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Universidad del Estado de Morelos.
Escuela de Estudios Superiores de Xalostoc
Comunicación y redacción de informes técnicos.
Reporte Técnico de Laboratorio.
ropiedades de alco!oles" #lco!ol$metro y %estilación.
Resumen. El propósito de este art$culo es el de estudiar diferentes reacciones en las 0ue act4an a(entes o2idantes y reductores con el fin de determinar teóricamente cuales son los a(entes o2idantes y cuales sustancias son a(entes reductores a partir del !ec!o e2perimental. Tendremos en cuenta los deferentes términos claves para con los cuales buscaremos verificar 0ue en cada reacción de o2idación también !ay reducción e intercambio electrónico para lo cual buscaremos comprobar las diferentes aplicaciones de las reacciones redo2. Conoceremos el concepto de electrodeposición y alco!ol$metro. alabras claves" Reacciones 0u$micas1 o2idación1 reducción1 redo21 alco!ol$metro
Introducción.
Alcoholes.
Teniendo en cuenta 0ue la o2idación es el cambio 0u$mico en el cual una sustancia pierde electrones cambiando as$ su estado de o2idación y la reducción es un cambio 0u$mico en el cual una sustancia (ana electrones y por tanto cambia su estado de o2idación. En una reacción determinada cada ve5 0ue una sustancia se o2ida pierde electrones 0ue son tomados por otra sustancia 0ue se reduce6 es decir una o2idación siempre va acompa7ada de una reducción. En una reacción de ó2ido 8 reducción la sustancia 0ue se o2ida se denomina a(ente reductor y la sustancia 0ue causa la o2idación se denomina a(ente o2idante. El e0uivalente 0u$mico se refiere al n4mero de unidades reactivas de esta manera conociendo el n4mero de e0uivalentes por mol. El peso e0uivalente se puede definir como la cantidad de masa por cada mol1 0ue debe reaccionar con su reactividad. Las reacciones de redo2 también conocidas como reacciones de transferencia se producen entre un con3unto de elementos 0u$micos un o2idante y un reductor1 para esto debe !aber un elemento 0ue seda electrones y otro 0ue los reciba.
Marco Teórico .
Alcoholes.
Propiedades generales de los alcoholes.
Los alco!oles suelen ser l$0uidos incoloros de olor caracter$stico1 solubles en el a(ua en proporción variable y menos densa 0ue ella. #l aumentar la masa molecular1 aumentan sus puntos de fusión y ebullición1 pudiendo ser sólidos a temperatura ambiente 9p.e. el pentaerititrol funde a :;< =C>. # diferencia de los alcanos de los 0ue derivan1 el (rupo funcional !idro2ilo permite 0ue la molécula sea soluble en a(ua debido a la similitud del (rupo !idro2ilo con la molécula de a(ua y le permite formar enlaces de !idró(eno. La solubilidad de la molécula depende del tama7o y forma de la cadena al0u$lica1 ya 0ue a medida 0ue la cadena al0u$lica sea m?s lar(a y m?s voluminosa1 la molécula tender? a parecerse m?s a un !idrocarburo y menos a la molécula de a(ua1 por lo 0ue su solubilidad ser? mayor en disolventes apolares1 y menor en disolventes polares. #l(unos alco!oles 9principalmente poli!idro2$licos y con anillos arom?ticos> tienen una densidad mayor 0ue la del a(ua. El !ec!o de 0ue el (rupo !idro2ilo pueda formar enlaces de !idró(eno también afecta a los puntos de fusión y ebullición de los alco!oles. # pesar de 0ue el enlace de !idró(eno 0ue se forma sea muy débil en comparación con otros tipos de enlaces1 se forman en (ran n4mero entre las moléculas1 confi(urando una red colectiva 0ue dificulta 0ue las moléculas puedan escapar del estado en el 0ue se encuentren 9sólido o l$0uido>1 aumentando as$ sus puntos de fusión y ebullición en comparación con sus alcanos correspondientes. #dem?s1 ambos puntos suelen estar muy separados1 por lo 0ue se emplean frecuentemente como componentes de me5clas anticon(elantes. or e3emplo1 el ,1:@etanodiol tiene un punto de fusión de @,; =C y un punto de ebullición de ,AB =C. Propiedades químicas de los alcoholes
Los alco!oles pueden comportarse como ?cidos o bases (racias a 0ue el (rupo funcional es similar al a(ua1 por lo 0ue se establece un dipolo muy parecido al 0ue presenta la molécula de a(ua.
