IDENTIFICACIÓN DE PRODUCTOS QUÍMICOS DESCONOCIDOS. REQUISITOS

IDENTIFICACIÓN DE PRODUCTOS QUÍMICOS DESCONOCIDOS. REQUISITOS
MÍNIMOS PARA EL PROCEDIMIENTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE LOS
MATERIALES MENCIONADOS, CON EL FIN DE
DAR CUMPLIMIENTO A LA LEY Nº 24.051
"RESIDUOS PELIGROSOS"
(Ámbito de aplicación y disposiciones generales. Registro de Generadores y
Operadores. Manifiesto. Generadores. Transportistas. Plantas de Tratamiento y
disposición final. Responsabilidades. Infracciones y sanciones. Régimen penal.
Autoridad de Aplicación. Disposiciones Complementarias)
1. OBJETIVOS, ALCANCE Y CONSIDERACIONES GENERALES
El primer objetivo del presente documento es establecer el conjunto de análisis
fisicoquímicos a los cuales serán sometidos todos aquellos materiales que sean
considerados "Residuos desconocidos", que se encuentren emplazados en el cualquier
espacio físico (entendiéndose por éste a lugar alguno donde se encuentran los objetos y
en el que los eventos que ocurren tienen una posición y dirección relativas) de la Facultad
de Ingeniería de la Universidad de Buenos Aires (FI-UBA), Sedes Paseo Colón y Las
Heras.
El segundo objetivo es, luego de dar el cabal cumplimiento al primero, establecer la
"CORRIENTE DE DESECHO" de cada uno de los materiales de acuerdo a las
definiciones establecidas en el ANEXO I de la mencionada Ley.
Vale aclarar que los materiales identificados como "Residuos Peligrosos" (Ley Nº 24.051,
"ARTICULO 2° — Será considerado peligroso, a los efectos de esta ley, todo residuo que
pueda causar daño, directa o indirectamente, a seres vivos o contaminar el suelo, el agua,
la atmósfera o el ambiente en general.
En particular serán considerados peligrosos los residuos indicados en el Anexo I o que
posean alguna de las características enumeradas en el Anexo II de esta ley.
Las disposiciones de la presente serán también de aplicación a aquellos residuos
peligrosos que pudieren constituirse en insumos para otros procesos industriales...")
Así mismo se deja expresa constancia que aquellos residuos peligrosos que se
encuentren emplazados en espacio físico alguno de Sede Ciudad Universitaria de la FIUBA serán identificados según el procedimiento establecido por el Servicio de Higiene y
Seguridad de la Fac. de Ciencias Exactas y Naturales de la Univ. de Bs.As. (SHySFCEyN-UBA). A pesar de lo expresado, para establecer un criterio unificado que evite
contraposiciones en los aspectos operativos, el presente documento es concebido
teniendo en cuenta el Documento denominado: IDENTIFICACIÓN DE PRODUCTOS
QUÍMICOS DESCONOCIDOS, HyS-Nº:12, Emisión: S. Arroyo, Aprobación J. Salem,
Fecha de Emisión: 13/12/04, Revisión Nº 0, Fecha de Revisión: N/D, Hojas: 1 y 2;
Dependencia: Servicio de Higiene y Seguridad en el Trabajo, Facultad de Ciencias
Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires.
ANTE EL INCUMPLIMIENTO DE LAS MENCIONADAS MEDIDAS, DE ACUERDO AL
CAPÍTULO III: DEL MANIFIESTO, EL TRANSPORTISTA Y TRATADOR DE RESIDUOS
PELIGROSOS PODRÁ HACER USO DE SU LEGITIMO DERECHO DE NEGARSE A
RECIBIR UN RESIDUO PELIGROSO NO IDENTIFICADO APELANDO AL
INCUMPLIMIENTO DEL ARTÍCULO 12 DEL MENCIONADO CAPÍTULO POR PARTE
DEL GENERADOR DE RESIDUOS PELIGROSOS. A LOS FINES DEL PRESENTE
DOCUMENTO SE CONSIDERA COMO GENERADOR A LA FI-UBA.
2. RESPONSABILIDADES
En referencia a estos aspectos el proceder todo personal de la FI-UBA será considerado
de acuerdo a los expresado en el CAPÍTULO VII de la Ley Nº 24.051, a saber:
CAPITULO VII
DE LAS RESPONSABILIDADES
ARTICULO 45. — Se presume, salvo prueba en contrario, que todo residuo
peligroso es cosa riesgosa en los términos del segundo párrafo del artículo 1113
del Código Civil, modificado por la Ley N° 17.711.
ARTICULO 46. — En el ámbito de la responsabilidad extracontractual, no es oponible a
terceros la transmisión o abandono voluntario del dominio de los residuos peligrosos.
ARTICULO 47. — El dueño o guardián de un residuo peligroso no se exime de
responsabilidad por demostrar la culpa de un tercero de quien no debe responder,
cuya acción pudo ser evitada con el empleo del debido cuidado y atendiendo a las
circunstancias del caso.
ARTICULO 48. — La responsabilidad del generador por los daños ocasionados por los
residuos peligrosos no desaparece por la transformación, especificación, desarrollo,
evolución o tratamiento de éstos, a excepción de aquellos daños causados por la mayor
peligrosidad que un determinado residuo adquiere como consecuencia de un tratamiento
defectuoso realizado en la planta de tratamiento o disposición final.
Con referencia a los Artículos 46 y 47 debe considerarse que Ud. es solidariamente
responsable de todo residuo peligroso presente en Su dependencia, así como los
daños que estos pudieran causar a terceros, POR ESTO ES NECESARIO PARA
EVITAR LAS SANCIONES QUE PREVEÉ LOS CAPÍTULOS VIII Y IX (SE
MENCIONARÁN LOS ARTÍCULOS QUE SON DE INTERÉS A LOS FINES DEL
PRESENTE DOCUMENTO EN EL APARTADO QUE SE PRESENTAS MÁS ABAJO),
QUE UD. INSTRUMENTE LOS MEDIOS NECESARIOS PARA NO PERMITIR
ALMACENAR EN EL MENCIONADO ESPACIO FÍSICO MATERIALES QUE PUEDEN
SER ENCUADRADOS EN LA FIGURA DE RESIDUOS PELIGROSOS Y QUE SON
ORIGINADOS POR TERCERAS PERSONAS Y/O AJENAS A SU DEPENDENCIA.
