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INTRODUCCIÓN

Los alcoholes son compuestos de fórmula general R (OH) n, es decir, compuestos que contienen uno o más grupos hidroxílicos hidroxílicos unidos a un radical alquilo. Cuando Cuando el número de grupos OH es más de uno, se conocen generalmente como alcoholes polihidroxílicos o polioles, recibiendo denominaciones particulares para cada número de grupos. El radical puede ser saturado o insaturado y de cadena abierta o cíclica. También puede ser un radical aromático, caso en el cual los alcoholes toman el nombre genérico de fenoles. Tanto fenoles como alcoholes alcoholes contienen el grupo funcional -OH (hidroxilo), que determina las propiedades propiedades características de la familia. Sin embargo embargo los fenoles, aunque dan algunas reacciones análogas a las de los alcoholes, se diferencian de muchas otras.

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MARCO TEÓRICO PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS ALCOHOLES Los alcoholes pueden comportarse como ácidos o bases gracias a que el grupo funcional es similar al agua, por lo que se establece un dipolo muy parecido al que presenta la molécula de agua. Las reacciones de un alcohol pueden involucrar la ruptura de uno de dos enlaces: el enlace C-OH, con eliminación del grupo -OH, o el enlace O-H, con eliminación de -H. Los dos tipos de reacción pueden implicar sustitución, en la que un grupo reemplaza el -OH o el -H, o eliminación, en la que se genera un doble enlace.

DESHIDRATACIÓN La deshidratación de alcoholes consiste en la transformación de un alcohol para poder ser un alqueno. Para realizar r ealizar este procedimiento se utiliza un ácido para extraer el grupo hidroxilo (OH) desde el alcohol, generando un doble enlace en su lugar. La producción de alquenos también implica una deshidratación intermolecular entre dos moléculas en el alcohol formando así un éter. ·

DESHIDRATACIÓN DE ALCOHOLES PRIMARIOS El calentamiento de etanol en presencia de ácido sulfúrico produce eteno por pérdida de una molécula de agua.

·

MECANISMO PRIMARIOS

DE

LA

DESHIDRATACIÓN

DE

ALCOHOLES

En una primera etapa se protona el grupo -OH transformándose en un buen grupo saliente. Las bases del medio (agua, sulfatos) arrancan hidrógenos del alcohol, perdiéndose al mismo tiempo la molécula de agua.

·

DESHIDRATACIÓN DE ALCOHOLES SECUNDARIOS Los alcoholes secundarios y terciarios deshidratan en medio sulfúrico diluido y a temperaturas moderadas, para generar alquenos.


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MECANISMO DE SECUNDARIOS

LA

DESHIDRATACIÓN

DE

ALCOHOLES

La protonación del grupo -OH y su posterior pérdida, genera un carbocatión que elimina mediante mecanismos unimoleculares, para formar alquenos.

OXIDACION: La oxidación de los alcoholes primarios es esencial en la química, ya que se pueden obtener aldehídos, pero estos se siguen oxidando si se exponen por mucho tiempo formando ácidos carboxilicos; los alcoholes secundarios se transforman en cetonas. Puede haber una oxidación más rápida si se catalizan con una mezcla sulfocromica (ácido sulfúrico y dicromato de potasio), esto es utilizado en los medidores de alcoholemia. ·

OXIDACIÓN DE ALCOHOLES PRIMARIOS Se realiza con un reactivo de cromo (VI) anhidro llamado clorocromato de piridinio (PCC), este reactivo da muy buenos rendimientos en la oxidación de alcoholes primarios a aldehído.

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SOBREOXIDACIÓN DE ALCOHOLES PRIMARIOS Otros oxidantes como permanganato o dicromato producen la sobreoxidación del alcohol a ácido carboxílico. El complejo de cromo con piridina en un medio ausente de agua permite detener la oxidación el aldehído.


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OXIDACIÓN DE ALCOHOLES SECUNDARIOS Los alcoholes secundarios se oxidan a cetonas. El reactivo más utilizado es el CrO 3/H+/H2O, conocido como reactivo de Jones.

