UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIRIQUÍ FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS ESCUELA DE QUÍMICA PROPIEDADES PROPIEDADES Y REACCIONES REACCIONES GENERALES DE LOS L OS ALCOHOLES AL COHOLES Y FENOLES Estudiantes: Cubas, Sharon (4-782-2072)
Beitia, Mario (1-744-1849)
Resumen:
En este experimento se pudo estudiar y presenciar experimentalmente algunas propiedades químicas de alcoholes y fenoles. De manera que mediante reacciones específicas de identificación de alcoholes permitió poder identificar si se trataba de alcoholes primarios, secundarios o terciarios debido a la fórmula estructural que presentaba cada alcohol muestra; como también se puede establecer la solubilidad y reactividad de cada tipo de alcohol. Por otra parte para fenoles se utilizó el cristal de fenol como muestra con el cual se realizaron todas las pruebas, se determinó cualitativamente la solubilidad del cristal de fenol y acidez del fenol. Por otro parte se realizaron pruebas de oxidación con agentes oxidantes fuertes, obteniendo como resultado la oxidación de alcoholes y fenoles obteniendo como resultado de esta reacción un compuesto compues to aldehído en el caso de los alcoholes primarios; un compuesto compues to cetona en el caso de los alcoholes secundarios; los alcoholes terciarios generalmente producen olefinas y un compuesto quinona quinona en el caso de los fenoles. Al finalizar dichas pruebas y observar las características cualitativas cualitativas que reflejan si son alcoholes o fenoles, se puede establecer que a pesar de ser compuestos que poseen un grupo funcional (-OH), y es su mayor semejanza, difieren en sus propiedades tanto físicas como químicas es necesario que su estudio se realice de manera separada para comprender y tener claro cada uno de los aspectos que presentan cada grupo de alcoholes y fenoles. Palabras claves: Alcoholes primarios, secundarios y terciarios, caracterización, solubilidad, oxidación, esterificación, fenol, acidez, Objetivos:
Analizar las reacciones y propiedades generales de los alcoholes. Distinguir alcoholes primarios, secundarios y terciarios mediante reacciones experimentales. Analizar el comportamiento y propiedades de los fenoles. Comparar las propiedades de los fenoles y alcoholes para establecer similitudes y diferencias. Observar el efecto que tiene el grupo hidroxilo sobre el anillo aromático y viceversa. Marco Marco Teórico: Teórico:
Según Kant (2011), se denomina alcohol a todo compuesto orgánico que contiene hidroxilo (OH) en sustitución de un átomo de hidrogeno de un alcano, enlazado de forma covalente coval ente a un átomo de carbono (grupo carbinol C-OH). Además este carbono debe estar saturado, es decir debe tener solo enlaces sencillos a sendos átomos (átomos adyacentes), esto diferencia a los alcoholes de los fenoles. Los alcoholes suelen ser líquidos incoloros de olor característico, solubles en agua en proporción variable variable y menos densa que ellos. Al aumentar la masa molar aumenta sus puntos de fusión y ebullición, pudiendo ser solidos a temperatura ambiente. El hecho que el grupo hidroxilo pueda formar grupos hidrógenos también afecta el punto de fusión y ebullición de los alcoholes, a pesar de que se forma sea muy débil en comparación de los tipos de enlace se forman en gran número entre las moléculas,
configurando una red colectiva que dificulta que las moléculas puedan escapar del estado en que se encuentren(solido o liquido).los alcoholes pueden comportarse como ácidos o base gracias a que el grupo funcional es igual que el agua ,por lo que se establece un dipolo muy parecido al que presente la molécula del agua. Sustenta Kant (2011). Los fenoles son compuestos que tienen un grupo hidroxilo enlazado directamente al benceno o a un anillo bencenoide. Muchas de las propiedades de los fenoles son análogas a las de los alcoholes, pero esta similitud tiene algo de simplificación, los fenoles son compuestos bifuncionales; el grupo hidroxilo y el anillo aromático interaccionan fuertemente, afectando uno a otro en la reactividad, tal interacción conduce a nuevas y útiles propiedades de los fenoles. Las propiedades físicas de los fenoles están fuertemente influenciadas por el grupo hidroxilo el cual permite a los fenoles formar enlaces de hidrogeno con el agua y otros fenoles. Así los fenoles tienen puntos de fusión y ebullición más altos y son más solubles