3. CAPITULO VIII
DE LAS INFRACCIONES Y SANCIONES
ARTICULO 49. — Toda infracción a las disposiciones de esta ley, su reglamentación y
normas complementarias que en su consecuencia se dicten, será reprimida por la
autoridad de aplicación con las siguientes sanciones, que podrán ser acumulativas:
a) Apercibimiento;
b) Multa de CINCUENTA MILLONES DE AUSTRALES (50.000.000) CONVERTIBLES —
Ley 23.928— hasta cien (100) veces ese valor;
c) Suspensión de la inscripción en el Registro de treinta (30) días hasta un (1) año;
d) Cancelación de la inscripción en el Registro.
Estas sanciones se aplicarán con prescindencia de la responsabilidad civil o penal que
pudiere imputarse al infractor.
La suspensión o cancelación de la inscripción en el Registro, implicará el cese de las
actividades y la clausura del establecimiento o loca.
ARTICULO 50. — Las sanciones establecidas en el artículo anterior se aplicarán, previo
sumario que asegure el derecho de defensa, y se graduarán de acuerdo con la naturaleza
de la infracción y el daño ocasionado.
ARTICULO 51. — En caso de reincidencia, los mínimos y los máximos de las sanciones
previstas en los incisos b) y c) del artículo 49 se multiplicarán por una cifra igual a la
cantidad de reincidencias aumentada en una unidad. Sin perjuicio de ello a partir de la
tercera reincidencia en el lapso indicado más abajo, la autoridad de aplicación queda
facultada para cancelar la inscripción en el Registro.
Se considerará reincidente al que, dentro del término de tres (3) años anteriores a la fecha
de comisión de la infracción, haya sido sancionado por otra infracción.
ARTICULO 52. — Las acciones para imponer sanciones a la presente ley prescriben a los
cinco (5) años contados a partir de la fecha en que se hubiere cometido la infracción.
ARTICULO 53. — Las multas a que se refiere el artículo 49 así como las tasas previstas
en el artículo 16 serán percibidas por la autoridad de aplicación, e ingresarán como
recurso de la misma.
ARTICULO 54. — Cuando el infractor fuere una persona jurídica, los que tengan a
su cargo la dirección, administración o gerencia, serán personal y solidariamente
responsables de las sanciones establecidas en el artículo 49.
EN EL ARTÍCULO SE DEJA EXPRESA CONSTANCIA DEL PRINCIPIO SOLIDARIO DE
RESPONSABILIDAD
4. CAPITULO IX
REGIMEN PENAL
ARTICULO 55. — Será reprimido con las mismas penas establecidas en el artículo 200
del Código Penal, el que, utilizando los residuos a que se refiere la presente ley,
envenenare, adulterare o contaminare de un modo peligroso para la salud, el suelo, el
agua, la atmósfera o el ambiente en general.
Si el hecho fuere seguido de la muerte de alguna persona, la pena será de diez (10) a
veinticinco (25) años de reclusión o prisión.
ARTICULO 56. — Cuando alguno de los hechos previstos en el artículo anterior
fuere cometido por imprudencia o negligencia o por impericia en el propio arte o
profesión o por inobservancia de los reglamentos u ordenanzas, se impondrá
prisión de un (1) mes a dos (2) años.
Si resultare enfermedad o muerte de alguna persona, la pena será de seis (6) meses
a tres (3) años.
ARTICULO 57. — Cuando alguno de los hechos previstos en los dos
artículos anteriores se hubiesen producido por decisión de una persona
jurídica, la pena se aplicará a los directores, gerentes, síndicos, miembros
del consejo de vigilancia, administradores, mandatarios o, representantes de
la misma que hubiesen intervenido en el hecho punible, sin perjuicio de las
demás responsabilidades penales que pudiesen existir.
ARTICULO 58. — Será competente para conocer de las acciones penales que deriven de
la presente ley la Justicia Federal.
5. DESCRIPCIÓN DE LA METODOLOGÍA PROPUESTA PARA LA IDENTIFICACIÓN DE
PRODUCTOS QUÍMICOS DESCONOCIDOS QUE SERÁN CONSIDERADOS
"RESIDUOS PELIGROSOS"
NOTA PREVIA: EN EL ÁMBITO DE APLICACIÓN QUE CONSIDERA EL PRESENTE
DOCUMENTO (SEDES PASEO COLÓN Y LAS HERAS DE LA FIUBA) SE CONSIDERA QUE NO SE GENERAN RESIDUOS
PATOGÉNICOS, TIPIFICADOS EN EL ARTÍCULO 19, CAPÍTULO IV,
LEY Nº 24.051.
5.1. LINEAMIENTOS MÍNIMOS
Todo residuo de origen desconocido deberá ser sometido, como condición mínima, al
conjunto de análisis que se detalla a continuación; con el fin de determinar sus
propiedades. Los recipientes que carecen de sus componentes identificatorios (etiquetas,
etc.) deberán ser caracterizados de un modo general para poder proceder a su
disposición de acuerdo a la normativa legal mencionada anteriormente.
Será condición necesaria, pero no suficiente, poder informar si se trata de: un
hidrocarburo (saturado, insaturado [alquenos, alquinos], aromático), solvente clorado,
solvente no clorado, ácido mineral, bases inorgánicas, etc. Aunque las técnicas de
identificación que se mencionarán fueron concebidas para sustancias orgánicas, se
tendrán en cuenta en forma subsidiaria técnicas para identificar sustancias consideradas
inorgánicas y para aquellas muestras que han sido abandonadas en el ámbito de
aplicación indicado, en recipientes como erlenmeyers, balones, matraces, etc. sin rótulo
que indique la composición de su contenido.
