràctiques, este esquema té la forma d’un diagrama de flux. Un exemple de diagrama de flux, de nou per al
cas de la síntesi de l’aspirina, es mostra en la figura 12.
Disolución
COOH
COOH ( CH3CO )2O
Precipitación COOH
70-80ºC OCOCH3 H2SO 4 con H2 O
OH
OH
COOH CH3COOH
( CH3CO )2O CH3COOH
H2SO 4 POLIMERO H2SO 4
OH
Solido Solido
Solido
COOH COOH
COOH
Cristalización OCOCH3 OCOCH3
OCOCH3 EtOH/H2 O Filtración
POLIMERO Lavado COOH
(Trazas)
COOH
Disolución (Trazas) OH
COOH POLIMERO
OH
CH3COOH (Trazas)
Disolución
OH H2SO 4 (Trazas)
CH3COOH
POLIMERO H2SO 4
Figura 12: Model de diagrama de flux
En general, els aspectes principals que han d'arreplegar-se en el quadern de laboratori serien els següents:
1) DESCRIPCIÓ GENERAL DE LA PRÀCTICA
a) Tècniques de laboratori que es desenrotllen en la pràctica
b) Material necessari
c) Característiques físiques(pf, pe, densitat, solubilitat en aigua i en dissolvents orgànics) i toxicitat de
reactius i productes
d) Quantitat de reactius ( PM, g., mols i proporció entre ells)
e) Productes secundaris possibles
f) Precaucions especials
2) ESQUEMA DE SEPARACIÓ (diagrama de flux amb fórmules i indicant composició probable de les distintes
fases)
21

22. 3) OBSERVACIONS EXPERIMENTALS
4) RESULTATS (producte obtingut amb el seu formula, quantitat, p.f. o p.e., rendiment)
5) COMENTARIS ALS RESULTATS EXPERIMENTALS:
Notes a prendre en el laboratori.
Quan es comença la pràctica, el quadern de laboratori ha d'estar sempre a mà per a poder consultar les notes preses en
la preparació per avançat de la pràctica. En el laboratori, el quadern servix també per a anotar resultats com a pesos
obtinguts, volums, determinacions de constants físiques, càlculs, etc. És obvi que esta secció del quadern de
laboratori no es pot preparar per adelantat. El propòsit no és el d'escriure una recepta, sinó el d'escriure el que s'ha
fet i el que s'ha observat, de forma succinta, però clara. Este tipus d’anotacions haurien de ser prou clares i detallades
com perquè puguen ajudar a repetir l’experiment a una persona diferent de la que ha pres les notes.
Quan el producte s’ha purificat finalment, cal incloure les dades pertinents, com a punt de fusió/ebullició, color, pes i
rendiment. El següent apartat explica com es pot calcular el rendiment d’una reacció.
Càlcul de rendiments
Una equació química per a la conversió global dels productes de partida en els productes finals s'escriu d'acord amb
una estequiometria ideal. De fet, l'estequiometria ideal s'utilitza en la pràctica en poques ocasions. Això és degut al fet
que apareixen reaccions secundàries per a donar altres productes; en el cas d'algunes reaccions sintètiques,
s'aconseguix un estat d'equilibri en què hi ha una part significativa de producte de partida que es pot recuperar. També
pot haver-hi algun reactiu en excés des del principi, o la reacció pot ser incompleta. Tots estos factors contribuïxen
que les proporcions en què s'utilitzen els reactius i s'obtenen els productes no coincidisquen quasi mai amb les
descrites en l'equació ideal.
L'expressió quantitativa de l'eficiència d'una reacció ve donada pel càlcul del rendiment de la reacció. El rendiment
teòric d'una reacció és el nombre de mols de producte que s'esperarien obtindre d'una reacció tenint en compte
l'estequiometria ideal, ignorant reaccions secundàries, reversibilitat, pèrdues, etc. El rendiment teòric es calcula
segons l'expressió:
Rendiment teòric = (mols de reactiu limitant) x (proporció estequiomètrica de reactius)
La proporció estequiomètrica és el quocient entre el nombre de mols del producte i el nombre de mols del reactiu
limitant en l'equació estequiométrica ideal. En el cas de l'aspirina, com s'obté en teoria un mol d'àcid acetilsalicílic per
cada mol de reactiu limitant (àcid salicílic), esta proporció és igual a un. O siga, que un mol d'àcid salicílic, en
circumstàncies ideals, donaria un mol d'àcid acetilsalicílic.