en agua que los arenos y haluros de arilo de peso molecular comparable. Además el grupo hidroxilo de un fenol es un sustituyente activante muy potente, y la sustitución electrofilica aromática ocurre con gran facilidad en el fenol y sus derivados. Si existen 2, 3 o más grupos OH se denominaran difenoles, trifenoles o polifenoles respectivamente. Cuando los sustituyentes del anillo están vecinos se los llama con el prefijo orto (o). Si hay un lugar de separación entre ellos es meta (m) y si están en lados opuestos para (p). Escudero & Patrick (2012). Por otra parte, Parra (2010), nos explica que los fenoles presentan algunas propiedades semejantes a los alcoholes, debido a la presencia del grupo –OH. Sin embargo conforman otra familia química y la mayoría de sus propiedades y los métodos para su obtención son diferentes. Los fenoles más sencillos son líquidos o sólidos blandos e incoloros y se oxidan con facilidad por lo que se
encuentran coloreados. Existen varios métodos para obtener compuestos fenólicos, entre ellos se cuentan la hidrólisis del cloro benceno, obtención a partir del benceno-sulfato de sodio y la oxidación del isopropil-benceno. Materiales y Reactivos: Tabla 1. Materiales. Instrumento Tubos de ensayo Goteros Vasos químicos Plancha Termómetro
Capacidad -
Cantidad 6
100 mL 250 mL
6 3 1 1 1
250 °C
Tabla 2. Reactivos. Reactivo
Etanol
2-propanol
1-butanol
Toxicidad Inhalación: Causa dolor de cabeza, tos, fatiga y somnolencia. Provoca Ingestión: sensación de quemazón, dolor de cabeza, confusión, vértigo y perdida del conocimiento. Contacto con los ojos: Causa dolor, quemazón y enrojecimiento. Contacto con la piel: Provoca piel seca. Provoca Inhalación: dolor de garganta, dificultad respiratoria, dolor de cabeza, vértigo, somnolencia. Ingestión: Provoca dolor abdominal, dificultad respiratoria, náusea, pérdida del conocimiento, vómitos. Contacto con los ojos: Causa enrojecimiento. Contacto con la piel: Causa piel seca. Puede Inhalación: provocar efectos en el sistema nervioso central, dolores de cabeza, vértigo, embriaguez,
2-butanol
Ter-butanol
Alcohol tert-amílico
al 5%
hipotensión, trastornos cardiovasculares, dificultades respiratorias, narcosis, problemas hepáticos y problemas renales. Provoca Ingestión: vómitos uy nauseas. Contacto con los ojos: Causa irritaciones en mucosas y trastornos dela visión. Contacto con la piel: Causa irritaciones. Causa Inhalación: vértigo, somnolencia, dolor de cabeza. Provoca Ingestión: vértigo y somnolencia. Contacto con los ojos: Causa enrojecimiento y dolor. Contacto con la piel: Causa piel seca Provoca Inhalación: vértigo, somnolencia, náuseas, dolor de cabeza y vómitos. Provoca Ingestión: vértigo, somnolencia, náuseas, dolor de cabeza y vómitos. Contacto con los ojos: Causa enrojecimiento y dolor. Contacto con la piel: Causa enrojecimiento. Inhalación: Causa tos, dolor de garganta, dolor de cabeza, náuseas, vértigo, somnolencia, pérdida del conocimiento. Ingestión: Produce dolor abdominal, sensación de quemazón en el pecho y garganta. Contacto con los ojos: Provoca enrojecimiento, dolor y pérdida de la visión temporalmente. Contacto con la piel: Causa enrojecimiento y dolor. Causa Ingestión: náusea, vómitos, dolor abdominal. Sensación de
conc.
Sodio metálico
quemazón, diarrea y colapso. Contacto con los ojos: Provoca enrojecimiento, dolor, visión borrosa y quemaduras profundas. Contacto con la piel: Provoca enrojecimiento, dolor, quemaduras cutáneas. Inhalación: Provoca la sensación de quemazón, dolor de garganta, tos, sibilancia y dificultad respiratorias. puede Inhalación: provocar sensación de quemazón, tos, dificultad respiratoria y dolor de garganta. Ingestión: causa daño corrosivo grave de las membranas mucosas de la garganta y del esófago. Puede causar dolor abdominal, sensación de quemazón, vómitos, hemorragia, necrosis y perforación en el tracto gastrointestinal. Contacto con la piel: puede provocar dolor, enrojecimiento y quemaduras cutáneas graves que pueden retrasarse en su aparición. Contacto con los ojos: Corrosivo. El contacto puede provocar visión borrosa, enrojecimiento, dolor, etc. Inhalación: Los vapores que genera el sodio al arder son altamente irritantes de nariz y garganta causando tos, dificultad para respirar y provocan, incluso, edema pulmonar. Contacto con ojos: Causa quemaduras severas e incluso ceguera. En forma de vapor es altamente irritante.
