ALCOHOLES ALDEHIDOS Y CETONAS I. INTRO TRODUCC DUCCIÓ IÓN N El presente es una recopilación de los temas de alcoholes, aldehídos, cetonas donde hemos podido desarrollar experimentos sobre sus propiedades químicas y sus distintos distintos tipos de reacciones reacciones para así poderlos poderlos diferenciar diferenciar entre ellos ellos y también tuvimos la coacción de observar las distintas características. II.
OJETIVOS: La presente práctica de laboratorio tiene como objetivo el estudio de las principales propiedades químicas de los alcoholes primarios secundarios y terciarios las reacciones químicas de los aldehídos y cetonas y su diferenciación mediante reacciones de reconocimiento. III.
FUNDAMENTO TEORICO
!L"#$#LE%& !lcohol, !lcohol, término término aplicado aplicado a los miembros miembros de un 'rupo 'rupo de com compues puesto toss quím químic ico os del carb carbon ono o que con contien tienen en el 'rup 'rupo o #$. (ich (ichaa denominación se utili)a com*nmente para desi'nar un compuesto específico& el alcohol etílico o etanol. +roviene de la palabra árabe al-kuhl, o kohl, un polvo fino de antimonio que se utili)a para el maquillaje de ojos. En un principio, el término alcohol se empleaba para referirse a cualquier tipo de polvo fino, aunque más tard tardee los los alqu alquim imist istas as de la Euro Europa pa medi mediev eval al lo util utili)a i)aro ron n para para las esenc esencia iass obtenidas por destilación, estableciendo así su acepción actual. Los alcohol alcoholes es tienen tienen uno, uno, dos o tres 'rupo 'ruposs hidróx hidróxido ido -#$ -#$ enla)ad enla)ados os a sus molé molécu culas las,, por por lo que que se clasif clasific ican an en mono monohi hidr drox oxíl ílico icos, s, dihi dihidr drox oxíl ílico icoss y trih trihid idro roxí xíli lico coss
resp respec ecti tiva vam mente ente..
El
meta metano noll
y
el
etan etanol ol
son son
alco alcoho hole less
monohi monohidro droxíl xílico icos. s. Los alcohol alcoholes es también también se pueden pueden clasifi clasificar car en primar primarios ios,, secundarios y terciarios, dependiendo de que ten'an uno, dos o tres átomos de carbono enla)ados con el átomo de carbono al que se encuentra unido el 'rupo hidróxido. Los alcoholes se caracteri)an por la 'ran variedad de reacciones en las
que intervienen una de las más importantes es la reacción con los ácidos, en la que se forman sustancias llamadas ésteres, semejantes a las sales inor'ánicas. Los alcoholes son subproductos normales de la di'estión y de los procesos químicos en el interior de las células, y se encuentran en los tejidos y fluidos de animales y plantas.Las velocidades de reacción de los diferentes alcoholes en esta reacción son los si'uientes& +rimario secundario terciario
H
R -- O +
H
Los alcoholes primarios se oxidan en dos pasos, primero a aldehídos y luego a ácidos carboxílicos: R
R
O
C
OH
O
R
C
R
C
OH
Los alcoholes secundarios se oxidan en cetonas:
H
R C
R
OH
C =O
H
R
ALDEHDO! " #E$O%A!
Aldehído: cada uno de los compuestos orgánicos &ue contienen el grupo carbonilo '#O( y &ue responden a la )*rmula general R
C= O R
(onde / es un átomo de hidró'eno es el caso del metanol o un radical hidrocarbonado alifático o aromático. La mayoría de los aldehídos son solubles en a'ua y presentan puntos de ebullición elevados. El 'rupo carbonilo les proporciona una 'ran reactividad desde el punto de vista químico dan ácidos carboxílicos con mucha facilidad. Los aldehídos se obtienen a partir de los alcoholes primarios, controlando el proceso para evitar que el aldehído pase a ácido.Estos compuestos están presentes en muchas frutas, siendo responsables de su olor y sabor característicos, y tienen mucha Cetona& cada uno de los compuestos or'ánicos que contienen el 'rupo carbonilo "# y que responden a la fórmula 'eneral /0"#0/1, en la que / y /1 representan radicales or'ánicos. Véase 2uímica or'ánica.
!l 'rupo carbonilo se debe la disolución de las cetonas en a'ua. %on compuestos relativamente reactivos, y por eso resultan muy *tiles para sinteti)ar otros compuestos también son productos intermedios importantes en el metabolismo de las células. %e obtienen a partir de los alcoholes secundarios.