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Otros oxidantes son el dicromato de potasio en medio ácido y el permanganato de potasio que puede trabajar tanto en medios ácidos como básicos.

PROPIEDADES QUIMICAS DE LOS FENOLES Químicamente se comporta como ácido débil. Produce por lo tanto iones hidrógeno al disociarse. Con respecto a las reacciones, hay de dos tipos. Las que se relacionan con el grupo OH y aquellas en las que participa el anillo.

FORMACIÓN DE SALES El fenol al ser un ácido débil, reacciona con facilidad con una base fuerte como la del sodio, litio o potasio.


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Esta reacción si bien las presentan los alcoholes alifáticos, es más débil en estos. En el caso del fenol se da con mayor tendencia.

FORMACIÓN DE ÉTERES Los fenatos de sodio se tratan con halogenuros de alquilo. En este caso particular con cloruro de metilo, obteniendo el éter feniletílico como indica la reacción

FORMACIÓN DE ÉSTERES El fenol reacciona con cloruros derivados de ácidos orgánicos formando ésteres.

Entre las reacciones del anillo aromático, es decir, de sustitución, podemos nombrar las principales. ·

HALOGENACIÓN:

Haciendo reaccionar al fenol con cloro, por ejemplo, se obtiene una mezcla de o-clorofenol y p-clorofenol.


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· S UL FON A C IÓ N: El fenol se puede combinar con el ácido sulfúrico en caliente, dando una mezcla de dos isómeros de ácido o-fenol sulfónico y p-fenol sulfónico.

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NITRACIÓN:

En este caso también se obtiene una mezcla de dos isómeros, onitrofenol y p-nitrofenol.

Si el ácido nítrico fuera más concentrado, obtendríamos el 2,4,6,trinitrofenol también llamado ácido pícrico.


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DETALLES EXPERIMENTALES A. ALCOHOLES: Materiales: 6 tubos de ensayo Gradilla Bagueta Cocina Eléctrica Probeta de 10mL Vaso de precipitados de 250mL y 450mL      

Muestras: Etanol 2-propanol Alcohol terbutilico

  

Solventes: Agua destilada Eter de petróleo  

Reactivos: Sodio metálico Reactivo de Lucas: Ácido clorhídrico concentrado + Cloruro de Zinc anhidro Solución de 2 2 7 al 1% Solución de  al 10%  

 

PROCEDIMIENTO: 1. Prueba de solubilidad: En cada tubo de ensayo coloque 10 gotas de cada muestra. Agregue 2mL de agua cada uno de ellos. Mezcle bien y observe los resultados. Repita este ensayo con el éter de petróleo u otro solvente.


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-Alcohol 1°, 2° y 3° + Agua

Todos los alcoholes (1°, 2° y 3°) se disuelven con el agua. -Alcohol 1°, 2° y 3° + Eter de petróleo

Todos los alcoholes (1°, 2° y 3°) se disuelven con el éter de petróleo, el alcohol primario se disuelve inmediatamente, luego el alcohol secundario se disuelve y finalmente y más lento se disuelve el alcohol terciario.

2. Ensayo de Lucas: En un tubo de ensayo coloque 1mL de alcohol a ensayar y 3mL del reactivo de LUCAS (Cloruro de Zinc con ácido clorhídrico). Coloque el tubo en baño maría. Observe si hay formación de alguna emulsión casi inmediatamente o transcurridos algunos minutos. No prolongue el ensayo más allá de 15 minutos. Anote el tiempo requerido para que la reacción tenga lugar en cada caso.


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-Alcohol 1°, 2° y 3° + RX LUCAS + baño maría 15 minutos

Con el alcohol primario no reacciono. Con el alcohol secundario se formó un precipitado. Demoro 4 minutos. Con el alcohol terciario se formó una suspensión, reaccionan de forma instantánea.