Ác. Acético glacial
Sol. Salina saturada
%
Contacto con la piel: El contacto del sodio con la humedad de la piel causa quemaduras térmicas y cáusticas. Ingestión: Causa quemaduras severas en la boca y tracto digestivo, presentándose dolor abdominal y vómito. Ingestión: Quemaduras e inflamación de la boca, el abdomen y la garganta, vómito y deposición con sangre. Irritación tracto gastrointestinal (esófago y estómago), espasmos estomacales, también puede resultar vómito con sangre, daños en los riñones. Contacto en la piel: Produce quemaduras, altamente irritante. Contacto en los ojos: Puede causar quemaduras irreversibles de la córnea. Vapores de ácido acético, o líquido pueden causar irritación. Irritación Inhalación: severa de la nariz y la garganta, náuseas, resfriado, dolor en el pecho y dificultad respiratoria. Altas concentraciones puede causar inflamación en las vías respiratorias (bronconeumonía) y acumulación de fluidos en los pulmones (edema). No presenta características peligrosas. Causa Ingestión: quemaduras severas en la boca, si se traga el daño es, además, en el esófago produciendo vómito y colapso. Contacto en la piel: Altamente corrosivo a la piel. Contacto en los ojos: Extremadamente
Lugol
corrosivo a los ojos por lo que las salpicaduras son muy peligrosas, pueden provocar desde una gran irritación en la córnea, ulceración, nubosidades y, finalmente, su desintegración. Causa Inhalación: irritación y daño del tracto respiratorio. No presenta características peligrosas.
Reactivos de Lucas
Inhalación: En el caso de exposiciones agudas, los mayores efectos se limitan al tracto respiratorio superior. Produce Ingestión: corrosión de las membranas mucosas de la boca, esófago y estómago. Los síntomas que se presentan son: disfagia, náuseas, vómito, sed intensa y diarrea. Puede presentarse, incluso, colapso respiratorio y muerte por necrosis del esófago y estómago. Contacto con ojos: Este ácido es un irritante severo de los ojos y su contacto con ellos puede causar quemaduras, reducir la visión o, incluso, la pérdida total de ésta. Contacto con la piel: Causa quemaduras serias, dermatitis y fotosensibilización. 2
Inhalación: Causa tos, dolor de garganta, sensación de quemazón, dificultad respiratoria, jadeo. Síntomas no inmediatos Ingestión: Provoca dolor abdominal, sensación de quemazón en la garganta y el pecho, dolor de
Ácido salicílico
Nitrito de sodio
Cristal de fenol
garganta, náuseas, vómitos y shock o colapso. Contacto con los ojos: Provoca dolor, enrojecimiento y quemaduras profundas graves. Contacto con la piel: Causa quemaduras cutáneas, dolor y enrojecimiento. Causa Inhalación: irritación de la mucosa. Provoca Ingestión: irritación de las membranas mucosas. Contacto con ojos: Provoca lesiones oculares e irritaciones. Contacto con la piel: Es una ligera irritación de la piel. Inhalación: Labios o uñas azulados, piel azulada, tos, vértigo, dolor de cabeza, dificultad respiratoria, pérdida de conocimiento. Dolor Ingestión: abdominal, labios o uñas azulados, piel azulada, diarrea, vértigo, dolor de cabeza, dificultad respiratoria, pérdida de conocimiento. Vómitos, pulso rápido, y caída brusca de la tensión sanguínea son otros síntomas. Contacto con ojos: Provoca enrojecimiento. Contacto con la piel: Puede absorberse. Causa enrojecimiento y Labios o uñas azulados, piel azulada, tos, vértigo, dolor de cabeza. Inhalación: Causa dolor de garganta, sensación de quemazón, tos, vértigo, dolor de cabeza, náuseas, vómitos, jadeo, dificultad respiratoria y pérdida del conocimiento. Síntomas no inmediatos.
