OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Realizar el estudio general de los colorantes destacando su obtención obtención y sus aplicaciones en procesos de teñido. OBJETIVOS ESPECIFICOS
Obtener el anaranjado II mediante diazotacion aromática. Efectuar el estudio experimental de la copulación. Efectuar pruebas de teñido. Observar el proceso de teñido en la industria textilera. textilera .
MARCO TEORICO COLORANTES Los colorantes son cualquiera de los productos químicos pertenecientes a un extenso grupo de sustancias, empleados para colorear tejidos, tintas, productos alimenticios y otras sustancias. En la moderna terminología industrial se amplía el concepto de colorantes a los productos que contienen colorantes orgánicos puros junto con agentes reductores o de relleno que los hacen más manejables. Los colorantes no deben confudirse con los pigmentos, que son sustancias polvorosas de color que precisan mezclarse con agentes adhesivos antes de aplicarse a una superficie. El color de los compuestos orgánicos depende de su estructura. Generalmente, los compuestos empleados como tintes son productos químicos orgánicos insaturados. La característica del color es especialmente notable en productos químicos que contienen ciertos grupos insaturados bien definidos. Estos productos químicos, conocidos como cromóforos (portadores de color), tienen diferentes capacidades para dar color. Los colorantes han de tener la capacidad de penetrar y colorear los tejidos y otros materiales. Los radicales químicos llamados auxocromos, tienen la propiedad de fijar eficazmente el colorante deseado. Se trata de ácidos y bases que originan colorantes ácidos y básicos. En algunos compuestos, la presencia de un grupo auxocromo puede colorear compuestos incoloros. La materia prima básica de los colorantes sintéticos son compuestos que, como el benceno, se derivan de la destilación seca o destructiva del carbón ( véase Fenilamina; Alquitrán de hulla). Por eso estos colorantes se conocen a menudo popularmente como colorantes de alquitrán de hulla. A partir de la materia prima se elaboran productos intermedios mediante diversos procesos químicos que, normalmente, implican la sustitución de elementos específicos o radicales químicos por uno o más átomos de hidrógeno de la sustancia básica. Los colorantes pueden clasificarse atendiendo a sus aplicaciones o por su estructura química. La clasificación química suele determinarse por el núcleo del compuesto. Entre los grupos más importantes de colorantes están los azocolorantes, que incluyen el amarillo mantequilla y el rojo congo; los trifenilmetanos, que incluyen el color magenta y el violeta metilo; las ftaleínas; las azinas, que incluyen el color malva, y las antraquinonas, que incluyen la alizarina. El índigo es un colorante de tina que se da en la naturaleza en un glucósido cristalino llamado indicán. Otro grupo importante lo constituyen las ftalocianinas, de color azul o verde, con una estructura química semejante a la clorofila. Los azocolorantes son los más empleados. Véase Diazocompuestos. Una tintura es un pigmento o colorante químico empleado para colorear el vidrio, papel, tejidos o maderas. La sustancia que tiñe, que contiene alcohol, aceites o agua como vehículo, es transparente y más fina que la pintura y penetra en las fibras del material que se desea teñir. También se llama tintura a la mezcla química que se usa en las investigaciones microquímicas y microscópicas para distinguir diminutas estructuras transparentes. 1
TEÑIDO Teñido, proceso en el que se colorean fibras textiles y otros materiales de forma que el colorante se convierta en parte integrante de la fibra o materia, y no en un mero revestimiento superficial. Los tintes son compuestos químicos —la mayoría orgánicos — que poseen una afinidad química o física hacia las fibras. Tienden a mantener su color a pesar del desgaste y de la exposición a la luz solar, el agua o los detergentes. CLASIFICACION DE LOS TINTES Hay miles de tintes y numerosos procesos de teñido. El tinte y el procedimiento empleado dependen del color, su solidez y de su coste. Los tintes se pueden clasificar de varias formas. En las aplicaciones textiles, el criterio de clasificación se refiere a la estructura química del producto y a las clases de fibras