OBTENCIN DE FLUORESCENA

LINA PAOLA OREJARENA AVILA

COD 63453291

FERNANDO AGUDELO

PROFESOR

UNIVERSIDAD DEL QUINDIO

FACULTAD DE CIENCIAS BASICAS Y TECNOLOGIAS

PROGRAMA DE QUIMICA

ARMENIA

2013

OBTENCIN DE FLUORESCENA

Objetivos

Realizar la sntesis de la Fluorescena.

Reaccionar el Resorcinol con Anhdrido Ftlico para sintetizar la Fluorescena.

Identificar el producto final con el punto de fusin y el espectro infrarrojo, obtener el porcentaje de rendimiento.

Con los reactivos usados parla sntesis, hallar el reactivo limite.

Comprender la diferencia entre emisin y absorcin de luz en la regin del ultravioleta-visible.

RESUMEN

En esta prctica se sintetizara la fluorescena a partir del Resorcinol y Anhdrido Ftlico usando cido sulfrico como catalizador que al obtenerla fue cristalizada. En esta prctica se tuvo en cuenta las observaciones en cada etapa y se le determin su masa, punto de fusin y se analiz su IR despus de ser filtrada.

INTRODUCCIN

Lafluorescenaes una sustancia coloranteorgnicahidrosoluble utilizada en el examen de los vasos sanguneos del ojo y en ciertas tcnicasodontolgicas. Fue descubierta por el qumico profesor y premio Nobel de Qumica (1905)Johann Friedrich Wilhelm Adolf von Baeyer(1835-1917). La fluorescena es una sustancia colorante orgnica hidrosoluble de color amarillo perteneciente al grupo de lasxantinasque produce un colorfluorescenteverde intenso ensolucionesalcalinas(conpHmayor a 7). Es un compuesto orgnico cuyo esqueleto principal se conforma de 3 anillos aromticos consecutivos, sin embargo a diferencia de otros compuestos orgnicos tienen una muy importante propiedad, la fluorescencia.

Cuando se expone a la luz, la fluorescencia absorbe ciertaslongitudes de onday emite luz fluorescente de longitud de onda larga. Es, as mismo, un colorante indicadorftlicoque aparece de color amarillo-verde de la pelcula lagrimal normal, y de color verde brillante en un medio ms alcalino, tal como el humor acuoso, y se usa teraputicamente como una ayuda para el diagnstico de las lesiones corneales y trauma corneal. La reaccin es la siguiente:

El mecanismo de la reaccion es el siguiente

Materiales

Vasos de precipitadosVarilla de vidrioPipetasMatraz ErlenmeyerProbetaEstufa

Termmetro

Tubos de ensayo

Reactivos

ResorcinolAnhdrido Ftlicocido SulfricoAgua Destilada.HCl

NaOH

Procedimiento

0,15g Anhdrido Ftlico 0,22g Resorcinol

1 gota H2SO4

180C (30min a 90min)