5.1.1. Descripción técnica/operativa elemental (vale aclarar que éste último término es
usado para describir los ensayos mínimos a realizar y NO a la técnica analítica cuanticualitativa conocida como análisis elemental C,H,N,S; la cual significa el uso de
equipamiento de cierta complejidad)
• Obtendrá información del recipiente que contiene la sustancia química (líquida o
sólida), en cuestión está en su envase original, por algún indicio que permita
•
•
•
identificar al proveedor y/o fabricante. En caso de recipientes que contengan
gases podrá apelar a observar el color del tubo, garrafa, etc. que contenga el
mismo, ya que la mencionada característica está normalizada de acuerdo a la
identidad de cada gas .
Para materiales que per se puedan ser encuadradas en la categoría de residuo
peligroso que se encuentran abandonados, por ej.: productos de alguna reacción;
el conocimiento del área de química en la cual se encuentra o alguno de los
probables ocupantes de la dependencia pueden dar información que permita
facilitar el procedimiento de identificación (NOTA ADICIONAL: una vez
identificados los causantes de la falta, aplique los instrumentos necesarios para
que estas situaciones no se susciten nuevamente). Vale aclarar aquí que se
comprenderá como reacción todo proceso fisicoquímico en los cuales no se
utilicen material radioactivo y/o biológico en su estado nativo o modificado
genéticamente; con excepción de enzimas aisladas (por ejemplo Lipasas),
levaduras (liofilizadas o no), hongos y plantas (material crudo o extracto del
mismo) que son reconocidos como NO dañinos para la salud humana y el
medioambiente. En el primer caso esto se debe a que el uso, manipulación,
almacenamiento y disposición final de todo material considerado radioactivo está
regido por la Normativa emanada de la Autoridad Regulatoria Nuclear (ARN). En el
segundo caso, como se mencionó anteriormente, se considera que el ámbito de
aplicación del presente documento (FI-UBA, Sedes Paseo Colón y Las Heras) no
está habilitado para generar residuos tipificados en la ley Nº 24.051 como
patógenos (en caso de que Ud. desarrolle sus tareas en Sede Ciudad
Universitaria, se recomienda consulte al Servicio de HyS de la FCEyN-UBA debido
a las razones administrativas y de jurisdicción indicadas más arriba).
El tamaño del recipiente puede ser útil, ya que en general los recipientes de
capacidad mayor a cuatro (4) litros (por ejemplo: bidones, recipientes conocidos
comúnmente como "damajuanas", etc) suelen contener sustancias normalmente
utilizados como solventes que son de grado de pureza inferior a la reconocida
como "analítica" (inferior a Grado P.A.).
El estado de agregación (sólido, líquido, gas), color, viscosidad, densidad; pueden
aportar información muy valiosa. Se deberá intentar probar propiedades ácidobase haciendo uso de papel para medir pH. BAJO NINGUNA CIRCUNSTANCIA
INTENTE UTILIZAR EL OLFATO PARA CARACTERIZAR EL MATERIAL DE
IDENTIDAD DESCONOCIDA.
También podrá colocar una cantidad mínima de material (aproximadamente 0,1 g
en el caso de sólidos, o 0,3 mL si el material es líquido), acercarlo cuidadosamente
a una llama; las características de los productos de combustión y de la forma que
se desarrolla la misma (restos de material carbonoso, color de la llama, pH de los
vapores desprendidos en caso que existieran, otras) podrán sumar indicios sobre
la presencia de hidrocarburos saturados/insaturados. Si el material es un sólido
puede intentarse tomar su punto de fusión. Puede suceder que se evidencie su
descomposición. Si la temperatura de fusión supera el rango de los 200-250ºC
puede sospecharse que se está en presencia de un material inorgánico. En este
caso agregar agua al residuo y medir su acidez como se indicó anteriormente. SE
DEJA EXPRESA CONSTANCIA QUE ANTES DE REALIZAR ESTE ENSAYO UD.
DEBERÁ ASEGURARSE QUE EL MATERIAL A IDENTIFICAR NO SE
CARACTERIZA POR TENER UN REGIMEN DE DESCOMPOSICIÓN TÉRMICA-
OXIDACIÓN QUE SEA ACOMPAÑADO DE LOS FENÓMENOS DE
DEFLAGRACIÓN Y/O DETONACIÓN.
• Tomar una cantidad mínima de volumen o masa indicada anteriormente y
colocarlo en una cuchara comúnmente utilizada en el laboratorio para trasvasar
sustancias, u otro elemento que pueda improvisar compuesto de cobre y acercarlo
cuidadosamente a una llama, si la misma es de color verde puede presumirse que
la muestra contiene uno o varios componentes halogenados. Probar la solubilidad
del material en diferentes solventes, por ejemplo: agua, soluciones acuosas de
diferentes pH (soluciones diluidas y concentradas de ácidos y bases), éter etílico,
hexanos. (Para más información lea el apartado 5.1.2)
Todas las operaciones podrán ser llevadas a cabo por un químico experimentado en un
lapso de tiempo corto,
SERÁ CONDICIÓN DE CUMPLIMIENTO OBLIGATORIO
TRABAJAR SIEMPRE BAJO CAMPANA Y UTILIZANDO LOS ELEMENTOS DE
PROTECCIÓN PERSONAL QUE LA OPERATORIA AMERITA.