La cetona más simple, la propanona o acetona, #H +#O#H+, es un producto del metabolismo de las grasas, pero en condiciones se oxida rápidamente a agua y di*xido de carbono !in embargo, en la diabetes mellitus la propanona se acumula en el cuerpo y puede ser detectada en la orina Otras cetonas son el alcan)or, muchos de los esteroides, y algunas )ragancias y a-.cares
IV.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:
E/0ER1E%$O %23: AL#OHOLE!: Experimento %2343: solubilidad #olo&ue en tres tubos de ensayo unos 5mL d agua y a6ada a cada uno 3ml de alcohol etílico, butílico y amílico respecti7amente 1e-cle adecuadamente y escriba sus obser7aciones Ordene los alcoholes en orden creciente de su solubilidad en agua Alcohol etílico 8 alcohol butílico8 alcohol amílico
Experimento %2349: Reacciones De Oxidaci*n
3 oxidaci*n con el dicromato de potasio: A un tubo de ensayo grande &ue contenga ml de una soluci*n de dicromato de potasio se agregan 9 gotas de acido sul).rico concentrado y gotas de alcohol problema, conectar al
tubo de ensayo un tubo acodado para destilar !e caliente a ebullici*n y se recoge al destilado en un tubo en)riado !e obser7a el color del lí&uido y se huele el destilado #on el destilado se hacen pruebas de reconocimiento de aldehídos y cetonas Escriba la reacci*n correspondiente
9 Oxidaci*n con el permanganato de potasio: A un tubo de ensayo &ue contenga un
3mL de alcohol
problema, se agrega 3 gota de soluci*n de %aOH al 5 ; y 3 gota de soluci*n de permanganato de potasio al <3; !e coloca el tubo en un ba6o de agua hir7iendo y se obser7an los colores producidos Escriba la ecuaci*n &uímica
+ Oxidaci*n catalítica con cobre metálico: A un tubo de ensayo &ue contenga ml de alcohol problema se sumerge un espiral de cobre pre7iamente calentado al ro=o 7i7o, se obser7a el color del espiral antes y despu>s de la inmersi*n y se huelen los 7apores producidos?cual es el producto de la oxidaci*n@, escriba su ecuaci*n
Experimento %2 34+: Reacciones Del Hidrogeno Del rupo Hidroxilo: 3( EsteriBcacion: Es aplicable a los alcoholes primarios, se )unda en la )ormaci*n de esteres de olor característico, &ue permite reconocer el alcohol &ue les da origen A un tubo de ensayo &ue contenga un 3ml de alcohol problema y 3ml de acido ac>tico glacial, se agrega cuidadosamente <,5 ml de acido sul).rico concentrado y se calienta sua7emente 0erciba el olor del ester obtenido Escriba la reacci*n correspondiente
9( !odio metálico: #olocar en un tubo de ensayo un pe&ue6o tro-o de sodio metálico A6ada + gotas de alcohol etílico y tape la boca del tubo con el dedo, tendrá lugar un desprendimiento energ>tico de H 9 Al t>rmino de la reacci*n sin sacar el dedo de la boca del tubo, ac>r&uelo a la llama de un )*s)oro encendido Al abrir el tubo el hidrogeno se inCama )ormando un pe&ue6o anillo de color a-ul En el )ondo del tubo &uedara residuo blan&uecino de etilato de sodio Al a6adir 9 a + gotas de agua al residuo se disuel7e Al a6adir 3 gota de soluci*n alcoh*lica de )enol)taleina aparece una coloraci*n ro=o grosella debido a &ue el etilato de sodio en presencia de agua se descompone )ormando hidr*xido de sodio
9#9H5OH 9%a #9H5O%a HOH
9# 9H5O%a H9 #9H5OH %aOH
Experimento %234: Obtenci*n del licerato de #obre: En un tubo de ensayo contenido 3ml de una soluci*n de sul)uro de cobre A6ada unas gotas de soluci*n de %aOH al 3<; hasta la )ormaci*n de un precipitado celeste de hidr*xido de cobre !epare luego por decatanacion el precipitado )ormado y a6ada a este .ltimo algunas gotas de glicerina y me-cle bien, se )ormara el glicerado de cobre de color a-ul seg.n la siguiente reacci*n
#H9OH
OH
#H 94 O #u
#HOH
#H9OH
#u
#H O
OH
#H 9OH
9H9<
Experimento %2 345: Di)erenciaci*n de alcoholes primarios, secundarios y terciarios: Los alcoholes primarios, secundarios y terciarios se pueden di)erenciar mediante reacciones de oxidaci*n y con el reacti7o de Lucas Así los alcoholes primarios y secundarios son oxidados )ácilmente por el anhídrido cr*mico en acido sul).rico La reacci*n es
positi7a cuando la soluci*n naran=a se torna a-ulada, en tanto &ue los alcoholes terciarios no reaccionan 3 Oxidaci*n #omparati7a: $omar + tubos de ensayo, adicionarle 9 gotas de un alcohol primario, secundario y terciario en cada uno de ellos A6adir 3ml del reacti7o '#rO+H9!O( en )orma cuidadosa a los tubos de ensayo Obser7ar cual