Alcoholes.
Acidez y
basicidad del metanol.
or un lado1 si se enfrenta un alco!ol con una base fuerte o con un !idruro de metal alcalino se forma el (rupo alco2i1 en donde el (rupo !idro2ilo se desprotona de3ando al o2$(eno con car(a ne(ativa. La acide5 del (rupo !idro2ilo es similar a l a del a(ua1 aun0ue depende fundamentalmente del impedimento estérico y del efecto inductivo. Si un !idro2ilo se encuentra enla5ado a un carbono terciario1 éste ser? menos ?cido 0ue si se encontrase enla5ado a un carbono secundario1 y a su ve5 éste ser$a menos ?cido 0ue si estuviese enla5ado a un carbono primario1 ya 0ue el impedimento estérico impide 0ue la molécula se solvate de manera efectiva. El efecto inductivo aumenta la acide5 del alco!ol si la molécula posee un (ran n4mero de ?tomos electrone(ativos unidos a carbonos adyacentes 9los ?tomos electrone(ativos ayudan a estabili5ar la car(a ne(ativa del o2$(eno por atracción electrost?tica>. or otro lado1 el o2$(eno posee : pares electrónicos no compartidos por lo 0ue el !idro2ilo podr$a protonarse1 aun0ue en la pr?ctica esto conduce a una base muy débil1 por lo 0ue para 0ue este proceso ocurra1 es necesario enfrentar al alco!ol con un ?cido muy fuerte.
La destilación: Es el proceso 0ue consiste en calentar un l$0uido !asta 0ue sus
componentes m?s vol?tiles pasan a la fase de vapor y1 a continuación1 enfriar el vapor para recuperar dic!os componentes en forma l$0uida por medio de la condensación. El ob3etivo principal de la destilación es separar una me5cla de varios componentes aprovec!ando sus distintas volatilidades1 o bien separar los materiales vol?tiles de los no vol?tiles. En la evaporación y en el secado1 normalmente el ob3etivo es obtener el componente menos vol?til6 el componente m?s vol?til1 casi siempre a(ua1 se desec!a. Sin embar(o1 la finalidad principal de la destilación es obtener el componente m?s vol?til en
Alcoholes.
forma pura. or e3emplo1 la eliminación del a(ua de la (licerina evaporando el a(ua1 se llama evaporación1 pero la eliminación del a(ua del alco!ol evaporando el alco!ol se llama destilación1 aun0ue se usan mecanismos similares en ambos casos.
Tipos de alcohol: La palabra alco!ol alude a a0uellos compuestos 0u$micos 0ue sean el
resultado de la sustitución de ?tomos de !idró(eno por (rupos !idro2ilos en los !idrocarburos1 ya sean saturados o no. %entro de la 0u$mica se !abla de los si(uientes tipos de alco!ol"
Metanol: también conocido ba3o el nombre de alco!ol met$lico o de 0uemar presenta la
si(uiente fórmula 0u$mica" CD' y se caracteri5a por presentar una estructura 0u$mica pró2ima a la del a(ua. En estado natural1 este alco!ol es incoloro1 l$0uido y con sabor y olor frutal. #dem?s1 es inflamable y sumamente tó2ico. Si se lo me5cla con aire1 puede ori(inar combustibles con elevado poder calor$fico. Es a partir de este compuesto 0ue se obtienen el metano y el formol. Su obtención proviene de la s$ntesis de !idró(eno y monó2ido de carbono por medio de procesos catal$ticos. ara reali5ar estos procedimientos se utili5an elevadas presiones y temperaturas.
Alcoholes.
Etanol: también conocido ba3o el nombre de alco!ol et$lico o simplemente alco!ol1 se
caracteri5a por ser l$0uido1 incoloro y con (usto a 0uemado. Su fórmula 0u$mica es DC@ C:@' y es el alco!ol utili5ado para la producción de bebidas alco!ólicas tales como el vino1 la sidra y el brandy1 entre otras. ara la obtención del etanol1 sin presencia de a(ua1 se recurre a procesos de destilación a5eotrópicas en ciclo!e2ano o benceno. #dem?s de ser utili5ado en la producción de bebidas alco!ólicas1 el etanol es re0uerido en el ?mbito de la industria 0u$mica1 farmacéutica e industrial. También1 es usado para combustibles domésticos e incluso industriales. ay 0ue tener en cuenta 0ue su consumo afecta a la coordinación de los miembros del cuerpo1 a la visión y también puede ocasionar somnolencia1 mareos y euforia.