para las que es apropiado. Los tintes directos producen colores sólidos en fibras colocadas directamente en una disolución de tinte; los indirectos sólo producen colores sólidos en fibras tratadas antes o después del teñido. Los tintes directos se emplean para fibras de celulosa, sobre todo algodón, rayón, lino y ramio. Otros tipos de tinte empleados para celulosa son los tintes de cuba, los tintes de naftol y azufre y los fibrorreactivos. Los tintes también se pueden clasificar según su estructura química, y dividirse en los que suelen conocerse como tintes ácidos y tintes básicos. Los tintes ácidos (también llamados aniónicos) contienen grupos ácidos, como el sulfónico o el carboxilo, y forman sales en combinación con bases, pero no forman disoluciones ácidas; su nombre deriva de su estructura molecular. Se emplean en fibras proteínicas como la lana, y no sirven para teñir fibras de celulosa. Los tintes básicos (también llamados catiónicos) no forman disoluciones básicas. Dan lugar a sales en combinación con ácidos o con fibras de estructura química apropiada. Las características químicas de las fibras textiles limitan los tintes y métodos de teñido empleados para colorearlas, mientras que la calidad del teñido determina las reacciones empleadas para uso comercial. La lana y la seda forman sales con tintes ácidos o básicos, por lo que pueden ser teñidas por cualquiera de ellos. Sin embargo, los tintes básicos suelen producir peores resultados. El algodón no reacciona con los tintes ácidos y no puede ser teñido directamente con tintes básicos. El método empleado para teñir fibras sintéticas depende de su composición. El rayón de viscosa y el rayón de cuproamonio, al estar formados de celulosa, se pueden teñir con los mismos compuestos empleados para el algodón. Los poliésteres, el acetato y el triacetato requieren el uso de tintes dispersos. Las fibras acrílicas se tiñen con tintes básicos. Los tejidos de fibra de vidrio no se pueden teñir debido a la naturaleza inerte del material; el vidrio fundido se colorea con sales metálicas antes de producir las fibras. Véase Vidrio (industria): Fibra de vidrio; Plásticos. TEÑIDO INDIRECTO En la actualidad, el teñido indirecto se practica sobre todo con carácter artesanal. El sistema más sencillo consiste en un tratamiento previo del tejido con una solución fijadora denominada mordiente, seguido de la inmersión en un baño de tinte. En el pasado se empleaba tanino como mordiente porque permitía el uso de tintes básicos en algodón y otros tejidos de celulosa. Este proceso se emplea hoy para colorear objetos decorativos como adornos de paja o flores secas. El proceso clásico de teñido con mordiente se realiza en tres etapas: tratamiento del tejido con una disolución que contiene una sal metálica, baño con amoníaco y baño de tinte. Al actuar sobre la sal, el amoníaco produce hidróxidos metálicos insolubles, que permanecen en las fibras y reaccionan con la disolución de tinte produciendo compuestos coloreados estables e insolubles conocidos como lacas. En otra técnica más empleada, el teñido de lana con cromo, el tejido se colorea de forma directa con un tinte soluble y luego se trata con dicromato de sodio, que se combina con el tinte y forma una laca de cromo en las fibras. El dicromato también se puede aplicar antes del tinte o a la vez que éste. El cromo refuerza la permanencia de un color en la lana, en el nailon y en la seda. 2
Muchos tintes, entre ellos los de cuba o los de azufre, son insolubles, por lo que tienen que ser alterados mediante procesos químicos antes de poderse emplear para colorear tejidos. En los tintes de azufre y de cuba, el tinte insoluble se reduce químicamente para formar un compuesto soluble conocido como compuesto leuco. El tejido se sumerge en una disolución de este compuesto y se expone al aire para volver a oxidar el compuesto, con lo que se forma el tinte insoluble sobre la fibra. Los tintes de azufre se reducen en una disolución de sulfuro de sodio, y los de cuba en una disolución de tiosulfato de sodio. Los tintes de naftol y los de revelado directo (una subclase de los tintes directos) se emplean en una técnica comercial de teñido indirecto en la que el tinte se forma dentro de las mismas fibras. Estos tintes se crean pasando el tejido por dos o más