de los alcoholes reacciona más rápidamente Ord>nelos en
orden creciente de su reacti7idad Escriba las ecuaciones &uímicas
9 Reacti7o De Lucas: Esta
prueba
se
utili-a
para
di)erenciar
alcoholes
primarios,
secundarios y terciarios basándose en la di)erente )acilidad de )ormaci*n de sus respecti7os
halogenuros
RF
RF
R
#
RF
OH
H#lGn#l 9
R
#
#l H9<
RF
#olocar en cada uno de los tubos de ensayo 9 ml del reacti7o de Lucas 'H#lGn#l 9( y luego adicionarle a cada uno de los 5
gotas de un alcohol primario, secundario, terciario y la muestra problema respecti7amente Agitar y medir el tiempo &ue demora en enturbiarse !i la soluci*n se pone opaca antes de los + minutos, se trata de un alcohol terciario, si la opalescencia ocurre despu>s de 5minutos se trata de un alcohol secundario Los alcoholes primarios reaccionan lentamente despu>s de 9 horas Escriba las reacciones correspondientes ?La muestra entregada a &ue clase de alcohol pertenece@
E/0ER1E%$O %29: ALDEHDO! " #E$O%A!:
Experimento %2943: Oxidaci*n de Aldehídos y #etonas:
34#on permanganato de potasio: A6adir + o gotas de una soluci*n de I1nO al <,+; a unas gotas de una disoluci*n diluida de )ormaldehído en agua Repetir el experimento utili-ado en lugar de )ormaldehído, acetona !i no obser7a reacci*n al cabo de un minuto a6adir 3 gota de soluci*n de hidr*xido de sodio y anote los resultados Repita el experimento utili-ando soluci*n de permanganato acidiBcado con acido sul).rico diluido Escriba la ecuaci*n correspondiente
94#on la soluci*n de Jenedict: Ensaye la acci*n reductora del )ormaldehído )rente a la soluci*n de Jenedict 0ara lo cual a6ada 3ml del reacti7o de Jenedict, agregue 3 o 9 gotas de )ormaldehído y ponga el tubo de ensayo en un ba6o de agua hir7iendo por unos minutos ?Kue obser7a@ Escriba la ecuaci*n
Experimento %2949: Reacci*n de Adici*n con JisulBto: Agite 3 ml de )ormaldehído con 5 ml de una soluci*n saturada de bisulBto de sodio 'al <;( reci>n preparada, agite )uertemente luego
en)ri> la me-cla en un ba6o helado Obser7e el resultado ?#ual es el producto@ Repita el experimento utili-ando acetona escriba la reacci*n %O$A: La adici*n bisulBtica la )orman casi todos los aldehídos pero en la serie de las cetonas solo las metilcetonas 'existen tambi>n algunas excepciones( y algunas
de las cetonas cíclicas Esta reacci*n es re7ersible, pudi>ndose
regenerar el compuesto carbonilico inicial
Experimento %294+: 0olimeri-aci*n del Mormaldehído: 0onga unas gotas de )ormalina en una luna de relo= y e7apore la soluci*n a se&uedad, colocando sobre un 7aso con agua hir7iendo ?#ual es el residuo s*lido obtenido@ Es un políe!o de "o!#l$no #aliente la luna de relo=, 'apoya en un aro por medio de una re=illa metálica( sua7emente mediante el mechero Junsen ?Es re7ersible el proceso de polimeri-aci*n@ Escriba las reacciones correspondientes
Experimento %294: Reducci*n de la !oluci*n Mehling: El reacti7o de Mehling se compone de dos soluciones: me-cle 3ml de la soluci*n A con 3 ml de la soluci*n J, agregue 3N9 gotas
de
)ormaldehído y ponga el tubo de ensayo en un ba6o de agua hir7iendo por unos minutos n precipitado ro=o ladrillo de oxido de cobre indicará la presencia de sustancias reductoras Repita el experimento utili-ando la acetona?&ue obser7a@ ?Reducen las cetonas el reacti7o de Mehling@ Escriba la reacci*n correspondiente
R
#HO
9#u
5OH
4
R
#OO
#u 9O
+H9O
Experimento %2945: 0rueba de $ollens: El reacti7o de $ollens debe ser preparado al instante de la siguiente manera: ponga +ml de la soluci*n de nitrato de plata al 5; en un tubo limpio, agr>guele unas gotas de %aOH al 3< ;luego a6ada gota a gota y agitando una soluci*n de hidr*xido de amonio al 9; hasta &ue el precipitado de oxido de plata se disuel7a
0onga 9ml del reacti7o recientemente preparado y a6ada unas gotas de )ormaldehído Agite bien y sumer=a el tubo en un ba6o de agua hir7iendo por unos minutos La )ormaci*n de un espe=o de plata depositado en las paredes del tubo indicará reacci*n positi7a !i no se )orma un espe=o de plata a6ádase 3 gota de soluci*n de %a 'OH( al 3<; y cali>ntese nue7amente Repita el experimento utili-ando la acetona ?En &ue caso es positi7a la reacci*n@ Escriba la ecuaci*n correspondiente
O
R
#
Ag '%H +(9 OH
R
#OO%H 9Ag +%H+ H9O
H
Experimento %2
una coloraci*n ro=o intensa !i se a6ade acido ac>tico la coloraci*n pasa a ro=o p.rpura
V.