Butanol: también conocido ba3o el nombre de alco!ol but$lico1 este compuesto or(?nico
se caracteri5a por encontrarse en estado l$0uido1 ser incoloro1 poseer un aroma particular. #dem?s1 es muy inflamable y soluble en a(ua. Su fórmula 0u$mica es DC@9C:>D@' y se lo utili5a para s$ntesis or(?nicas de ésteres disolventes1 en coloraciones1 también es usado como disolvente1 como a(ente des!idratante y para la producción de deter(ente1 entre otras cosas. El butanol es obtenido a partir de trietil aluminio y del ó2ido de etileno. En caso de ser in!alado1 puede ocasionar anestesia1 tos1 sue7o1 dificultades en la respiración y aturdimiento. Si lle(a a entrar en contacto con la piel o con los o3os ocasiona irritación.
lcoholímetro.
El alco!ol$metro es un tipo especial de instrumento usado para determinar el nivel de alco!ol presente en un l$0uido o (as. uede por tanto ser usado para medir el porcenta3e
Alcoholes.
de alco!ol en una bebida alco!ólica o para determinar la presencia de alco!ol en la san(re o en un (as. Los alco!ol$metros especiali5ados utili5ados por la polic$a tienen muy poco mar(en de error1 pero los alco!ol$metros comunes no son del todo fiables1 ya 0ue puede determinar altos niveles de alco!ol por distintos tipos de sustancias como el TC 9producido por el cannabis> o el tabaco.
lcoholímetro !uímico.
Los alco!oles pueden o2idarse1 la o2idación de los mismos produce alde!$dos y la o2idación m?s intensa produce el ?cido or(?nico correspondiente6 esta 4ltima e2plica por 0ué el vino1 en contacto con el ' : se torna ?cido" CH3-CH2-OH + O2(ac)→ CH3-COOH(ac) + H2O (l) (donde "ac" simboliza que la sustancia se encuenta diluida en a!ua o en un medio acuoso y "l" que es un lquido #uo)
ara estimar la cantidad de alco!ol 0ue !an in(erido las personas 0ue circulan con sus ve!$culos se produce la o2idación del alco!ol et$lico 9presente en el aire e2pirado> con una disolución anaran3ada de :Cr :'B6 en la reacción se produce ?cido acético 9C D@C''> y la disolución disminuye la intensidad del color anaran3ado. La disminución de la intensidad del color es una medida directa de la concentración del alco!ol et$lico en la san(re del individuoF
Alcoholes.
"#$eti%o. •
Conocer cu?les son las propiedades de los alco!oles1 color1 olor1 densidad y para
•
0ue son utili5ados. Conocer como es el proceso de destilación del alco!ol separando una me5cla. +ue el estudiante detectara mediante un alco!ol$metro 0u$mico la cantidad de alco!ol 0ue una persona lle(a a in(erir .
.
Alcoholes.
&ipótesis. Guestra !ipótesis es 0ue en base de la e2perimentación trataremos de recuperar la misma cantidad de alco!ol en una me5cla de #(ua con #lco!ol y con el alco!ol$metro detectar si el alco!ol 0ue se recupero es alco!ol puro o no1 adem?s de Se pretende detectar la presencia de alco!ol y la cantidad con la ayuda de nuestro alco!ol$metro valorando las aplicaciones pr?cticas de las reacciones 0u$micas pero sensibili5ando sobre los ries(os del consumo e2cesivo de alco!ol.
Alcoholes.
Material ' equipo de sustancias .
) ) ) ) * ) ) * * * * + ) ) ) *
Material.
(ustancias.
Refri(erante. Matra5 de bola para destilación Haso de p. %e I<< ml #(itador Soportes Universales. Malla de asbesto con mec!ero Termómetro Tapones de (oma Soportes de Gue5 Man(ueras de l?te2 Tubos conectores Tubos de ensaye -radilla -otero ipeta de , ml Matraces aforados de I< ml con
#(ua #lco!ol Et$lico %icromato de potasio Jcido Sulf4rico #(ua destilada Gitrato de plata Sulfato ferroso. erman(anato de potasio
,<< ml ,<< ml B ml I ml ,< ml ,< (r : (r I (r
tapón
Procedimiento E,perimental. El procedimiento para !acer el alco!ol$metro 0u$mico est? definido en las !o3as 0ue nos proporcionó la profesora.
Alcoholes.