baños de compuestos que reaccionan entre sí para formar el colorante apropiado. Un sistema similar se utiliza en la producción de tintes para las emulsiones de las películas fotográficas. PROCESOS DE TEÑIDO Los textiles se pueden teñir en cualquiera de las etapas de fabricación. El hilo se tiñe para tejer telas con dibujos o fabricar prendas de colores lisos de alta calidad. En telas lisas más baratas, el género se tiñe en la pieza, es decir, después de ser tejido. También es posible formar diseños coloreados en telas ya tejidas mediante diversos procesos de tinte selectivo. En general, el funcionamiento de la maquinaria de tinte es sencillo. Para los tintes ácidos se suelen emplear cubas hechas de monel — una aleación de níquel, cobre y hierro — u otras aleaciones resistentes a los ácidos, mientras que para los tintes básicos y neutros se utilizan cubas de acero inoxidable. Cuando se tiñe el hilo, éste se suele arrollar en carretes perforados por donde se hace pasar a presión la disolución de tinte para garantizar que llegue a todas las partes de la bobina; también se puede teñir el hilo en madejas. Para teñir telas se emplean diferentes tipos de maquinaria según las características específicas de cada tejido. MORDIENTE El mordiente es una sustancia empleada en tintorería que sirve para fijar los colores en los productos textiles. La función del mordiente es favorecer la fijación del colorante en las fibras. Este término es usado principalmente en la industria textil para designar a aquellas sales metálicas (de aluminio, hierro, plomo, etc.), ácidos (el ácido tánico, usado para fijar colores básicos), sustancias orgánicas (caseína, gluten, albúmina ,…), etcétera, que sirven para fijar los colores de estampados en los textiles. COLORANTES MAS USADOS EN EL TEÑIDO INDUSTRIAL Los colorantes directos sustantivos son sustancias neutras que tienen gran afinidad con el algodón y la celulosa en general. Debido a su alta solubilidad es necesario utilizar sales (cloruros o sulfatos) para obtener un agotamiento óptimo. El efluente procedente de estas tinturas no es muy contaminante, pero presenta un alto grado de coloración. Los colorantes tina son insolubles en agua, por ello se utilizan agentes reductores fuertes, tales como el hidrosulfito en medio alcalino que los transforman en la correspondiente forma leuco y en esa forma sube sobre la tela. Luego se efectúa la oxidación sobre la tela, al aire, con perboratos o con H2O2. Posteriormente se debe eliminar el exceso de álcali con lavados en caliente. Cada uno de estos pasos está seguido de un enjuague en caliente. Generalmente estos colorantes provocan efluentes con altos valores de DQO. Los colorantes al sulfuro, como su nombre lo indica, contienen compuestos sulfurados en su estructura y se aplican en la fibra en estado reducido disueltos en sulfuro de sodio para luego oxidarse produciendo la coloración esperada. Las aguas de desecho contienen el baño de tintura y los enjuagues son alcalinos, altamente coloreados y tóxicos y constituyen uno de los efluentes más contaminados. Ha surgido una línea de colorantes llamados "sulfuros ecológicos" que utilizan otro tipo 3
PROCEDIMIENTO PRIMERA PARTE:OBTENCIÓN DEL ANARANJADO II Materiales y equipos utilizados ITEM 1 2 3 4
MATERIAL Espátula Capillo p/tubos Vaso de precipitado Pipeta graduada
CANTIDAD 1 1 2 1
ITEM 10 11 12 13
5 6 7 8 9
Propipeta Varilla de vidrio Probeta Hornilla Pinzas metálicas
1 1 1 1 2
14 15 16 17 18 19
MATERIAL Vidrio reloj Matraz erlenmeyer Piseta Embudo de decantación Termómetro Vaso de precipitados Triangulo de porcelana Bomba vacio Balanza eléctrica Horno de secado
CANTIDAD 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1
Reactivos item 1 2 3 4 5 6 7 8 9
reactivo Carbonato de sodio Acido sulfanilico Agua destilada Acido clorhídrico Cloruro de sodio hielo Hidróxido de sodio Nitrito sódico
cantidad 0.44g 1.6g Aprox 20ml 5ml 1.2g Aprox 4g variada 5g 0.63g
Métodos experimentales - Combinación de reactivos - Baño María. - Agitación. - Filtrado. - Calentamiento. DESCRIPCION DEL PROCESO El proceso para la obtención del anaranjado II consistió básicamente en cinco etapas: obtención de la sal de diazonio, obtención de la solución para la copulación, copulación, filtrado, y secado 1. Obtención de la sal de diazonio.