C%E&TIONARIO: 3 ndi&ue, si la reacci*n de un compuesto orgánico con sodio, acompa6ada de desprendimiento de H9 es o no, una prueba especiBca para identiBcar alcoholes
%o es por &ue nos permite reconocer a los alcoxidos
9?Ku> productos se )orma en los distintos pasos de la oxidaci*n del alcohol etílico@ En la oxidaci*n de alcoholes da como compuestos carbonilico y el compuesto carbonilico nos da un aldehído una cetona o un acido carboxílicos eso depende del alcohol y del agente oxidante
+ Ordene los alcoholes primarios, secundarios y terciarios en orden de )acilidad creciente de reacci*n con dicromato en medio ácido Alcohol
primario
dicromato8
alcohol
secundariodicromato8alcohol terciario dicromato %O$A El alcohol terciario no su)re )ácilmente oxidaci*n tiene el hidrogeno en el carbono &ue tiene el hidroxilo
por &ue no
Mormule
la reacci*n de esteriBacion de acido ac>tico con el 94
butanol
#H+#H9OH#H9#H+ #H+#OOH
Q #H+#OOH#H H9O
5 !i se tiene + alcoholes /, " y , se reali-an las siguientes pruebas con cada
uno
de ellos dentiB&ue, ?a &ue clase pertenecen@ Alcohol /: reacciona rápidamente con el reacti7o de Lucas y da 'alcohol terciario(
reacci*n negati7a con #rO +GH
Alcohol ": %o reacciona con el reacti7o de Lucas pero si 7iolentamente con el #rO +GH
'alcohol primario(
Alcohol : reacciona lentamente con el reacti7o de Lucas pero rápidamente con el #rO+GH 'alcohol
P
secundario(
?1ediante &ue reacciones se puede di)erenciar los aldehídos de las cetonas4 4 Oxidaci*n con permanganato de potasio 4 Reacci*n de adici*n con bisulBto 4 Reducci*n de de la soluci*n de )ehling 4 #on prueba de tollens 4oxidaci*n con soluci*n Jenedict
S
?#uál es producto de la polimeri-aci*n del )ormaldehído@ El producto de la polimeraciTn de )ormaldehído da como producto ácidos llamados polímeros paraaldehido '#H+#HO( + y el metal aldehído '#H+#HO(n
?Ku> reacciones son características para los aldehídos y cetonas@ Las reacciones características de los aldehídos y cetonas son de sustituci*n y adici*n
U
ndi&ue la composici*n de los siguientes reacti7os:
a( Mehling
b( Jenedict
c( $ollens
a( )ehling )ormaldehído más un cati*n de cobre y un ani*n
de
hidr*xido b( soluci*n de Jenedit4 contiene )ormaldehido c( $ollens4 %itrato de plata, hidr*xido de sodio, hidr*xido de amonio
3< !e tiene una muestra V1F a la cual se han reali-ado los siguientes ensayos: a( #on permanganato de potasio en medio neutro, es negati7a b( El ensayo con el reacti7o de Mehling, es negati7o c( Da positi7a la reacci*n con la 9,4 dinitro)enilhidracina !e6alar si la muestra V1F es un aldehído o cetona y por &u> Es una acetona por &ue con la soluci*n de )ehling no reacciona por &ue no es un reductor con oxidantes sua7es como I1nO