El rendiment és simplement el nombre de mols del producte desitjat obtingut dividit pel rendiment teòric, i s'expressa
habitualment en forma de tant per cent:
Rendiment =(Mols de producte obtingut x 100) / (rendiment teòric)
Per exemple, si partírem de 2 grams d'àcid salicílic (pes molecular=138) i 10 grams d'anhídrid acètic (pes
molecular=102) i obtinguérem 1,70 grams d'àcid acetilsalicílic (pes molecular=180), el rendiment es calcularia de la
següent manera:
En primer lloc, per a determinar quin és el reactiu limitant, cal calcular el nombre de mols dels productes de partida:
mols d'àcid salicílic = (grams d'àcid salicílic)/(PM de l'àcid salicílic) = 2/138 = 0,014 mols
mols d'anhídrid acètic = (grams d'anhídrid acètic)/(PM de l'anhídrid acètic) = 10/102 = 0,098 mols
Atés que en l'equació teòrica només fa falta un mol d'anhídrid acètic per a cada mol d'àcid salicílic, el reactiu limiten-
te és l'àcid salicílic, ja que la relació és:
(0,098 mols d'anhídrid acètic) / (0,014 mols d'àcid salicílic) = 7
O siga, que hi ha 7 vegades la quantitat teòricament necessària d'anhídrid acètic. Com l'àcid salicílic està en menor
proporció que l'anhídrid acètic, és el reactiu limitant.
Per a calcular el rendiment cal calcular el nombre de mols d'àcid acetilsalicílic obtingut:
mols d'àcid acetilsalicílic obtingut = (grams d'àcid acetilsalicílic)/(PM de l'àcid acetilsalicílic) = 1,70/180 =
22

23. 0,0094 mols.
Atès que s’obté teòricament un mol d’àcid acetilsalicílic per cada mol de reactiu limitant (àcid salicílic), el rendiment
serà:
Rendiment = 100 x ((0,0094 mols d'àcid acetilsalicílic) / (0,014 mols d'àcid salicílic)) x ((1 mol teòric d'àcid
acetilsalicílic) / (1 mol teòric d'àcid salicílic)) = 100 x 0,0094 / 0.014 = 67%.
Donada la naturalesa del càlcul del rendiment, en general no té sentit especificar més de dos xifres significatives. O
siga, que en l'exemple anterior no s'ha de donar un rendiment com el 67,1428%, sinó com 67%.
BIBLIOGRAFIA
SEGURETAT I NORMES DE LABORATORI:
Mesures de Seguretat i Higiene als laboratoris de la Universitat de València.
Servei de Prevenció de Riscs Laborals.
CARACTERÍSTIQUES DELS COMPOSTS (dades físiques, químiques etc.) s’han de consultar els dos llibres
següents, a més d’incloure la informació adicional de les pàgines web indicades.
1. HANDBOOK OF CHEMISTRY AND PHYSICS.
2. THE INDEX MERCK.
3. www.sigma-aldrich.com
4. “INTERNATIONAL CHEMICAL SAFETY CARDS”.
http://www.ilo.org/public/english/protection/safework/cis/products/icsc/dtasht/
TÈCNIQUES I EXPERIMENTS
5. TÉCNICAS EXPERIMENTALES EN SÍNTESIS ORGÁNICA”Mª A. Martinez Grau y A. G. Csákÿ. Ed.
Síntesis (2001)
6. QUÍMICA ORGÁNICA EXPERIMENTAL. D.L. Pavia, G.M. Lampman y G.S. Kriz Jr., Ed. Eunibar (1978).
7. VOGEL´s TEXTBOOK OF PRACTICAL ORGANIC CHEMISTRY. B.S. Furniss, A.J. Hannaford, P.W.G.
Smith, A.R. Tatchell, Ed. Longman (1989).
8. CURSO PRACTICO DE QUÍMICA ORGÁNICA".R. Brewster, C.A. Vanderwert y W.E. McEwen. Ed.
Alhambra (1965).
23

24. PRÀCTICA 1: UTILITZACIÓ DEL MATERIAL I EQUIPS DE LABORATORI. TÈCNIQUES DE
SEPARACIÓ I PURIFICACIÓ
Part 1: Utilització del material i equips de laboratori
A continuació tens el dibuix de cada una de les peces que trobaràs en el lloc de treball. Repassa els teus coneixements
i indica, davall de cada una d'elles, el seu nom correcte. Pots ajudar-te de l’inventari que trobaràs a les taules, on està
indicat tot el material que ha d’haver en el lloc i el seu nom.
En aquest apartat s'explicaràn el maneig d'alguns dels equips que es van a utilizar durant les sessions: uns són propis
del lloc de treball (manta calefactora, agitador i vareta magnètica) i altres són d'ús comú per a tot el laboratori
(plaques calefactores, banys d'aigua, trompes d'aigua, balances, aparells per a la determinació de punts de fusió,
estufa, màquina de gel i rotavapor).
Part 2: Separació i purificació d'àcid benzoic i alcohol isoamílic
Objectius: Aplicació de les tècniques experimentals bàsiques a la separació i purificació de dos productes en una
mescla
1) Extracció amb embut de decantació.