Se disolvieron 0.44g de carbonato de sodio en 16.67ml de agua. La anterior solución se la hizo calentar a ebullición en Baño María haciendo uso del triangulo de porcelana hasta que se disuelva completamente. El termómetro marco 86ºC en el momento en que empezó la ebullición.
Se añadieron, en estas condiciones, 1.6g de acido sulfanilico y se la removió constantemente hasta que se disuelva totalmente entonces se lo saco del Baño María. Se enfrió la solución en hielo 4
Se añadió, a la solución fría, 0.63g de nitrito sódico para disolverlos completamente. Al añadir este reactivo el color de la solución, que inicialmente era incolora, cambio a anaranjada.
Finalmente se midieron 5ml de acido clorhídrico que fueron añadidos a la anterior solución. Esta solución se la mantuvo fría en medio de hielo y cloruro de sodio además de constante agitación
De esta manera se obtuvo la sal de diazonio la que se empleo en la copulación, proceso que será descrito posteriormente. 2. Obtención de la solución para la copulación.
Se pesaron 5g de hidróxido de sodio. Se midieron 50ml de agua Se disolvió el hidróxido de sodio en el agua y se obtuvo una solución al 10%. Para el proceso se emplearon solamente 7ml de esta solución.
La solución se la puso en Baño María mientras se la removía con la varilla de vidrio. Se hizo tiene un color negro calentar solamente para que se disuelvan los componentes por lo que la solución también se convirtió de ese color.
Se enfrió la solución en medio de hielo y sal y se la mantuvo fría.
Esta solución es aquella que fue combinada con la sal de diazonio en el proceso de copulación que se detalla a continuación. 3. Copulación.
A la solución obtenida en la etapa 2 se le añadió la sal de diazonio obtenida en la etapa 1. El color de la nueva solución se torno en rojo intenso
Esta nueva solución se la hizo calentar en baño María hasta que toda la sal de diazonio fue disuelta. No fue necesaria el calentamiento a ebullición, el termómetro solo llego a marcar 55ºC.
Se traslado a la campana la solución puesto que desprendía un olor toxico y también se aprovecho su enfriamiento. Al desprender el olor toxico esta se tornaba más clara lo que era nuestro objetivo en este paso.
Finalmente, luego de esperar por aproximadamente 10min, se obtuvo una solución bastante viscosa, olor un tanto fétido y color naranja oscuro.
Esta fue la solución resultante de la copulación la cual no era la que se esperaba**pero se la filtro para obtener la parte solida, exclusiva de nuestro interés. 4. Filltrado.
La solución obtenida en la copulación se la hizo pasar por la bomba vacio que se armo como comúnmente se lo hace: la maquina y el embudo de decantación junto al papel filtro humedecido. Se espero por aproximadamente 10min hasta que se filtro todo el liquido y quedo solamente la muestra solida y húmeda de color rojo.
**El producto obtenido no era el esperado. Presentaba mucha viscosidad y era muy “espeso”
lo que no es característica común del anaranjado II. La respuesta al porque de estas condiciones no se sabe con exactitud pero se presume que los reactivos utilizados no estaban en condiciones optimas o presentaban impurezas. SEGUNDA PARTE: TEÑIDOS EN LA INDUSTRIA TEXTILERA Materiales y equipos utilizados 5
ITEM 1 2 3 4
MATERIAL Tubos metálicos Placa calefactora Pipeta Matraz aforado
CANTIDAD 16 2 6 6
ITEM 5 6 7 8
MATERIAL Espátula Balanza eléctrica Recipiente de plástico
CANTIDAD 1 2 2
Reactivos ítem 1 2 3 4 5
reactivo Retardante ―fongranal‖ Igualante ―Ekalina‖
Acido fórmico Colorantes Agua
cantidad Variada variada Variada Variada Variada
Detalle de los reactivos -
Retardante “fongranal”. Liquido incoloro que retarda la velocidad de penetración del
-
Combinación de sustancias. Calentamiento. Agitación.