Corrosivo. Ingestión: Causa dolor abdominal, convulsiones, diarrea, shock o colapso, dolor de garganta, coloración oscura de la orina. Contacto con ojos: Provoca dolor, enrojecimiento, pérdida de visión permanente, quemaduras profundas graves. Contacto con la piel: FÁCIL ABSORCIÓN. Causa quemaduras cutáneas graves, efecto anestésico local, convulsiones, colapso, coma, muerte. Inhalación: Muy agresivo sobre las mucosas y el tracto respiratorio superior. Los síntomas pueden ser tos, quemazón, dolor de cabeza y vomito. Contacto con los ojos: Corrosivo. El contacto puede provocar visión borrosa, enrojecimiento, dolor, etc. % Contacto con la piel: Corrosivo. Puede haber enrojecimiento por irritación, dolor y quemaduras severas. Corrosivo. Ingestión: Puede provocar quemaduras severas de la boca e incluso estómago. También puede provocar vómito y diarrea. Inhalación: Irritación leve para la nariz. Contacto con la piel: Efecto insignificante. Contacto con los ojos: Bicarbonato de sodio Irritación moderada para 3N los ojos. Ingestión: La ingestión en grandes dosis puede causar la náusea y vómitos. No nos constan datos Indicador universal cuantitativos sobre la
Reactivo de Bayer
Benzofenona
Alcohol isopropílico
toxicidad de este producto. Causa Inhalación: irritación de nariz y tracto respiratorio superior, tos, laringitis, dolor de cabeza, náusea y vómito. Contacto con ojos: Tanto en formas de cristales como en disolución, este compuesto es muy corrosivo. Contacto con la piel: La irrita y en casos severos causa quemaduras. Se ha Ingestión: observado en humanos que una ingestión de 2400 µg/Kg/día (dosis bajas o moderadas) genera quemaduras en tráquea y efectos gastrointestinales como náusea, vómito, ulceración, diarrea o constipación y pérdida de conciencia. se Inhalación: No conocen efectos. No se Ingestión: conocen efectos. Contacto con ojos: No se conocen efectos. Contacto con la piel: Provoca enrojecimiento. Inhalación: El vapor puede causar irritación del sistema respiratorio experimentado como un malestar nasal. Dolor de pecho y tos. Altas concentraciones de vapor pueden causar dolor de cabeza y somnolencia. Ingestión: Puede causar dolor de cabeza, estupor, irritación de la boca y garganta, nauseas, desvanecimiento. Contacto con ojos: Causa irritación, experimentada como picazón y malestar o
Benzopinacol
dolor, puede ocurrir daño en la córnea. Contacto con la piel: Puede causar irritación menor con picazón y posible enrojecimiento ligero; el prolongado o extendido contacto puede causar piel seca y agrietada. se Inhalación: No conocen efectos. No se Ingestión: conocen efectos. Contacto con ojos: Puede producir irritación. Contacto con la piel: Puede producir irritación.
Fase experimental: A. Alcoh oles.
Solubilidad:
- Coloque 1 mL de agua en 5 tubos de ensayos y añada 3 gotas de alcoholes estudiados a cada tubo. - Observe los resultados y ordene en forma ascendente de solubilidad.
Oxidación:
-caliente en un tubo de ensayo una mezcla formada por 1 mL de
2 2 7 al 5%. -10 gotas de 2 4 . y 10 gotas del alcohol estudiado.
Reacción con sodio metálico: -En un tubo de ensayo completamente seco se colocan respectivamente 10 gotas de cada alcohol estudiado. -Se añada a cada tubo 1 pedacito de sodio metálico acabado de cortar y anote los resultados.
Esterificación:
Mezcle 10 gotas de cada alcohol evaluado c on 10 gotas de ácido acético glacial en un tubo de ensayo, agregue 10 gotas de
2 4 . y caliente suavemente a unos 20 °C
Reacción de yodoformo:
Prueba de tornasol
En un tubo de ensayo se coloca 10 gotas de etanol, se añaden 2 mL de agua, 10 gotas de NaOH 3N y gota a gota de solución de Lugol hasta que se forme el color amarillento que se produce el3
Ponga en contacto el papel tornasol con la solucion acuosa de fenol
¿Que ocurre? repita la prueba con el indicador universal.
Rx con agua de bromo.
Prueba de Lucas: Se colocan 10 gotas de cada alcohol (primario, secundaria y
añada gota a gota la solucion acuosa de bromo a 1mL de la solucion acuosa de fenol
agite y observe. Que ocurre si se agrega bromo en exceso.
terciario) en un tubo de ensayo y se agrega a cada tubo un mL del reactivo de Lucas. Tape el tubo con el tapón de corcho y agite 3 minutos aproximadamente de reposar a la temperatura ambiente y tome el tiempo que tarda en aparecer una turbidez en cada tubo, lo cual indica que la prueba es positiva.
B. Propiedades y reacciones de los fenoles. Solubilidades:
En un tubo de ensayo coloque unos cristales de fenol ( con la punta de la espatula) y añada unas gotas de agua poco a poco. observe cualquier cambio, en cual a solulibilidad.
despues que la mezcla sea homogena(caliente si es nesario) repartir en tubos de ensayos de A-C
agregue con agitacion 10 gotas de agua, bicarbonato de sodio 3N y Naoh al 10% , no bote la solucion acuosa de fenol, observe y compare sus solubilidades.