Calentar

2mL H2O

0,1mL HCl

10min

Calentar

Filtrar

Filtrado Residuo

Secar

Luz UV

1 muestra + 10mL HCl 1.0 M

Fluorescena

UV

1 muestra + 10mL NaOH 1.0 M

Fluorescena

1 muestra + 10mL H2O 1.0 M

Fluorescena

1 muestra + 10 mL HCl 1.0 M

Fluorescena

1 muestra + 10 mL HCl 1.0 M

Fluorescena

1 muestra + 10 mL HCl 1.0 M

Fluorescena

1 muestra + 10 mL HCl 1.0 M

Fluorescena

Pesar

Punto de Fusin

IR

UV

Resultados

Masa de la muestra = 0,182g

Punto de Fusin =

Pureza Anhdrido Ftlico = 98,0%

Pureza Resorcinol = 98,0%

Reactivo lmite

Reactivo lmite

Masa de la Fluorescena

2 moles Resorcinol 1 mol Fluorescena

0,2197 g Resorcinol x = 0,3315 g Fluorescena

IR

Anlisis IR

3300 - 3100 Tensin de enlace en alquenos1725 Cetonas

1600 Compuestos Aromticos

1325 - 1100 Presencia de Alcoholes y teres

Espectro UV

Espectros UV-Visible de Fluorescena en solucin bsica, neutra y cida

Observaciones

El resorcinol es un slido granulado de color beige y al adicionarle el anhdrido ftlico que esta como lminas slidas de color blanco en un mortero, al triturar estos dos compuestos se traspasa a un tubo de ensayo y se agrega una gota de cido sulfrico se forma una mezcla que tom un color rojizo al calentarlo en un bao de H2SO4 en una campana de extraccin. Debido a la presencia en la mezcla de formas slidas se procedi al calentamiento para lograr fundir y formar una solucin durante 30min. Se filtra el slido a vaco sobre un papel previamente pesado y se lava con un poco de agua. El precipitado se seca y pesa para calcular el rendimiento de la reaccin y el lquido del filtrado que queda se pone a la luz UV donde este lquido queda fluorescente, cuando se filtr el precipitado qued de color rojo.

Cuando estbamos lavando el material, se observan una coloracin amarillo-verde fluorescente, y para comprobar que el material usado ya no haba restos de fluorescena adicionamos NaOH en algunas ocasiones observamos la misma coloracin. En la mesa de trabajo si se pasaba la lmpara de luz UV tambin se observa el mismo color en las zonas donde se haba derramado lo que estbamos filtrando.

Se sacaron tres porciones de 10mL del lquido de filtrado que este acta como indicador en 3 beaker y se le agregaHCl, NaOH y H2O a cada beaker y da lo siguiente:

Muestra Fluorescena + NaOH Disminuye la fluorescencia

Muestra Fluorescena + HCl Aumenta fuertemente la fluorescencia

Muestra Fluorescena + H2O Aumenta la fluorescencia un poco

Conclusiones

Se conoci y se puso a prueba un sencillo mtodo para la obtencin del colorante, se realiz satisfactoriamente.

Adems, la fluorescena tambin puede emplearse como indicador cido base, ya que como se mencion, el color depende del pH. Tal diferencia es ms evidente si se analizaron espectros de absorcin respectivos en la regin del ultravioleta visible.

Cuestionario

1. Consulte la estructura de al menos otros dos pigmentos fluorescentes.

Quinina: la quinina tiene fluorescencia por produccin quntum, lo que genera un efecto luminoso cuando esvistabajo la luz ultravioleta. La "produccin quntum" mide qu tan eficientemente la luz absorbida crea un efecto ptico. Una sustancia como la quinina se vuelve fluorescentecuando los fotones de la luz absorbida liberan fotones en otra longitud de onda. Cuando los fotones estn bajo la luz en el rango ultravioleta y las emisiones activadas en el rango visible, la sustancia brillar bajo la luz negra. Incluso en cantidades pequeas, la quinina tiene estas propiedades pticas. Las mezclas que contienen quinina, incluyendo el agua tnica, emiten fotones visibles cuando se colocan bajo la luz ultravioleta, creando un efecto de luz azul verdosa.

Fluoreno: es un hidrocarburo aromtico policclico. Forma cristales blancos que presentan una caracterstica, olor aromtico similar al de la naftalina. Tiene un color violeta de fluorescencia, de ah su nombre.

2. Por qu es diferente el color de la disolucin de fluorescena en medio cido, bsico y neutro? Qu cambios estructurales se producen en la molcula a consecuencia del medio cido o bsico?

El cambio de color de la fluorescena cambia en medio acido, bsico y neutro debido a que uno de los factores que afecta la fluorescencia en una sustancia es el cambio de pH. La presencia de grupos donadores de electrones, como -NH2 y -OH favorece la fluorescencia, puesto que aumentan la probabilidad de transicin entre el estado singulete de menor energa vibracional y el estado fundamental.

La introduccin de un tomo de nmero atmico elevado en un sistema de electrones suele aumentar la fosforescencia, en detrimento de la fluorescencia. Los grupos aceptores de electrones, como -COOH, -NO2, -N=N- y X disminuyen y, en ocasiones inhiben la fluorescencia.