En el caso de la destilación ser? el método S*MLE Se armó un e0uipo de destilación como se muestra en la fi(ura
Monta3e 0ue se reali5ó en la pr?ctica. En balón de fondo redondo con desprendimiento lateral se a(re(a :<< ml de a(ua con alco!ol1 y se enciende el mec!ero y se pone a funcionar el curso del a(ua y se espera a 0ue al término de ,< min empie5a a evaporarse el alco!ol y a condensarse en el refri(erante
Alcoholes.
Alcoholes.
Con la Solución ec!a de potasio1 y acido 9Solución naran3a>1 pudimos notar presencia de alco!ol en cada uno de los tubos de ensaye1 ya 0ue dependiendo a la concentración1 era la intensidad de color verde1 En el caso del alco!ol recuperado por la destilación y al momento de !acer la prueba1 se tornó de un color verde intenso.
Alcoholes.
$equila
3 %l de concentaci&n.
2' #esencia de alcool
*ede semi intenso.
ida
3 %l de Concentaci&n
*ino de
3 %l de Concentaci&n
manzana
3 ,esencia del alcool /2 ,esencia del
is *edoso *ede tenue
alcool E! el caso de la destilaci"! se# se prepar" u!a $e%cla de Aua co! Alcohol# al 50&## 100 $l de aua ' 100 $l de alcohol# (os resultados )uero! *ue+ 1., (a $e%cla e$pe%" a her-ir co$o a los 89/. 2., El alcohol se e$pe%" a e-aporar del $atra% ' pas" de u! estado l*uido a aseoso# para poder e!trar al reriera!te ' e!riarlo por el aua co!te!ida e! el reriera!te *ue e$pe%" a co!de!sarlo ' pas" otra -e% a l*uido. 3., Se loraro! recuperar 90 l de alcohol puro. 4., Se lo r" ide!ticar ue era alcohol uro or
Alcoholes.
Mane$o ' -isposición de -esechos. ara el alco!ol$metro 0u$mico se necesitara neutrali5ar la me5cla ya 0ue contiene una fuerte cantidad de ?cidos y adem?s de productos tó2icos1 para 0ue lue(o se vertieran en un frasco y sellarlo para 0ue ven(an a reco(erlo los de materiales peli(rosos. ara la destilación el alco!ol recuperado se podr? volver a utili5ar en futuras pr?cticas y el a(ua se podr? verter a la tar3a.
-iscusión. En la pr?ctica del laboratorio se practicaron varias sustancias 0ue al me5clarse con otras reaccionaron formando diferentes productos en la cuales al(unos componentes de las sustancias reactivas se o2idan es decir pierden electrones y aumenta su car(a positiva.
Alcoholes.
Elementos de al(unos reactivos distintos se reduc$a su estado de o2idación en la mayor$a de reacciones con el alco!ol pero con sus respectivas reacciones !allar estos elementos conocidos como a(ente o2idante y reductor también se conserva el n4mero del e0uivalente por mol se(4n el n4mero de electrones 0ue (énero. En caso de las reacciones f$sicas como en las 0ue se observan cambio de color formación de nuevas sustancias dependiendo de (ases efervescentes de las sustancias alco!ólicas1 or e3emplo pudimos observar 0ue en al(unas reacciones al me5clar los compuestos estos adoptaron diferentes tipo de colores o se calentaron emitiendo (ases.
Conclusión. En conclusión podemos decir 0ue durante la reali5ación de esta pr?ctica a!ora sabemos cómo se !ace el proceso de destilación para los alco!oles1 y podemos determinar su concentración atrave5 de un alco!ol$metro 0ue nos dir? la cantidad de concentración1 en el caso del alco!ol$metro podemos crear conciencia 0ue !oy en d$a la mayor causa de muerte en 3óvenes de entre ,I a :A a7os es por conducir con e2ceso de alco!ol1 ya 0ue no respetan los l$mites de velocidad y alcan5an a maniobrar en la carretera1 y es por eso 0ue con ayude del pro(rama del
Alcoholes.
alco!ol$metro se(uro se !a podido evitar accidentes de este tipo1 debemos crear consciencia y una cultura de Si bebes no mane3e. .
&iblio(raf$a
K -#G- Raymond @ +u$mica Séptimo Edición. K SEGCER @ +u$mica estructura y %in?mica K +uimicanet.com. C!an(1 R. ,1AAA. +u$mica. Tradu. de la ;a. ed. por es4s Manuel de la Rosa R$os