Rx de lieberman para fenol disuelva un pequeño cirtal de nitrito de sodio en 1mL, 2 4. añada un cristal de fenol y observer el color
luego añada 10 mL de agua helada, mezcle y observe el color. luego añda NaOH al 10% con agitación y observe el cambio de color.
Prueba de baeyer Añada 10 gotas de fenol en un tubo de ensayo, adicione la solucion de KMn4 diluido gota a gota hasta que el color morado desaparezca.
Agite bien, deje reposar por dos minutos y observe si habido un cambio y a que se debe escriba la reaccion. y por ultimo alada 2 gotas de NaOH al 10%
Prueba de cloro férrico A 10 gotas de la solucion acuosa fenolica, agregue gotas de FeCL3 al 1% observe si hubo algun cambio.
repita la prueba pero ahora sustituya por la solucion fenólica: acido salicilico, alcohol etilico, agua y alcohol benzoico.
Cálculos y Resultados: A) ALCOHOLES: Cuadro 1. Solubilidad de alcoholes. Tipo de alcoholes Solubilidad Etanol Soluble 2-propanol Soluble Ter- butano Soluble Butanol Insoluble Mezcla de alcoholes + agua -
Discusión de resultados:
Mediante los resultados obtenidos pudimos determinar que la solubilidad entre los alcoholes principalmente se debe a los puentes de hidrógenos que forman para unirse a otras moléculas según (Requena, 2001) , Los puentes de hidrógeno se forman cuando los oxígenos unidos al hidrógeno en los alcoholes forman uniones entre sus moléculas y las del agua. Esto explica la solubilidad del metanol, etanol, 1-propanol, 2-propanol y 2 metil-2-propanol. A partir de 4 carbonos en la cadena de un alcohol, su solubilidad disminuye rápidamente en agua, porque el grupo hidroxilo ( –OH), polar, constituye una parte relativamente pequeña en comparación con la porción hidrocarburo. A
partir del hexanol son solubles solamente en solventes orgánicos. Existen alcoholes de cuatro átomos de carbono que son solubles en agua, debido a la disposición espacial de la molécula. Se trata de moléculas simétricas. Se puede decir que La solubilidad de los alcoholes disminuye con el aumento del número de átomos de carbono, pues el grupo hidroxilo constituye una parte cada vez más pequeña de la molécula y el parecido con el agua disminuye a la par que aumenta la semejanza con el hidrocarburo respectivo. Cuadro 2. Prueba de oxidación para alcoholes Tipos de alcoholes
Etanol 2- propanol Ter-butanol Butanol
Cambio de color Naranjaverde azulado Sin color Sin color Sin color
Velocidad de la Rx
Lenta Rápido --------------Instantánea
Discusión de resultados: Los datos obtenidos en la experimentación demuestran que la oxidación de alcoholes forma compuestos carbonilos. Al oxidar alcoholes primarios se obtienen aldehídos, mientras que la oxidación de alcoholes secundarios forma cetonas.
El dicromato de potasio oxidan lo alcoholes primarios a ácidos carboxílicos.
Reacción:
Cuadro 3. Reacción con sodio metálico. Tipos de alcoholes Etanol + Na (s) 2- propanol + Na (s)
Ter- butanol
Reacción total Reacción rápida pero con residuos de sodio sin Rx Reacción lenta pero con mucho residuos de sodio sin reaccionar
Discusión de resultados:
Mediante los resultados obtenidos pudimos observar que la reacción con el sodio metálico es relativamente rápida; Los alcoholes secundarios reaccionan más lentamente que los primarios y los alcoholes terciarios, la reacción es muy lenta. Reacción:
Cuadro 4. Prueba de Esterificación. Tipos de alcoholes
Etanol Los oxidantes convierten los alcoholes secundarios en cetonas. No es posible la sobre oxidación a ácido carboxílico.