Como cambia la estructura

Influencia del pH: el espectro de fluorescencia de muchos compuestos aromticos conteniendo grupos funcionales cidos o bsicos es sensible al pH. Los cambios en la emisin de los compuestos de este tipo provienen del nmero de especies resonantes diferentes que estn asociadas con las formas cidas o bsicas de las molculas. As, por ejemplo, la anilina, en medio neutro y alcalino presenta fluorescencia en la regin visible, pero dicha fluorescencia desaparece en medio cido.

Otro cambio se da al reaccionar la fluorescena con NaOH produce un nuevo compuesto llamado uranina intensificando la fluorescencia de color amarillo verdoso.

3. Investigue qu es un espectro de absorcin y uno de emisin

Espectro de absorcin: se presenta cuando un slido incandescente se encuentra rodeado por un gas ms frio, el espectro resultante muestra un fondo interrumpido por espacios oscuros denominados lneas de absorcin, porque el gas ha absorbido de la luz aquellos colores que ste irradia por s mismo. Suele ocurrir que unos cuerpo absorben slo la radiacin de unas determinadas longitudes de onda y no aceptan absorber otras de otras longitudes, por lo que cada cuerpo, cada elemento qumico en la prctica, tiene su propio espectro de absorcin, el cual se corresponde con su espectro de emisin, al igual como si fuera el negativo con el positivo de una pelcula. En la naturaleza se da tambin que otros cuerpos absorben radiacin de otros cuerpos dejando rayas negras.

Espectro de emisin: mediante suministro de energa calorfica, se estimula un determinado elemento en su fase gaseosa, sus tomos emiten radiacin en ciertas frecuencias del visible, que constituyen su espectro de emisin. Ninguno de estos se repite. Por ejemplo, algunos de ellos lo hacen en el infrarrojo y otros cuerpos no. Ello depende de la constitucin especfica de cada cuerpo, ya que cada uno de los elementos qumicos tiene su propio espectro de emisin.

4. En qu difiere el color de las disoluciones observadas a simple vista de aquellas observadas bajo luz ultravioleta? Cmo se nombra tal propiedad de las sustancias?

La fluorescena en medio acido es de color amarillo con fluorescencia baja, en medio bsico posee un color verde con fluorescencia muy intensa y finalmente en medio neutro es amarillo verdoso con fluorescencia media. Lapropiedad en donde cambia el color es la fluorescenciaque es un tipo particular deluminiscencia, que caracteriza a las sustancias que son capaces de absorber energa en forma de radiaciones electromagnticas y luego emitir parte de esa energa en forma deradiacin electromagnticadelongitud de onda diferente.

5. Observando los espectros UV-Vis obtenidos, en qu difieren? Tal diferencia es observable a simple vista?

Estos difieren en la irradiacin con la radiacin electromagntica del intervalo que va de 300nm a 800nm. Los espectros obtenidos son una grfica de las longitudes de onda que la molcula absorbe, pero el color que observamos es en realidad la combinacin de aquellas longitudes de onda que la molcula nos devuelve. La radiacin absorbida por la molcula le provoca una transicin electrnica, que es un cambio en forma por la molcula y tamao de su nube de electrones. Posteriormente la molcula regresa a su estado inicial, o basal, disipando la energa recibida, vibrando, rotando deformndose o emitiendo luz, este ltimo fenmeno permite obtener los espectros de emisin de la molcula.

Los espectros UV-Vis obtenidos son:

La diferencia en estos espectros ultravioletas visibles son las ondas generadas por las longitudes de onda causadas por la excitacin electrnica por los rayos UV con respecto a las emisiones de calor del compuesto.

Bibliografa

Morrison R. T; Boyd R. N. (1998). Qumica Orgnica. 5 Ed. Pearson Addison Wesley. Mxico. pp 686/688, 709.

http://es.scribd.com/doc/3386346/Sintesis-de-fluoresceina

Vollhardt K; Schore N. (2005). Qumica Orgnica, estructura y funcin. 3 ed. Omega. Espaa. pp 511-513.

Wade L. (1993). Qumica Orgnica. 2 ed. Prentice Hall. Mxico. Pag 818, 819.