•
Ante la presencia de materiales que no puedan ser identificados a partir de la
operatoria anteriormente expuesta, será necesario el uso de EQUIPAMIENTO DE
COMPLEJIDAD VARIABLE, DESDE CROMATÓGRAFOS GAS-LÍQUIDO
(FUNDAMENTALMENTE PARA MUESTRAS QUE NO SE DESCOMPONGAN
BAJO LAS CONDICIONES DE TRABAJO INTRÍSECAS A LAS TÉCNICAS A
UTILIZAR, POR EJEMPLO: PCBs), CROMATOGRAFÍA LÍQUIDA DE ALTA
RESOLUCIÓN
(HPLC,
POR
SUS
INICIALES
EN
INGLÉS),
ESPECTROFOTOMETRÍA DE INFRA-ROJO CON TRANSFORMADA DE
FOURIER, ESPECTRÓMETROS DE MASA Y RMN, ABSORCIÓN ATÓMICA
(FUNDAMENTALMENTE PARA ESTABLECER CONCENTRACIÓN DE
CATIONES Y ANIONES COMO POR EJEMPLO: ARSÉNICO, PLOMO, COBRE,
FÓSFORO, FLUOR, ETC.PREVIA IDENTIFICACIÓN CUALITATIVA DEL ION EN
CUESTIÓN). ESTE TIPO DE ANÁLISIS, TIENEN UN COSTO ECONÓMICO
ELEVADO Y LA FI-UBA, EN GRAL, NO CUENTA CON EL EQUIPO PARA
REALIZARLO. POR LO EXPUESTO DEBERÁ TERCERIZAR
LOS
MENCIONADOS ANÁLISIS, ANTES DE PODER ENTREGARLO AL
TRANSPORTISTA-TRTADOR-DESTRUCTOR Y DEPOSITOR FINAL. EL SSLyA
EN ESTOS ÚLTIMOS CASOS PRESTARÁ EL APOYO TÉCNICO DE
ASESORAMIENTO QUE SE REQUIERA PARA ESTABLECER LOS MEDIOS
NECESARIOS PARA IDENTIFICAR LAS "MUESTRAS DE COMPOSICIÓN
QUÍMICA DESCONOCIDA" PERO BAJO NINGÚN CONCEPTO SE HARÁ
RESPONSABLE DEL TRATAMIENTO DE LAS MISMAS. PARA QUE EL SSLyA
RECIBA LOS RESIDUOS GENERADOS EN SU DEPENDENCIA, UD. DEBERÁ
INFORMAR EN MANERA INEQUÍVOCA (LO CUAL QUEDARÁ PLASMADO EN
EL MANIFIESTO QUE DEBERÁ FIRMAR Y QUE TIENE VALOR DE
DECLARACIÓN JURADA)LA IDENTIDAD DEL MATERIAL ENTREGADO PARA
SU TRATAMIENTO Y DISPOSICIÓN FINAL.
NOTA FINAL: EN CASO QUE UD. INGRESE A UN NUEVO ESPACIO DENTRO DEL
ÁMBITO DE APLICACIÓN DEL PRESENTE DOCUMENTO Y ENCUENTRE
RECIPIENTES CON SUSTANCIAS NO IDENTIFICADAS, ANTES DE DIRIGIRSE AL
SSLyA, DEBERÁ ELEVAR UNA NOTA A LA AUTORIDAD (GENERALMENTE LA
SECRETARÍA DE INVESTIGACIÓN Y DOCTORADO) QUE LE HAYA ASIGNADO ESE
ESPACIO PARA DESARROLLAR SUS TAREAS. LA MENCIONADA SECRETARÍA HA
SIDO NOTIFICADA DE LAS SITUACIONES MENCIONADAS, LAS MISMAS REZAN EN
EL EXPEDIENTE INICIADO POR EL SSLyA Y QUE TENÍA POR OBJETO SOLICITAR
A LA MENCIONADA SECRETARIA LOS ESPACIOS YA AUTORIZADOS PARA
REALIZAR ACTIVIDADES DE INVESTIGACIÓN EN LAS DIFERENTES ÁREAS DEL
ÁMBITO CONSIDERADO EN EL PRESENTE DOCUMENTO. EN EL MISMO SE
SOLICITABA INFORMAR AL SSLyA LA FUTURA APERTURA DE UN NUEVO
ESPACIO DE TRABAJO, CON EL OBJETO DE COMPROBAR LOS ASPECTOS QUE
SON INHERENTES AL SSLyA CON REFERENCIA A LOS MATERIALES QUE DAN
ORIGEN A ÉSTE INSTRUCTIVO.
APARTADO 5.1.2.
“Clasificación de Compuestos Orgánicos por Solubilidad”
Fundamentación Teórica
Cuando un compuesto (soluto) se diluye en un disolvente, las moléculas de aquel se
separan y quedan rodeadas por las moléculas del disolvente (solvatación). En éste
proceso las fuerzas de atracción intermoleculares entre las moléculas del soluto, son
sobrepasadas, formándose nuevas interacciones moleculares más intensas entre las
moléculas del soluto y las del disolvente; el balance de estos dos tipos de fuerzas de
atracción determina si un soluto dado se disolverá en un determinado disolvente.
La solubilidad de una sustancia orgánica en diversos disolventes es un fundamento del
método de análisis cualitativo orgánico desarrollado por Kamm, este método se basa en
que una sustancia es más soluble en un disolvente cuando sus estructuras están
íntimamente relacionadas, dentro de la solubilidad también existen reglas de peso
molecular, ubicación en una serie homóloga y los disolventes que causan una reacción
química como son los ácidos y las bases.
Independientemente de las causas de la disolución del compuesto que se investiga, se
considera que hay disolución cuando 0,05g de la sustancia sólida o 0,1 ml de la sustancia
líquida forman una fase homogénea a la temperatura ambiente con 3 ml de solvente
Factores que afectan la solubilidad: como la solubilidad de una sustancia en otra está
determinada por el equilibrio de fuerzas intermoleculares entre el disolvente y el soluto, y
la variación de entropía que acompaña a la solvatación, factores como la temperatura y la
presión influyen en este equilibrio, cambiando así la solubilidad.
A menudo las características de solubilidad de un disolvente son fijadas por la polaridad
de sus moléculas y las del soluto. En general, se dice que las moléculas semejantes
disuelven a las semejantes por la similitud de sus estructuras y de sus fuerzas de
interacción. Por ejemplo: la molécula no polar n-pentano, CH3 – CH2 –CH2 – CH2 - CH3
no se disolverá en un grado significativo en un disolvente polar como el agua, H2O.