Tipo de reacción
1-Butanol 2-Propanol
Olor percibid o
Acetona, esmalte uñas Esmalte de uñas Aceite de auto
Discusión de resultados: Los ésteres se producen de la reacción que tiene lugar entre los ácidos carboxílicos y los alcoholes. Donde los ácidos carboxílicos sufren reacciones con los alcoholes cuando se encuentran en presencia de catalizadores de la reacción, los cuales por lo general son un ácido fuerte, con la finalidad de formar un éster a través de la
eliminación de una molécula de H2O. Méndez (2013). En este experimento realizamos la esterificación con ácido acético (ácido carboxílico) y los alcoholes: etanol, 2-propanol y 1-butanol, con los que obtuvimos como resultado que se produjo un olor a acetona y esmalte de uñas al reaccionar etanol; un olor a esmalte de uñas al reaccionar con 1-butanol y un olor a aceite de auto al reaccionar 2-propanol con el ácido acético respectivamente. (Cuadro 4). Reacción:
compuesto a partir de una muestra, sólo cuando esté presente una metilcetona, etanal, alcohol secundario de metilo, o etanol. De acuerdo con Carrasco (2000), esta reacción fue usada tradicionalmente para determinar la presencia de una metilcetona, o un alcohol secundario oxidable a metil cetona, a través de la prueba del yodoformo. Hoy en día, las técnicas espectroscópicas como RMN y la espectroscopia IR son preferidas, debido a que requieren muestras más pequeñas, pueden ser no destructivas (para la RMN), son fáciles y rápidas de efectuar. Reacción:
Cuadro 5. Reacción con yodoformo. Tipos de alcoholes
Cambio de color
Etanol
Transparenteamarrillo
2-propanol
Transparenteamarrillo
Terbutanol Butanol
No hubo cambio (sin color) No hubo cambio (sin color)
Cuadro 6. Prueba de Lucas. Formación
Formación de cristales amarrillos Formación de cristales amarrillos ----------------------
Discusión de resultados:
Las características observadas en esta prueba nos llevan a la conclusión que Cuando se usan yodo e hidróxido de sodio como reactivos, una reacción positiva produce yodoformo. El yodoformo (CHI3) es una sustancia de color amarillo pálido. Debido a su elevada polarizabilidad, por sus tres átomos de yodo, es un sólido a temperatura ambiente (confróntese con el cloroformo y el bromoformo). Es insoluble en agua, y tiene un olor a antiséptico. Se formará un precipitado visible de este
Tipos de alcoholes Etanol Ter- butanol
2. propanol
Reacción
No hubo reacción Turbiedad inmediata Turbiedad en presencia de calor
Discusión de resultados:
El reactivo de Lucas reacciona con los alcoholes primarios, secundarios y terciarios con velocidades bastante predecibles, y dichas velocidades se pueden emplear para distinguir entre los tres tipos de alcoholes. Cuando se agrega el reactivo al alcohol, la mezcla forma una fase homogénea. Los alcoholes terciarios reaccionan casi instantáneamente, porque forman carbocationes terciarios relativamente estables. Los alcoholes secundarios tardan más tiempo, entre 5 y 20 minutos, porque los carbocationes terciarios son menos estables que el terciario. Los alcoholes primarios reaccionan muy lentamente. Como no pueden formar carbocationes, el alcohol primario activado permanece en solución hasta que es atacado
por el ion cloruro. Con un alcohol primario, la reacción puede tomar desde treinta minutos hasta varios días. Reacción:
B) FENOLES: Cuadro 7. Solubilidad del fenol. Cristal de Fenol + Agua Cristal de Fenol + Agua + NaHCO3 3N + NaOH 10%
Tubo B Tubo C
No se observó turbidez (color lechoso)
Cuadro 8. Prueba de papel tornasol. Prueba
Fenol + Papel tornasol
Observación Color rojo (no muy intenso)
Fenol + Indicador Violeta universal * El papel tornasol utilizado tenía viraje de 4.46.0. Cuadro 9. Prueba del Cloruro férrico. Muestra
Solución fenólica cido salicílico Alcohol etílico Agua
%
(cambio d e color) Transparente a Morado Blanco a Morado No hubo reacción No hubo reacción
Cuadro 10. Reacción de Lieberman para fenol. Muestra
verde
Rojo ladrillo
Azul
Cuadro 11. Prueba de Baeyer.
Se observa muy poco soluble de color transparente. Tubo A
Cristal de Nitrito de sodio + 2 4 . + cristal de fenol. Cristal de Nitrito de sodio + 2 4 . + cristal de fenol + Agua fría. Cristal de Nitrito de sodio + 2 4 . + cristal de fenol + Agua fría +NaOH al 10%.