colorante en el tejido. Según la teoría este hecho es de vital importancia para un teñido optimo. - Igualante “Ekalina”. Liquido incoloro que homogeniza el colorante a lo largo del tejido según la cantidad utilizada y el área a cubrir por el colorante en el tejido. - Acido fórmico. Utilizado para la obtención de la solución 4.5 pH indispensable para el proceso de teñido. - Colorantes. Se utilizaron una variedad de colorantes de distintos colores los que estaban etiquetados con los siguientes nombres: amarillo oro, violeta 3B, azul, rojo 3G, y otros. - Agua. Utilizada para la formación de las soluciones de los colorantes que en todos los casos fueron al1%. Métodos experimentales
DESCRIPCION DEL PROCESO El proceso de teñido fue realizado en una industria textilera ubicada en la zona de Achachicala donde existían todas las condiciones para efectuar un optimo trabajo Este proceso se lo realizo en cuatro etapas las que se detallara a continuación. Cabe mencionar antes que nada que lo que se tiño fueron fibrillas de hilo. 1. Preparación del tejido a teñir. A cada estudiante se le proporciono de un tubo metalico. En tubos metálicos fueron introducidas las fibras a teñir ajustadas a barras de plástico para comodidad en el teñido. A cada tubo se le añadió 2ml del igualante y 2ml del retardante. 2. Preparación de las soluciones de colorantes
En matraces aforados de 250 ml se midieron sobre la balanza eléctrica 249.9g de agua (249ml). Se completo la masa a 250g añadiendo 0.1g de colorante. Entonces se formaron soluciones al 0.02% 6
Los colorantes añadidos fueron de 6 colores diferentes aunque algunos se parecían un poco, por lo que se prepararon 6 distintas soluciones. Cada solución se la llevaba a la placa calefactora para que pueda disolverse el colorante. No se hizo hervir la solución.
3. Teñido.
En cada tubo metálico se añadieron 3 tipos de colorantes en volumen variado puesto que la proporción de solución de colorante dependía del estudiante, de cómo quería que salga el color de su teñido. En el caso particular del tubo Nº6 se le añadieron las siguientes proporciones de solución de colorante: colorante Rojo Amarillo Azul
Porcentaje 25% = 0.1/ 0.4 50% =0.2/0.4 25% =0.1/0.4
Volumen equivalente 10.75ml 21.5ml 10.75ml
La cantidad de colorante empleado fue calculada por la siguiente ecuación:
Donde: V= volumen de solución de colorante necesario. M= masa de la fibra a teñir. i= fracción de la cantidad de colorante. Vs= volumen de la solución de cada colorante. M= masa del colorante empleado. La anterior tabla fue estructurada bajo los siguientes cálculos: Para el rojo:
= 10.75ml
Para el amarillo:
= 21.5ml
Para el azul:
= 10.75ml
Luego de añadir los colorantes en la muestra Nº6, se calculo la cantidad de solución de acido fórmico, muy indispensable, que había que añadir para el teñido. El cálculo de este volumen fue dado por la siguiente ecuación: V= Vt – Vi – Vr – Vc Donde: V=volumen de solución de HCOOH necesario. Vt= volumen de la fibra a teñir ocupado en el tubo metálico: 86ml 7
Vi= volumen del igualante empleado: 2ml Vr= volumen del retardante empleado: 2ml Vc= volumen total de los colorantes empleados: 43ml Reemplazando en la anterior ecuación: V=( 86 – 2 – 2 – 43)ml = 39ml de sol de HCOOH
Finalmente, una vez realizado todo el proceso y agregado todos los volúmenes necesarios de las soluciones se tapo el tubo metálico y se lo sello para introducirlo en una maquina rotatoria en la cual iba a estar por el lapso de 2horas al cabo del cual el teñido habría finalizado hecho que no se pudo verificar en el momento por la cuestión del tiempo.