La mayoría de los compuestos iónicos son solubles en agua, debido a la interacción ión –
dipolo. Así, un ácido carboxílico, R-COOH, insoluble en agua, se puede transformar en
una sal, R-COO-M, sódica o potásica, la cual es soluble en agua.
Análogamente, una amina, R –NH2, insoluble en agua se puede transformar en su sal de
amonio, R-NH3 – X , soluble en agua. Por esta razón, la mayoría de los ácidos
carboxílicos y de las aminas serán solubles en soluciones de hidróxido de sodio NaOH, al
10%, y de Ácido Clorhídrico HCl al 10% respectivamente.
Solubilidad en agua: Si la sustancia es soluble en agua, se puede deducir de ello la
presencia de uno o mas grupos polares y/o que el compuesto tiene un peso molecular
bajo. Si el producto es muy soluble en agua, es importante comprobar el pH de la solución
con un papel indicador.
En general cuatro tipos de compuestos son solubles en agua, los electrolitos, los ácidos,
las bases y los compuestos polares.
Los electrolitos, las especies iónicas se hidratan debido a las interacciones ión-dipolo
entre las moléculas de agua y los iones.
El número de ácidos y bases que pueden ser ionizados por el agua es limitado, y la
mayoría se disuelve por la formación de puentes de hidrógeno.
Las sustancias no iónicas no se disuelven en agua, a menos que sean capaces de formar
puentes de hidrógeno; esto se logra cuando un átomo de hidrógeno se encuentra entre
dos átomos fuertemente electronegativos, y para propósitos prácticos sólo el flúor,
oxígeno y nitrógeno lo forman. Por consiguiente, los hidrocarburos, los derivados
halogenados y los tioles son muy poco solubles en agua.
A medida que la cadena del compuesto se hace más larga, se hace menos soluble en
agua. El agua es un solvente anfiprótico (puede aceptar o donar un protón, que sirven
tanto como ácido y base de Bronsted-Lowry) y por lo tanto puede por ejemplo ionizar una
amina dándole un protón o un ácido aceptando un protón del mismo. Estas reacciones se
ilustran así:
R-NH2 + HOHRNH3+ +OHRCOOH + HOHRCOO- +H3O+
Solubilidad en éter: En general las sustancias no polares y ligeramente polares se
disuelven en éter. El que un compuesto polar sea o no soluble en éter, depende de la
influencia de los grupos polares con respecto a la de los grupos no polares presentes. En
general los compuestos que tengan un solo grupo polar por molécula se disolverán, a
menos que sean altamente polares.
Solubilidad en hidróxido de sodio: Los compuestos que son insolubles en agua, pero
que son capaces de donar un protón a una base diluida, pueden formar productos
solubles en agua. Ejemplo: El ácido benzoico no es soluble en agua a temperatura
ambiente, pero si se agita el ácido benzoico sólido con una solución diluida de hidróxido
de sodio, el sólido se disuelve progresivamente. Esto se debe a que se ha transferido un
protón del grupo carboxilo al ión hidroxilo. Esta reacción química produce agua y
benzoato sódico, este posee un enlace iónico entre el oxigeno del carboxilato y el ión
sodio, es una sal, y como la gran mayoría es soluble en agua.
C6H5COOH + NaOH C6H5COO-Na+ + H2O
Solubilidad en bicarbonato de sodio: El concepto de acidez es relativo, y un compuesto
es ácido o básico en comparación con otro. Los ácidos orgánicos se consideran ácidos
débiles, pero dentro de ellos se pueden comparar entre menos o más débiles en
comparación con el ácido carbónico. La solubilidad en bicarbonato dice que la sustancia
es un ácido relativamente fuerte.
RCOOH + NaHCO3RCOO-Na++H2O + CO2
Solubilidad en ácido clorhídrico diluido: La mayoría de las sustancias solubles en agua
y solubles en ácido clorhídrico diluido tienen un átomo de nitrógeno básico. Las aminas
alifáticas son mucho más básicas que las aromáticas, dos o más grupos arilos sobre el
nitrógeno pueden cambiar las propiedades de la amina por extensión, haciéndolas
insolubles en el ácido. Este mismo efecto se observa en moléculas como la difenilamina y
la mayoría de las nitro y polihaloarilaminas.
El ejemplo más común de compuestos que pueden aceptar protones con facilidad y
formar sales solubles en agua lo constituyen las aminas. Las aminas pertenecen a tres
clases: primarias, secundarias y terciarias. En todas ellas encontramos un átomo de
nitrógeno con un par de electrones no compartido que puede aceptar un protón
procedente del medio ácido. Esta transferencia protónica conduce a una sal de amonio
soluble en agua.
En la ecuación siguiente se ilustra el proceso:
R3N + HXR3N+H + XSolubilidad en ácido sulfúrico concentrado: Este ácido es un donador de protones
muy efectivo, y es capaz de protonar hasta la base más débil. Tres tipos de compuestos
son solubles en este ácido, los que contienen oxígeno excepto los diariléteres y los
perfluoro, los alquenos y los alquinos, los hidrocarburos aromáticos que son fácilmente
sulfonados tales como los isómeros meta di sustituidos, los trialcohil-sustituidos y los que
tienen tres o más anillos aromáticos. Un compuesto que reaccione con el ácido sulfúrico
concentrado, se considera soluble aunque el producto de la reacción sea insoluble.
Algunas veces al ensayar la solubilidad de un compuesto orgánico en ácido sulfúrico
concentrado, el compuesto reacciona y se transforma en un producto insoluble. Por
ejemplo, una olefina RCH=CHR; puede producir un polímero insoluble, y un alcohol, ROH,
puede deshidratarse a una olefina, R–CH=CH-R, que a su vez se transforma en un
polímero insoluble. Todos los compuestos que presentan este comportamiento se
clasifican como solubles en el reactivo.
