Síntesis Del Luminol

Síntesis del Luminol Introducción En esta experiencia se ha sintetizado el luminol a partir del ácido 3-nitroftálico y se han comprobado sus propiedades quimio-luminiscentes. a) Mecanismo para la síntesis de las 3-nitroftalhidrazina a partir del ácido 3-nitroftálico e hidrazina

TEG

TEG

b) Reacción para la síntesis del luminol por reducción del grupo nitro de la 3-nitroftalhidrazina

Na2S2O4

Síntesis de la 3-nitroftalhidrazina En un tubo de ensayo largo se añaden el ácido 3-nitroftálico (𝑃𝑀 = 211.13 𝑔𝑚𝑜𝑙 −1 ; 𝑇𝑓 = 210º𝐶) e hidrazida diluida al 8% (𝑃𝑀 = 32.0 𝑔𝑚𝑜𝑙 −1 ; 𝑇𝑒𝑏 = 114 º𝐶) que empiezan a reaccionar. Cuando todo el sólido haya desaparecido se añade trietilenglicol (𝑇𝐸𝐺, 𝑃𝑀 = 150.17 𝑔𝑚𝑜𝑙 −1 ; 𝑇𝑒𝑏 = 285º𝐶 ; 𝜌 = 1.12 𝑔𝑚𝐿−1 ) que será el disolvente de nuestra reacción y se caliente hasta alcanzar los 210 ºC. La elección del TEG es indispensable ya que es necesaria la presencia de un disolvente con un punto de ebullición relativamente alto para poder eliminar el agua y, eventualmente, la hidrazida que no haya reaccionado. Por este motivo se lleva la mezcla por encima de los 200ºC sin el riesgo de que se evapore el disolvente y se seque la mezcla. Una vez enfriada la mezcla se añade agua hirviendo para que cristalice la 3-nitroftalhidrina como un sólido de color amarillo que sucesivamente se filtra al vacío. Reducción de la 3-nitroftalhidrazina Para llevar a cabo la reducción del grupo nitro, se disuelve la 3-nitroftalhidrazina en medio alcalinizado con hidróxido sódico 3M (𝑃𝑀 = 40.0 𝑔𝑚𝑜𝑙 −1 ); el sólido se disuelve fácilmente y se forma una disolución rojiza a la cual se añade ditionito sódico y se caliente para favorecer la reacción de reducción en donde el ditionito es quien aporta el reductor. A lo largo de la reacción el color de la disolución pasa de rojizo a ocra y, finalmente, a amarillo con la formación de un precipitado granuloso que demuestra la formación del Page 1

luminol. Se deja reaccionar cinco minutos y sucesivamente se acidifica con ácido acético glacial para una completa precipitación del luminol y para detener la reacción del ditionato que, como es un fuerte reductor, seguiría oxidándose. Se filtra el precipitado y se obtiene el luminol como un sólido amarillo. Ensayo de quimioluminiscencia Para que se produzca quimioluminiscencia el luminol debe encontrarse en un medio alcalino (formando un dianión) y muy oxidante; en estas condiciones y con un catión metálico como catalizador (𝐹𝑒 3+ , 𝐶𝑢2+ , 𝐶𝑜 2+ ) el luminol forma un peróxido excitado que, de un estado de triplete pasa, mediante un cruce entre sistemas, a un singlete hasta volver al estado fundamental liberando radiación visible. En este caso se ha alcalinizado el medio con hidróxido sódico 3M y se ha utilizado como agente oxidante peróxido de hidrógeno al 3%. Se has disuelto 0.2 g de luminol en un matraz de 1 L y se han añadido 10 mL de hidróxido sódico y 20 mL de agua oxigenada llevando la disolución a un volumen de 500 mL. En este momento no ocurre la reacción porque hace falta el catalizador. En una habitación oscura se ha añadido hexacianoferrato (III) de potasio como fuente de ion férrico y se ha podido apreciar la fluorescencia de color azul del luminol.

H2O2

2OH-

PERÓXIDO

Triplete

Singlete

Fundamental

Rendimiento 𝑚𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛𝑜𝑙 𝑟𝑒𝑎𝑙 (𝑔)

0.61

𝑃𝑀𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛𝑜𝑙 (𝑔𝑚𝑜𝑙 −1 )

177.7

𝑚à𝑐𝑖𝑑𝑜 3−𝑛𝑖𝑡𝑟𝑜𝑓𝑡à𝑙𝑖𝑐𝑜 (𝑔)

1.00

𝑃𝑀à𝑐𝑖𝑑𝑜 3−𝑛𝑖𝑡𝑟𝑜𝑓𝑡à𝑙𝑖𝑐𝑜 (𝑔𝑚𝑜𝑙 −1 )

211.13

𝑚𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛𝑜𝑙 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑎 (𝑔)

0.84

𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜

0.61 · 100 = 72.6% 0.84

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