3. Con sodio metálico: Coloque 1ml de las anteriores muestras de alcoholes en cada tubo de ensayo por separado. Agregue un pequeño trozo de sodio metálico (del tamaño de la cabeza de un fósforo) a cada tubo y mida el tiempo que demora en reaccionar para cada caso. -Alcohol 1°, 2° y 3° + ()

Sus velocidades son: 1° > 2° > 3° La reacción con el alcohol primario es instantánea, la reacción con el alcohol secundario es un poco más lenta y la reacción con el alcohol terciario es muy lenta.

4. Reacciones de Oxidación: A un tubo de ensayo que contenga 1ml de una solución de 2 2 7 añada una gota de ácido sulfúrico concentrado y 1ml del LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA

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alcohol problema. Caliente en baño maría durante 5 mi nutos. Anote las observaciones. Escriba las reacciones que se producen. -2 2 7 + 2 4 + Alcohol 1°, 2° y 3°

Inicialmente solo el alcohol secundario cambia de color de amarillo a azul. Después del baño maría (5 min):

El alcohol primario se vuelve de color verde. El alcohol secundario se vuelve de color azulado. El alcohol terciario se oscurece.

B. FENOLES: Materiales: 2 tubos de ensayo Gradilla Probeta graduada de 10mL

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Reactivos: Fenol Cloruro férrico al 1% Agua de bromo

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PROCEDIMIENTO: 1. Solubilidad: Investigue la solubilidad del fenol en agua y NaOH. Compárelas. -Fenol + agua, Fenol + NaOH

El fenol no es soluble con el agua. El fenol se disuelve y forma una sola fase con el NaOH, tornándose de color amarillo.

2. Reacción con Cloruro Férrico: En un tubo de ensayo coloque 1-2 ml de una solución aprox. al 0,1%. Agregue 3 gotas de la solución de cloruro férrico al 1%. Anote sus observaciones. -Alcohol + 3 , Fenol + 3

Al mezclar el alcohol y el 3 la solución se tornó amarillo. Al mezclar el fenol y el 3 la solución se tornó violeta.

3. Reacción con el Agua de Bromo: En un tubo de ensayo coloque 3ml de una solución de fenol al 0,1% (2 gotas en 2ml de agua). Luego, adiciones Agua de Bromo LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA

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con agitación hasta que el color amarillo sea persistente y se forme un precipitado. -Fenol + agua de Bromo

- la solución se tornó amarillo persistente.


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REACCIONES QUÍMICAS A. ALCOHOLES: 1. REACCIONES DEL ENSAYO DE LUCAS:  

3 2   2  32   2−





3 ()3  2  3 ()3  2 −





(3 )3   2  (3 )3   2 −



2. REACCIONES CON SODIO METALICO:   

3 2    → 3 2   2 3 ()3   → 3 ()3  2 (3 )3    → (3 )3   2

3. REACCIONES DE OXIDACIÓN: []

  

3 2   2 2 7  24 → 3   3  3 ()3  2 2 7  2 4 → 3 3 (3)3 2 2 7  2 4 →   Ó

B. FENOL: 1. REACCIONES CON CLORURO FÉRRICO: 3 2   3 →     

2. REACCIÓN CON ELAGUA DE BROMO:


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DISCUCIÓN DE RESULTADOS A. ALCOHOLES: 1. PRUEBAS DE SOLUBILIDAD:

Agua Éter de Petróleo

Alcohol 1° Soluble Soluble



¿Por qué es soluble con el agua? La razón por la cual todos estos alcoholes son solubles en agua es debido a que los alcoholes tienen la capacidad de formar enlaces puentes de hidrógeno, formados cuando los oxígenos unidos al hidrógeno en los alcoholes forman uniones entre sus moléculas y las del agua. Sin embargo, a partir de 4 carbonos en la cadena de un alcohol, la solubilidad de este con el agua disminuye drásticamente, ya que el grupo hidroxilo (-OH) constituye una parte muy pequeña en comparación con la porción del hidrocarburo. Un grupo alquilo de cuatro carbonos es lo suficientemente grande para que algunos de sus isómeros no sean solubles en agua, aunque, el alcohol t -butílico, con su forma esférica compacta, es miscible. ¿Por qué es soluble con el Éter de Petróleo? Los alcoholes de bajo peso molecular no son muy solubles en disolventes de hidrocarburos (éter de petróleo). Éter de petróleo: es una mezcla líquida de diversos compuestos volátiles, muy inflamables, de la serie homóloga de los hidrocarburos alcanos. Se emplea principalmente como disolvente no polar. 2. ENSAYO DE LUCAS: La mezcla de cloruro de hidrogeno y cloruro de zinc, generalmente es efectiva para convertir los alcoholes menos reactivos a los cloruros de alquilo correspondientes. Se cree que el efecto de la sal de zinc es producir un equilibrio rápido entre el cloruro de zinc y un complejo cloruro de zinc-alcohol. El complejo experimenta la disociación al carbocatión. El zinc forma complejo con el alcohol y polariza el enlace oxigeno-carbono debilitándolo, y al mismo tiempo proporciona un mejor grupo saliente en el complejo (2 )− . Tal complejo continuo reaccionando para producir cloruro de zinc y agua. 

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Cuando se deja reaccionar con los alcoholes, el reactivo de Lucas los convierte en los cloruros de alquilo correspondientes, y la velocidad de la reacción proporciona una indicación de la estructura del grupo alquilo. Los alcoholes primarios no producen una reacción considerable, los alcoholes secundarios reaccionan más rápidamente, y los terciarios lo hacen también con mucha rapidez. La formación de una segunda capa o una emulsión es una indicación visual de que ocurre una reacción.

3. CON SODIO METÁLICO: Se espera que la molécula de alcohol, estructuralmente semejante al agua, que reacciona fácilmente con los metales de los grupos I y II. Y así reacciona pero a una velocidad mucho menor. Se da una reacción de óxido-reducción ya que el metal se oxida (es decir, cede electrones y adquiere carga positiva) y se reduce el hidrógeno (gana electrones forma molécula de hidrogeno neutra). La disponibilidad de los protones es un factor en la determinación de sus velocidades relativas a las que se efectúa una reacción. La reactividad de los alcoholes con respecto a varios metales se relaciona estrechamente a su acidez. El orden de reactividad: 1° > 2° > 3° 



4. REACCIONES DE OXIDACIÓN: Los detalles precisos de la oxidación y de la estructura del grupo funcional obtenido dependen de la estructura del alcohol, y, en ocasiones, de las condiciones de la reacción. Estas situaciones se analizan de acuerdo con el tipo de alcohol empleado (primario, secundario o terciario). Los reactivos requeridos (2 4 , 2 2 7), pero el agente oxidante es el producto de ambos 2 4 . En esta reacción el Cr se reduce de +6 a +3. El reactivo oxida alcoholes primarios y secundarios y a medida que lo hace, se presenta un notable cambio de color. Los alcoholes terciarios o cetonas, no se ven afectados por el reactivo. El reactivo de ácido crómico es color naranja, y se indica una prueba positiva cuando este color cambia a un precipitado o emulsión verde o azul verdoso. Primario: produce un aldehído o un ácido carboxílico, dependiendo de las condiciones de la reacción. 

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Secundario: solo produce cetonas, esta es muy estable y no se produce una reacción ulterior a menos que se cuente en condiciones muy vigorosas. Terciarios: cuando un compuesto no contiene un hidrogeno enlazado al carbono que tiene el grupo –OH, no se espera que ocurra una reacción de oxidación. De hecho esto sucede con los alcoholes terciarios, en los que el átomo de carbono terciario no puede acomodar el doble enlace carbono-oxigeno sin romper un enlace carbono-carbono. En condiciones acidas, se deshidratan fácilmente para formar un alqueno, que se degrada en moléculas más pequeñas.