Los compuestos orgánicos se han clasificado en grupos bastantes definidos, según su
solubilidad en diferentes disolventes; estos grupos son:
GRUPO S1: ácidos soluble en agua.
Compuestos monofuncionales de bajo peso molecular, tales como ácidos carboxílicos,
fenoles, esteres, aldehídos, alcoholes, cetonas, aminas, anhídridos, nitrilos,lactonas (éster
cíclico)
GRUPO S2:
Contienen solamente: C,H y O: ácidos dibásicos y polibásicos, ácidos hidroxílicos,
polihidroxifenoles, polihidroxialcoholes.
Contienen metales: sales de ácidos y fenoles, compuestos metálicos varios.
Contienen Nitrógeno: sales aminadas de ácidos orgánicos, aminoacidos, sales de amonio,
amidas, aminoalcoholes, semicarbacidas (compuestos de hidracina, contaminante de
alimentos),
urea.
Contienen Halógenos: ácidos halogenados, aldehídos o alcoholes halogenados, haluros
de ácido.
Contienen Azufre: ácidos sulfonicos, mercaptanos (del latin mercurius captans “capturado
por
mercurio”, es un compuesto sulfurado), ácidos sulfinicos
Contienen Nitrógeno y Halogeno: sales de amina de ácidos halogenados.
Contienen Nitrógeno y Azufre: ácido amino disulfinicos, ácido ciano-sulfonicos, ácido nitrosulfonicos bisulfatos de bases débiles
GRUPO A1: ácidos fuertes
Contiene C,H y O: ácidos y anhidridos (generalmente de 10 carbonos o menos y
forman soluciones coloidales jabonosas)
Contiene Nitrógeno: aminoacidos, nitracidos, cianoacidos, acidos carboxilicos con N
heterociclicos, polinitro fenoles
Contiene Halógenos: haloacidos, poli-halo-fenoles
Contiene Azufre: ácidos sulfonicos, ácidos sulfinicos.
Contiene Nitrógeno y Azufre: ácidos aminosulfonicos, nitrotiofenoles, sulfato de bases
débiles.
Contiene Azufre y Halógenos: sulfonamidas
GRUPO A2: ácidos débiles
Contiene C,H y O: ácidos (de alto peso molecular y forman jabones), anhidridos,
fenoles sin sustitución, esteres de ácidos fenolicos, enoles.
Contiene Nitrógeno: aminoacidos, nitrofenoles, amidas, aminofenoles,compuestos
anfoteros,
cianofenoles, imidas, N-monoalquilaminas aromaticas, hidroxilaminas N-sustituidas,
oximas,
nitroparafinas, hidrocarburos trinitoaromaticos, ureidos.
Contiene helogenos: helofenoles
Contiene Azufre: mercaptanos (tioles), tiofenoles
Contiene Nitrógeno y Halógenos: hidrocarburos aromaticos polinitrohalogenados, fenoles
sustituidos.
Contiene Nitrógeno y Azufre: amino sulfonamidas, ácidos amino sulfonicos,
aminotiofenoles,
sulfonamidas, tioamidas
GRUPO B: Compuesto básicos
Aminas alifáticas de alto peso molecular. Aminas aromáticas, excepto aquellas con más
de un anillo aromático, o con un anillo aromático con sustituyentes atractores de
electrones. Hidracinas y oximas de alto peso molecular,compuestos anfoteros como
aminotiofenoles, aminosulfonamidas
GRUPO N: Hidrocarburos no saturados, alquenos y alquinos. Muchos compuestos
débilmente básicos y de alto peso molecular, tales como aldehídos, cetonas, esteres,
anhídridos, alcoholes, éteres o acetales.
Algunos hidrocarburos aromáticos muy alquilados. Nitrocompuestos ( terciarios). Nitroso,
azo, hidrazo y otros compuestos intermedios de la reducción de nitrocompuestos. Nitrilos.
Sulfonamidas de aminas secundarias. Sulfonas. Otros compuestos que contienen azufre.
GRUPO I: Compuestos neutros
Hidrocarburos alifaticos aciclicos y cicloalcanos; La mayoria de los hidrocarburos
aromaticos; Derivados halogenados,Éteres diarílicos.
GRUPO M: Contiene Nitrógeno: anilidas y toluididas, amidas, nitroarilaminas,
nitrohidrocarburos, aminofenoles, azo, hidrazo y azoxi compuestos, di y triarilaminas,
dinitrofenilhidracinas, nitratos nitrilos
Contiene Azufre: mercaptanos, N-dialquilsulfonamidas, sulfatos, sulfonatos, sulfuros,
disulfuros, sulfonas, tioesteres, derivados de la tiourea
ESQUEMA DE CLASIFICACIÓN DE SOLUBILIDAD
Análisis elemental cualitativo; Para muestra orgánica
1.0 Fundamentación teórica
El análisis cualitativo tiene por objeto identificar los componentes de una sustancia,
mezclas de sustancias o soluciones, y en qué forma el elemento componente o grupos de
elementos están combinados entre sí. Para determinación de las proporciones relativas
de los componente se utiliza un análisis cuantitativo. Claramente un análisis cualitativo
riguroso debe anteceder al análisis cuantitativo, ya que da una indicación aproximada de
las proporciones relativas de los componentes y sirve como guía en la elección de los
métodos a emplearse en el análisis cuantitativo.
Actualmente, además de conocer sus propiedades físicas como: punto de fusión,
ebullición, índice de refracción, densidad, solubilidad y análisis elemental cualitativo, se
realizan determinaciones de los espectros de infrarrojo (IR), resonancia magnética nuclear
(RMN) de 1H y 13C y espectroscopia de masa (EM) para su identificación. Los cuales dan
de manera certera la estructura de la molécula a analizar.
El análisis cualitativo tiene como objetivo Identificar, a través de reacciones específicas,
los elementos más comunes que constituyen los compuestos orgánicos, es decir,
Carbono ( C), Hidrógeno (H), Oxígeno (O), Nitrógeno (N), Azufre (S) y halógenos (X: F, Cl
y Br, I), siendo bastante menor la presencia de Fósforo (P).