ANALISIS Y RESULTADOS PRIMERA PARTE: La obtención del anaranjado II no fue posible según las observaciones realizadas en el producto obtenido ya que, como se menciono anteriormente, presentaba viscosidad muy elevada y era muy espeso lo que no es característico del anaranjado II, aunque el color era el que se esperaba. Los reactivos utilizados fueron probablemente los causantes de las anomalías mencionados, puesto que se siguió con gran precisión el procedimiento indicado como para pensar que esto fue lo que fallo. SEGUNDA PARTE: El proceso de teñido de las fibras empleadas fue bastante rápido salvo la parte en que los tubos metálicos tuvieron que esperar, rotando continuamente, durante 2horas. El proceso previo a esto ha sido bastante sencillo como para tener fallas aunque nunca faltan los errores aleatorios que en esta oportunidad afectaron escasamente el proceso. CONCLUSIONES. Obtener el anaranjado II mediante diazotacion aromática. La obtención del anaranjado II si se pudo concretar y se pudo teñir las respectivas telas. Y para la parte de amarillo de martius de igual forma se pudo obtener la solucon e igual forma se pudo teñir las telas. Hay que tener en cuenta que el mordentado es esencial para la realización de un buen teñido, ya que de eso depende que el tinte quede bien adherido en la tela. BIBLIOGRAFIA Biblioteca Virtual Encarta Premium.2009 http://es.wikipedia.org/wiki/colorantes http://es.wikipedia.org/wiki/teñidos http://es.wikipedia.org/wiki/mordientes_para_teñidos http://es.wikipedia.org/wiki/procesos _de_teñido UN PASO MAS -
En la parte introductoria de esta experiencia, se han indicado algunos colorantes de mayor importancia. Investigue, para cada uno de ellos, la metodología de su preparación u obtención, y la forma de empleo de los mismos 8
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¿Qué es un mordiente y para qué sirven? El mordiente es una sustancia empleada en tintorería que sirve para fijar los colores en los productos textiles. La función del mordiente es favorecer la fijación del colorante en las fibras. Este término es usado principalmente en la industria textil para designar a aquellas sales metálicas (de aluminio, hierro, plomo ...), ácidos (el ácido tánico, usado para fijar colores básicos), sustancias orgánicas (caseína, gluten, albúmina, ...), etcétera, que sirven para fijar los colores de estampados en los textiles. La mayoría de los colorantes son compuestos orgánicos que tienen alguna afinidad específica por los materiales celulares. Muchos colorantes utilizados con frecuencia son moléculas cargadas positivamente (cationes) y se combinan con intensidad con los constituyentes celulares cargados negativamente, tales como los ácidos nucleicos y los polisacáridos ácidos. Ejemplos de colorantes catiónicos son el azul de metileno, el cristal violeta y la safranina. Otros colorantes son moléculas cargadas negativameute (aniones) y se combinan con los constituyentes celulares cargados positivamente, tales como muchas proteínas. Esos colorantes incluyen la eosina, la fucsina ácida y el rojo Congo. Otro grupo de colorantes son sustancias liposolubles; los colorantes de este grupo se combinan con los materiales lipídicos de la célula, usándose a menudo para revelar la localización de las gotículas o depósítos de grasa. Un ejemplo de colorante liposoluble es el negro Sudán. Algunos colorantes teñirán mejor sólo después de que la célula haya sido tratada con otra sustancia química, que no es un colorante por sí mismo. Esta sustancia se denomina mordiente; un mordiente habitual es el ácido tánìco. El mordiente se combina con un constituyente celular y lo altera de tal modo que ahora sí podrá atacar el colorante. También existen mordientes que sirven para fijar colorantes en tinciones biológicas de células animales o vegetales.
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¿En que consiste la reacción de reducción de colorantes azoicos? FUNDAMENTO TEÓRICO DE LA SÍNTESIS DE COLORANTES AZOICOS.
DIAZOTACIÓN
Cuando las aminas primarias aromáticas son tratadas con ácido nitroso, se forman las sales de diazonio. La reacción también se lleva a cabo con aminas primarias alifáticas, pero los iones diazonio alifáticos son extremadamente inestables, incluso en disolución. Los aromáticos son más estables debido, principalmente, a la interacción resonante entre los nitrógenos y el anillo.