B. FENOL: 1. PRUEBA DE SOLUBILIDAD:

Agua NaOH

Fenol Insoluble Soluble

¿Por qué es insoluble en agua? Porque el fenol es ácido; en agua es insoluble o solo levemente solubles en agua. La solubilidad del fenol es 9.3g/100g de agua. ¿Por qué es soluble en NaOH? Una importante consecuencia de la acidez de los fenoles es su reacción con ciertas bases, la cual no ocurre con los alcoholes. El tratamiento de un fenol con una solución de hidróxido de sodio diluido lo convierte en una sal de sodio soluble en agua. 6 5  + − → 6 5 − +  2  2. FENOL CON CLORURO FÉRRICO: Dado lo sencillo de la oxidación de los fenoles a quinonas, el cloruro férrico acuoso ( 3 ) puede indicar su presencia. La mayoría de los fenoles reaccionan con cloruro férrico para dar lugar a productos de oxidación y complejos de color. Pero no es determinante se debe recurrir a más pruebas. 3. FENOL CON EL AGUA DE BROMO: Los fenoles reaccionan muy rápidamente con el agua de bromo (2 , 2 ). La formación de un precipitado inmediato acompañado por la desaparición del color característico del bromo, señala fuertemente que se trata de un fenol. LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA

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CONCLUSIONES Se llegó a la conclusión de que los alcoholes y los fenoles poseen características distintas, debido a sus diferentes reacciones y por eso se puede identificar si un sustrato es fenol o alcohol usando cierto tipo de reactivos en condiciones adecuadas por ejemplo cloruro férrico FeCl3 para el caso del fenol. Se pudo observar que los alcoholes de acuerdo a su carácter primario, secundario y terciario reaccionan a una diferente velocidad de oxidación.

El alcohol primario reacciono instantáneamente y libero calor, teóricamente sabemos que se obtuvo un aldehído y siguió oxidándose hasta obtener un ácido carboxílico. El alcohol secundario demoro unos minutos más que el anterior y también libero calor, teóricamente sabemos que el producto final es una cetona. El alcohol terciario no reacciono. Pudimos ver con claridad las diferencias físicas y químicas que presentan los diferentes tipos de alcoholes. Una clara propiedad física de los alcoholes es la solubilidad en agua que es debido a que los alcoholes tienen la capacidad de formar enlaces puentes de hidrógeno, formados cuando los oxígenos unidos al hidrógeno en los alcoholes forman uniones entre sus moléculas y las del agua. Los alcoholes de menor peso molecular (3 carbonos o menos) son infinitamente solubles en agua. La solubilidad disminuye al aumentar el peso molecular. Mientras que la mayoría de los alcoholes alifáticos son ácidos bastante débiles, los fenoles son más ácidos. La razón de esta acidez es estabilidad de los aniones, las bases conjugadas que se forman en la ionización y el efecto de la solvatación.


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RECOMENDACIONES Al realizar el experimento organizar los tubos de ensayo de manera que no se confundan las muestras, al igual que las pipetas para que así no se contaminen las reacciones. Tener cuidado al hacer el baño maría para evitar evaporar las sustancias. Mejor hacerlo midiendo el tiempo y observando los cambios de las muestras. Si deseo obtener a partir de la reacción del alcohol primario y 2 4 un aldehído y no un ácido carboxílico, debo agregar el ácido con cuidado en porciones, asegurando así que no hay un exceso del agente oxidante.


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BIBLIOGRAFÍA TEXTO: Carlos Eduardo Núñez - COMENTARIOS SOBRE SOLVENTES Y SOLUBILIDADES DE SUSTANCIAS ORGÁNICAS – 10 paginas Alan S. Wingrove, Robert L. Caret – Química Orgánica – Alcoholes, Fenoles INTERNET: http://www.salonhogar.net/quimica/nomenclatura_quimica/Propiedades_ alcoholes.htm https://www.textoscientificos.com/quimica/alcoholes http://www.monografias.com/trabajos-pdf/fenoles/fenoles2.shtml https://www.google.com.pe/search?q=solubilidad+de+alcoholes+en+eter +de+petroleo#imgrc=_&spf=1496091118741 https://www.i-ciencias.com/pregunta/5489/las-diferencias-entre-losfenoles-y-alcoholes


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