La identificación de una sustancia implica su transformación, debido a que los elementos
químicos presentes se encuentran enlazados en forma covalente, ésta transformación, a
través de reacciones químicas, forma productos iónicos de fácil identificación.
1.1.- Identificación de Carbono e Hidrógeno:
El método que se utiliza para identificar los elementos principales de una sustancia
orgánica es el análisis por combustión con óxido cúprico (óxido de cobre II). Éste método
fue perfeccionado por el químico alemán Justus von Liebig (1803 - 1873), lo que le
permitió obtener la formulación empírica de numerosos compuestos orgánicos.
El principio de éste método consiste en la reducción del óxido cúprico, cuproso y cobre
metálico y la transformación del carbono en anhídrido carbónico y el hidrógeno en agua.
El CO2 producido por la combustión es recibido en una solución de Ba(OH)2 (agua de
barita), con la que reacciona dando un precipitado de BaCO3 de color blanco. El H2O que
se forma se condensa en las paredes del tubo de ensayo.
Las reacciones involucradas son:
Muestra Orgánica + CuO(s) → △→ CO2(g) + Cu2O(s) + H2O(l)
En exceso de muestra el óxido cuproso formado puede seguir oxidando hasta reducirse a
cobre metálico:
Muestra Orgánica + Cu2O(s) → △→ CO2(g) + Cu(s) + H2O(l)
CO2(g) + Ba(OH)2(ac) → BaCO3(s) + H2O(l)
➥ Precipitado blanco
1.2.- Fusión con sodio:
Para las investigaciones cualitativas del nitrógeno, halógenos, fósforos y azufre en los
compuestos orgánicos, se necesita una reacción vigorosa que permite separar los
enlaces covalentes y dejar libres los elementos que se desean estudiar. Uno de los
procedimientos que se emplea con este fin, consiste en la fusión de la sustancia orgánica
con sodio metálico (Método de Lassaigne) que convierte el azufre en sulfuro de sodio
(Na2S) el nitrógeno en cianuro de sodio (NaCN), los halógenos en halogenuros, el fósforo
en fosfatos. Los iones se presentan en solución acuosa como sales sódicas inórganicas
incoloras, como se muestran a continuación en esta ecuación química:
Muestra Orgánica + Na(s) →△→ NaX(ac) + Na2S(ac) + NaCN(ac) + NaCNS(ac)
La identificación se realizará por precipitación de los aniones, los cuales al reaccionar con
diferentes reactivos, forman productos coloreados, que caracterizan los distintos
compuestos a identificar. Estas técnicas de identificación, son las siguientes.
I.- Identificación de azufre:
Para la identificación de azufre (ión sulfuro S-2) en la muestra, se procede a acidificar la
solución proveniente de la fusión, con ácido acético (CH3COOH) con el fin de formar
ácido sulfhídrico, se agrega dicho compuesto al reaccionar con acetato de plomo, forma
un precipitado negro, que nos permite identificar la presencia de azufre. Esto se muestra
en las siguientes ecuaciones de reacción química:
2 CH3COOH(ac) + S-2(ac) → H2S(ac) + 2 CH2COO-(ac)
Pb(CH3COO)2(ac) + H2S(ac) → PbS(s) + 2 CH3COOH(ac)
➥ Precipitado Negro
Existe también una reacción alternativa, que es la del ión sulfuro con Nitroprusiato de
Sodio, en la cual el color característico obtenido es un color violeta.
Na2Fe(CN)5NO + S-2(ac) → Na4Fe(CN)5SNO
➥ Coloración violeta
II.- Identificación de nitrógeno:
En el caso del Nitrógeno, luego de la fusión con Na, se presenta como ión Cianuro (CN-),
las reacciones que se observan a continuación, representan la identificación de dicho ión,
el cual se reconoce por la aparición de un color azul de prusia. El color aparece al
oxidarse el Fe+2 a Fe+3 cuando se agrega el H2SO4 en contacto con el ambiente.
Fe+2(ac) + 6CN-(ac) → [Fe(CN)6]-4(ac)
4 Fe+3(ac) + 3 [Fe(CN)6]-4(ac) → Fe4[Fe(CN)6]3(ac)
➥ Azul de Prusia
Si la muestra orgánica contiene azufre, se puede formar el ión sulfocianuro, el cual con el
ión férrico (Fe+3), entrega producto de coloración roja, lo cual se debe al Fe(SCN)3.
III.- Identificación de halógenos (X; Cl, Br, I):
En este caso se realiza la identificación de los iones halógenos (Cl-, Br-, I-), para lo cual
es necesario eliminar las especies químicas que pueden actuar como interferentes en la
reacción, como los iones CN- y S-2, estos serán eliminados como gases de HCN (ácido
cianhídrico) H2S (ácido sulfhídrico). La reacción general observada es:
X-(ac) + AgNO3(ac) → AgX(s) + NO3-(ac)
Según el halógeno que presenten, los precipitados de halogenuros de plata, se observan
notorias diferencias. De esta forma, el cloruro de plata es blanco y soluble en solución de
amoniaco; El bromuro de plata es más bien amarillento y medianamente soluble en
solución de amoniaco y el yoduro de plata se observa amarillo e insoluble en solución de
amoniaco.
Con el fin de identificar los iones I- y Br- en presencia del ión Cl-. Se debe realizar la
oxidación de los iones I- y Br- con agua de cloro, como se muestra en las reacciones.