Cabe decir que las sales aromáticas de diazonio únicamente son estables a bajas temperaturas, normalmente entorno a los 5ºC, y las más, entre 10 y 15ºC. Estas sales se preparan en medio acuoso y se usan sin aislarlas, aunque es posible preparar un sólido de las mismas si se desea. La 9
estabilidad de las sales de aril diazonio puede aumentarse mediante la complejación con éteres corona. Para todas las aminas aromáticas, la reacción es muy general puesto que los grupos halógeno, nitro, sulfónico, alquil,…no interfieren.
A pesar de que la diazotación se lleva a cabo en medio ácido, la especie realmente atacada no es la sal de la amina (anilinio), sino la pequeña cantidad de amina libre presente sin protonar. Las aminas alifáticas son bases más fuertes que las aromáticas y cuando el pH es inferior a 3, no hay suficiente amina alifática libre presente para ser diazotada, mientras que la aromática es capaz de seguir con la reacción. En disolución ácida diluida, la especie atacante es el N 2O3, que actúa como portador de los iones NO+.
Bajo estas condiciones, el mecanismo es el siguiente:
10
COPULACIÓN DE SALES DIAZONIO
Los iones de diazonio aromáticos se acoplan con sustratos activos como las aminas y los fenoles. Muchos de los productos de esta reacción son usados como tintes (tintes azoicos). Supuestamente debido al tamaño de las especies atacantes, la sustitución se da mayoritariamente en para respecto al grupo activante, a no ser que esta posición ya esté ocupada, en cuyo caso se da la sustitución en orto. Los fenoles deben ser disueltos previamente en medio alcalino débil, donde se convierten en especies más activantes (fenóxidos), puesto que los fenoles en sí mismos no son lo suficientemente reactivos para atacar a las sales de diazonio. Sin embargo ni las aminas ni los fenoles reaccionan en medios moderadamente alcalinos, porque el ión diazonio se convierte en diazohidróxido Ar-N=N-OH.
A continuación se indican los esquemas de reacción de los seis colorantes azoicos preparados en este trabajo: 11
Síntesis 1
ESQUEMA DE LA REACCIÓN 1. DIAZOTACIÓN
2. REACCIÓN DE COPULACIÓN
Síntesis 2
ESQUEMA DE LA REACCIÓN 1.
REACCIÓN DE DIAZOTACIÓN
12
2.
REACCIÓN DE COPULACIÓN
Síntesis 3
ESQUEMA DE LA REACCIÓN 1.
REACCIÓN DE DIAZOTACIÓN
2.
REACCIÓN DE COPULACIÓN
13
Síntesis 4
ESQUEMA DE LA REACCIÓN 1.
REACCIÓN DE DIAZOTACIÓN
2.
REACCIÓN DE COPULACIÓN
14
Síntesis 5
ESQUEMA DE LA REACCIÓN 1.
REACCIÓN DE DIAZOTACIÓN
2.
REACCIÓN DE COPULACIÓN
15
Síntesis 6
ESQUEMA DE LA REACCIÓN 1.
REACCIÓN DE DIAZOTACIÓN
2.
REACCIÓN DE COPULACIÓN
CUESTIONARIO 16
1.- Justifique teóricamente todos los pasos experimentales de la practica.
2.- Formúlese, de forma detallada, todas las reacciones químicas correspondiente a la diazotacion y copulación, referente a la preparación de anaranjado II.
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3.- formúlese de manera detallada, las reacciones químicas correspondientes a la previa sulfatación, y posterior nitración de -naftol, referente a la preparación de amarillo de martíes.
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4.- ¿Cuál será la formula del colorante azoico que resulte al copular cada una de las aminas, previamente diazotadas, relacionadas en la columna A con el compuesto que aparece en la misma línea de la columna B? A
B
p-aminodimetilanilina
-naftol
-naftalmina
-naftol
Acido sulfanilico
p-cresol
Acido sulfanilico
resorcina
Bencidina
Acido 4-amino-1naftalensulfonico
5.- ¿Qué formula deberá asignarse a un colorante azoico, que por reducción da: a) anilina (1mol) y paminofenol (1mol); b) acido sulfanilico (1mol) y 1-amino-2-naftol (1mol); c) bencidina (1mol) y acido 3,4-diamino-naftalensulfonico (2mol)?
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