Color produ cido
Muestra Fenol + 4 + NaOH
Observación Result. Precipitado Positivo chocolate
Discusión: Solubilidad
En la prueba de solubilidad con el cristal de fenol se presenció que este era muy poco soluble en agua, (cuadro 7). Villanueva (2010) explica que el fenol es poco soluble en agua ya que aunque presentan el puente de hidrógeno, la proporción de carbonos con respecto a la cantidad de –OH es muy baja. Para que los compuestos que contienen grupos –OH sean solubles en agua la razón entre carbonos y grupos –OH no debe ser mayor de 3:1. El fenol es el miembro más pequeño de este grupo y contiene 6 átomos de carbono y sólo uno de -OH. Los demás mono fenoles poseen mayor número de carbonos y sólo un grupo OH, por ello son insolubles en agua. Los difenoles y polifenoles con más de un grupo –OH presentan mayor solubilidad en el agua. Puntualiza López (2010). Prueba de tornasol
En prueba con el papel de tornasol la muestra fenólica presento un viro de color rojo que indica que el pH de la muestra es de carácter ácido,
mientras que con el indicador universal el viro de color fue de violeta que en el caso de este indicador representa a un pH básico. (Cuadro 8)
pudimos corroborar en las pruebas con el fenol y el ácido salicílico que se presenta en el (cuadro 9).
López (2010) nos explica que las propiedades de los fenoles están influenciadas por sus estructuras, en la reacción que se presenta a la derecha de este texto el fenol cede un protón al agua para formar el ion hidronio, de acuerdo a esto, el fenol se comporta como un ácido.
Reacción:
Prueba de Lieberman
Si se comparan las constantes de acidez de los fenoles con las del agua, los alcoholes y los ácidos carboxílicos, se podemos concluir que los fenoles son ácidos más fuertes que el agua y que los alcoholes, pero más débiles que los ácidos carboxílicos. Constantes de acidez: Ácidos carboxílicos = 10-5 > Fenol = 1,1 x 1010 > Agua = 1 x 10-14, Alcoholes = 10-16 a 1018
El resultado de la prueba fue positiva, ya que se puedo evidenciar el cambio de color de verde a rojo ladrilla al color azul al añadir NaOH, cuadro Barba, et al (2012), explica que la formación de un color azul indica la presencia de un fenol. Otra prueba es el cambio del color de la solución azul al rojo, cuando se vierte en 10 mL de agua helada, y el retorno del color azul se obtiene cuando se le agrega a la mezcla una solución alcalina de hidróxido de sodio al 10%. (Cuadro 10). Reacción:
El fenol presenta cinco estructuras contribuyentes, es decir que pueden ceder protones. Dos de estas estructuras corresponden a la resonancia del anillo bencénico. La resonancia viene dada por la ubicación de los dobles enlaces dentro de la molécula.
Las otras tres estructuras son posibles debido al carácter básico del oxígeno que le permiten compartir más de un par de electrones con el anillo. Sustenta López (2010). Prueba de cloruro férrico
La prueba es positiva cuando se evidencia la formación de un complejo coloreado color azul, violeta, púrpura, verde, o rojo marrón es prueba positiva. Barba, Cruz & López (2012). Esto lo
Prueba de Bayer
En el cuadro 11, podemos observar que el resultado fue positiva, mediante el permanganato de potasio se oxido el fenol formando una benzoquinona dicha reacción provoco el cambio de coloración en la solución de morado a marrón que con el tiempo cambia a color amarillo. De acuerdo con Barba, et al (2012), los compuestos insolubles en agua se deben disolver en etanol, metanol, o acetona. Es posible que el color café - marrón no se forme y la solución de un color café - rojizo. Los compuestos que se oxidan fácilmente dan prueba positiva, tales como: a. la mayoría de los aldehídos, b. el ácido fórmico y sus ésteres, c. los alcoholes con rastros de impurezas d. los fenoles y las aminas aromáticas e. los mercaptanos y los tioéteres f. los compuestos carbonílicos que decoloran el bromo en tetracloruro de carbono dan generalmente prueba negativa. Reacción:
Para concluir es importante mencionar que en los fenoles al tener el grupo hidroxilo unido directamente al anillo aromático lo afecta en la reactividad del anillo, haciéndolo más reactivo que el benceno (forma no sustituida), debido que el grupo –OH es un sustituyente conocido como activante y por lo tanto también afecta en el anillo la orientación de la reacción hacia las posiciones orto y para del anillo aromático. Rendón (2013).