2 I-(ac) + Cl2(ac) → I2(s) + 2 Cl2 Br-(ac) + Cl2(ac) → Br2(l) + 2 ClCuando ambas especies químicas se encuentran presentes, se puede reconocer por la
coloración violeta del I2, y el color pardo amarillo del Br2 cuando se disuelven en CCl4. Se
debe controlar la oxidación con agua de Cl, ya que un exceso de cloro en la reacción
podría provocar la oxidación del yodo (I2) a ion yodato (IO3). Dicha oxidación del yodo
permitirá la identificación del Bromo (Br2) en la extracción del líquido- líquido con
tetracloruro de carbono (CCl4), se debe considerar que el Bromo también sufre la
oxidación a bromato por la acción del agua de cloro:
I2 + 5Cl2 + 6 H2O → 2 HIO3 + 10 HCl
Br2 + 5Cl2 + 6 H2O → 2 HBrO3 + 10 HCl
Un metodo alternativo para el reconocimiento de Yoduros, consiste en agregar a la
solucion obtenida en la fusion con Na, gotas de HCl y FeCl3, lo cual permite que se libere
el yodo en forma libre, luego este es tratado con almidon o solventes no polares
(benceno, tolueno, cloroformo), lo cual permite su identificación.
2NaI + 2 FeCl3 → 2NaCL + 2 FeCl3 + I2
I2 + C6 H11 O5 (almidón) → C6 H11 O5 I (sorbato-yodo-almidón)
Solución azul.
Para la identificación de cloro en presencia de ión yoduro e ión bromuro, se deben
eliminar estos interferentes por oxidación con PbO2 sólido en medio ácido.
I- + 3 PbO2(s) → IO3- + 3 PbO
Br- + 3 PbO2(s) → BrO3- + 3 PbO
Cl- + 3 PbO2(s) → No hay reacción
Luego:
Cl-(ac) + Ag+(ac) + AgCl(s)
2.0.- Procedimiento experimental
Reactivos:
CuO anhidro
Na (metálico)
Ba(OH)2
CH3COOH (diluido)
Acetato de Plomo 5%
Nitroprusiato de Sodio
Sulfato ferroso
H2SO4 (concentrado)
HNO3 (concentrado)
AgNO3 5%
Amoniaco
Materiales:
Batería de tubos de ensayo Pyrex
Tubo de desprendimiento
4 vasos de precipitado 250mL
Pinzas metálicas
Espátulas
Mortero
Algodón
Papel filtro.
2.1.- Identificación de Hidrógeno y Carbono.
Mezclar en un tubo de ensayo Pyrex, una punta de espátula del compuesto
orgánico seco y previamente molido (pluma, cochayuyo), con 1,00g aproximadamente de
Óxido cúprico anhidro molido. Tapar con un tubo de desprendimiento y proceder a
calentar a llama directa, sumergiendo la punta del tubo de desprendimiento en una
solución de Ba(OH)2 incolora. La aparición de un precipitado blanco (BaCO3) muestra la
presencia de Carbono. La presencia de pequeñas gotas de agua en las paredes del tubo
de ensayo y de desprendimiento, indican la presencia de Hidrógeno.
2.2.- Reacción de fusión con Sodio.
Introducir en un tubo de ensayo limpio y seco, un trozo de Na metálico (evitando
tocarlo con los dedos y contacto con la humedad), calentar el tubo, tapado con un trozo
de algodón, a llama directa hasta observar la fusión del Sodio y los vapores del mismo
suban aproximadamente 1cm. Dejar de calentar y agregar con cuidado aproximadamente
15.00 mg de muestra, tapar nuevamente el tubo y continuar el calentamiento hasta
observar un color rojo cereza, dejar de calentar e inmediatamente sumergir el tubo por su
parte posterior en un vaso de pp. con 20.00mL de agua destilada, quebrando el tubo con
el fin de extraer el producto de la reacción. Filtrar la solución contenida en el vaso, el
filtrado se utilizará posteriormente para los siguientes análisis.
I.- Determinación de Azufre.
Agregar a un tubo de ensayo 2.00mL del filtrado (frío), acidular con 2.00 a 3.00mL
de ácido acético diluido. Agregar 3 gotas de acetato de plomo 5%. La aparición de un
precipitado negro evidencia la presencia de Azufre.
Agregar a un tubo de ensayo, 1.00mL del filtrado, adicionar 2 gotas de solución de
Nitroprusiato de Sodio. Una coloración rojiza-violeta indica la presencia de Azufre.
II.- Determinación de Nitrógeno.
Agregar a un tubo de ensayo 3.00mL del filtrado, Agregar una punta de espátula
de Sulfato Ferroso, hervir por 10 segundos aproximadamente y enfriar. Agregar 3 gotas
de H2SO4 concentrado y agitar. La aparición de un color azul Prusia indica la presencia
de
Nitrógeno.
III.- Determinación de halógenos (Cl-, Br-, I-).
Agregar a un tubo de ensayo 3.00mL del filtrado, acidular con 2 a 3 gotas de HNO3
concentrado y agitar. Calentar suavemente el tubo evitando que hierva bruscamente por
aproximadamente 2 minutos y enfriar. Agregar 3 gotas de Nitrato de Plata 5%, la
aparición de un precipitado abundante indica la presencia de halógenos. Comprobar la
solubilidad del precipitado en Amoniaco.
IV.- Determinación de Cloruro en presencia de Yoduro y Bromuro.
Agregar a un tubo de ensayo 5.00mL del filtrado, acidular con 10 gotas de ácido
acético glacial y una punta de espátula de Óxido de Plomo. Hervir 10 segundos
aproximadamente, diluir con agua destilada filtrar y enfriar. Acidular el filtrado con HNO3
diluido, comprobando el carácter ácido (pH), agregar Nitrato de Plata. La aparición de un
precipitado blanco indica la presencia de Cloruro.
V.- Determinación de Yoduro y Bromuro en presencia de Cloruro.
Agregar a un tubo de ensayo 5.00mL del filtrado, agregar 3 gotas de H2SO4 y
agitar, luego hervir por 10 segundos y dejar enfriar. Agregar 1.00mL de CCl4 y
posteriormente agregar gota a gota (evitando el exceso) agua de Cloro, agitando
constante y vigorosamente. Una coloración violeta en la fase del CCl4 indica la presencia
de Yoduro. Continuar agregando gota a gota agua de Cloro, una coloración pardo
amarillento en la fase del CCl4 indica la presencia de Bromuro.