Procediment experimental: Una mescla formada per 5 mL d'alcohol isoamílic i 5 g àcid benzoic es dissol en 50 mL de
diclorometà (aquesta mescla ja està preparada en el laboratori, i has d’agafar 50 mL) La dissolució es passa, amb
ajuda d'un embut cònic, a un embut de decantació. La dissolució anterior s'extrau amb tres porcions
d’aproximadament, 20 mL de solució 2N NaOH/H2O.
La fase orgànica es llava un parell de vegades amb aigua, posteriorment amb salmorra fins a pH neutre i finalment es
transvasa a un erlenmeyer per al seu assecat amb sulfat sòdic anhidre.
2) Cristal·lització i determinació de punts de fusió.
Procediment experimental: La solució aquosa bàsica s’acidula amb HCl concentrat (gota a gota i amb agitació) fins a
pH àcid. L’àcid benzoic precipitat de la fase aquosa s’arreplega, per filtració en Büchner, es llava amb un poc d’aigua
i es recristal·litza amb la menor quantitat possible d'aigua calenta. Els cristalls obtinguts s’arrepleguen, s’assequen, es
determina el punt de fusió (bibliografia, 121ºC), es pesen i s’entreguen al professor.
3) Destil·lació i determinació de punts d’ebullició.
Procediment experimental: La dissolució orgànica es filtra (per a eliminar l’agent dessecant) amb un embut cònic i
filtre de plecs, passant-la a un matràs de fons redó, se afig un poc de plat porós i es munta un sistema de destil·lació.
La mescla es calfa lleugerament (un 20% de la potència del sistema calefactor) i es destil·len el diclorometà i l'alcohol
isoamílic. L'alcohol isoamílic obtingut es pesa i s'entrega al professor de pràctiques. El diclorometà recuperat s’aboca
en la botella indicada.
24

25. PRÀCTICA 2: SÍNTESI DE DIFENILHIDATOÏNA.
H H
C6 H5 H5 C6 O
H2 N N N
C O OH- HO O O
C O
C O HO N
H2 N H5 C6 N
C6 H5 H5 C6 H5 C6
H H
Objectius: Síntesi de difenilhidantoïna. Formació d’un sistema heterocíclic.
Procediment experimental: En un matràs de fons rodó de 100 mL, es mesclen 2,5 g de benzil, 1,5g d’urea, 10 mL
d’NaOH al 30% i 50 mL d’etanol. La mescla es calfa a reflux durant 1 hora.
El contingut del matràs es deixa refredar, i després s’aboca sobre 75 mL d’aigua. La suspensió obtinguda es filtra per
gravetat i el filtrat s’acidifica amb HCl concentrat. El precipitat blanc que apareix es filtra i s’asseca a buit,
recristalitzant-lo finalment d’etanol.
PRÀCTICA 3. ACETILACIÓ D’ALCOHOLS: ACETAT D’ISOAMIL
O Me H+ O Me
Me + + H2O
OH HO Me Me O Me
Objectius: Aplicació de les tècniques de reflux, extracció i destil·lació a la realització d’una reacció química i a la
separació i purificació del producte.
Procediment experimental: En un matràs de fons rodó de 100 mL s'introduïxen 15 mL d’alcohol isoamílic i 20 mL
d'àcid acètic i se'ls afigen acuradament i amb agitació 3,6 mL d’àcid sulfúric concentrat. La mescla resultant s’agita
perquè els components es mesclen bé i es calfa a reflux durant una hora, després es retira del sistema calefactor i es
deixa refredar la mescla a temperatura ambient (o es refreda utilitzant un bany de gel i aigua).
La mescla de reacció es passa a un embut de decantació amb ajuda d’un embut i es llava amb 50 mL de clorur sòdic
aquós 2M. Després d’agitar la mescla diverses vegades, es deixa reposar i se separa la capa aquosa (inferior),
despreciant-la. La capa orgànica es llava amb uns 25 mL de dissolució aquosa de bicarbonat sòdic 1 M, agitant
acuradament fins que no s'observe despreniment gasós. Separar i rebutjar la capa aquosa i repetir l’operació amb
porcions de 25 mL de dissolució de bicarbonat fins que la capa aquosa indique pH neutre o bàsic. La fase orgànica es
llava finalment amb 20 mL de clorur sòdic aquós 4M, separant de nou la fase aquosa (inferior) i transferint l’ester
(fase superior) a un Erlenmeyer de 100 mL, on s’assecarà afegint mitja cullerada de sulfat sòdic anhidre (o més si és
necessari), agitant ocasionalment durant 10-15 minuts.
L’ester es passa a un matràs de fons redó de 100 mL sec filtrant a través de cotó o llana de vidre (alternativament es
pot decantar el líquid amb atenció que no passe sòlid). Finalment, es destil·la arreplegant el destil·lat entre 135-142 ºC
en un vial sec i prèviament tarat per a calcular posteriorment el rendiment. Cal tindre atenció de no destil·lar a
sequedat (o siga, que no ha de quedar-se sec el matràs; quan queden un parell de gotes per destil·lar, es retira la manta
calefactora per a detindre la destil·lació).
25