Conclusiones:
La esterificación es el procedimiento mediante el cual podemos hacer reaccionar un ácido carboxílico con un alcohol gracias a este proceso se pudo llegar a sintetizar un éster y se pudo percibir el olor que producen algunos alcoholes al formar su éster respectivo. Mediante la reacción de alcoholes con el reactivo de Lucas se logró determinar la reactividad de cada alcohol y su orden gracias a que esta prueba nos permite identificar un alcohol primario, secundario o terciario. A través de la prueba con el papel tornasol se pudo determinar que los fenoles son compuestos de marcada acidez, por lo que difieren con los alcoholes en cuanto la acidez, ya que los alcoholes son menos ácidos que los fenoles. En las reacciones de oxidación se presencia la capacidad que tiene una sustancia a ceder sus electrones frente a otra que actúa como agente oxidante, este se reduce captando los electrones del dador, y el dador adquiere la forma oxidada y gracias a reacciones oxidación se determinó que tanto alcoholes como fenoles en condiciones adecuadas logran oxidarse formando compuesto carbonilos. Uno de los aspecto que diferencia a los alcoholes de los fenoles es que estos últimos poseen el grupo –OH unido directamente a un anillo aromático lo que le permite a los fenoles al momento de una sustitución electrofilica ser muy reactivo. Bibliografía:
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Cuestionario: Alcoholes. 1. ¿En qué reacción los alcohol es se asemejan a los ácidos y en cuales a las bases? R= Los alcoholes se comportan como bases o ácidos débiles según el medio en éntrese encuentren, debido a las bajas tasas de disociación, los alcoholes, no reaccionan con bases débiles. Por el contrario, son reactivos frente a bases fuertes, con metales alcalinos (Na2+,K+,etc.), los hidrocarburos (como el NAH) y los reactivos de Grignard (RMgX, donde R es un radical alquilo y X un halógeno). Es el caso con la prueba con yodoformo. 2. ¿Qué es puente de hidrogeno? ¿Cómo afecta estos la constante física a los puntos de ebullición y fusión? R= El puente de hidrógeno tiene un efecto importante sobre las propiedades físicas de los compuestos orgánicos. Por ejemplo, las estructuras y puntos de ebullición del etanol (CH3CH2-OH) y del dimetil éter (CH3-O-CH3), dos compuestos isoméricos son de 78ºC par el etanol y -25ºC para el dimetil éter. Estos dos isómeros poseen el mismo tamaño y peso molecular, sin embargo el etanol tiene un hidrógeno unido a oxígeno y forma puentes de hidrógeno de manera extensa. El dimetil éter no tiene hidrógeno unido a oxígeno, y por tanto no puede formar puentes de hidrógeno. Como resultado de la interacción por puente de hidrógeno el etanol presenta un punto de ebullición de más de 100ºC superior al del dimetil éter. 3. Sugiera algún otro método para esterificar un alcohol. R= La reacción contraria a la reacción de esterificación, también se encuentra catalizada por ciertas trazas o restos de ácido y se conoce bajo el nombre de reacción de hidrólisis. La reacción tiene un equilibrio, el cual depende totalmente de la naturaleza que presenten el alcohol y el ácido que intervienen. Dicho equilibrio puede encontrarse desplazado para formar un éster si contamos con un exceso de sustancia alcohólica. Por otro lado, la reacción de hidrólisis se ve ampliamente favorecida si empleamos un exceso de agua en el proceso reactivo.
4. ¿Qué otros compuesto dan positi vos a la prueba de yodoform o? R= Dan positiva la reacción del yodoformo los alcoholes secundarios y terciarios que pueden oxidarse a metilcetona. 5. ¿Cuál es el producto de la oxidación de un alcohol y cual de la reducció n de un alcohol ? R= Los alcoholes primarios (R-CH2-OH) pueden ser oxidados a aldehídos (R-CHO) o ácidos carboxílicos (R-COOH), mientras que la oxidación de alcoholes secundarios (R1R2CHOH), normalmente termina formando cetonas (R1R2C=O). Los alcoholes terciarios (R1R2R3C-OH) generan olefinas mediante su oxidación.
Cuestionario: Fenoles. 1. ¿Qué tipo de grupo es el –OH con respecto al anillo? ¿Cuál es la orientación de la reacción ? R/: El grupo –OH con respecto al anillo es un activante fuerte, por consiguiente, orienta la reacción a las posiciones orto y para del anillo aromático. 2. ¿Qué compuestos específicamente dan positi vo en la prueba de clorur o férrico? R/: La prueba del cloruro férrico es utilizada para determinar la presencia o ausencia de fenoles en una muestra dada. Los enoles también dan resultados positivos. La formación de una coloración roja, azul, verde, o púrpura indica la presencia de fenoles. 3. ¿Qué fenoles dan positivo en la prueba de cloruro férrico? R/: La mayoría de los fenoles dan positivo para la prueba de cloruro férrico forman complejos coloridos en la presencia del ion férrico. Los fenoles dan colores rojo, azul, púrpura o verde, la mayoría de las oximas, de los ácidos hidroxámicos, y de los ácidos sulfinicos dan una prueba positiva.
4. ¿Qué productos se forman cuando se agrega permanganato de potasio en exceso a la soluc ión acuosa fenólica? R/: Los productos que se forman en la reacción del fenol con permanganato de potasio son benzoquinona y óxido de manganeso.
