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Departamento de Ciencias QUÍMICA 2 SEMANA 06: ALCOHOLES INTRODUCCIÓN ¿Qué diferencia existe entre metanol y etanol (composición de una bebida alcohólica original) SABERES PREVIOS ❑Compuestos de carbono - Hibridación del C - Tipos de enlace ❑Reacciones químicas - Tipos de reacciones en química orgánica - Estequiometría INTERÉS ❑QUIZIZZ Para jugar a este juego: 1. Usa cualquier dispositivo para abrir: joinmyquiz.com 2. Introduce el código del juego (El docente informará dicho código): ABCDEF https://quizizz.com/join?gc=692823&source=liveDashboard LOGRO DE SESIÓN Al finalizar la sesión, el estudiante nombra y formula compuestos oxigenados: Alcoholes y fenoles, teniendo en cuenta las características y propiedades de los compuestos orgánicos, en base a las reglas de la nomenclatura IUPAC y los tipos de reacciones que unifican la química orgánica, con orden en el procedimiento y exactitud en los resultados. CONTENIDOS 1. Alcoholes 2. Tipos de Clasificación 3. Nomenclatura 4. Propiedades Físicas y Químicas 5. Aplicaciones 6. Fenoles GRUPOS FUNCIONALES ❑ Ahora examinaremos con más profundidad algunos grupos funcionales orgánicos responsables de la mayor parte de las reacciones del compuesto base. ❑ En esta sesión analizaremos compuestos que están constituidos por carbono, hidrógeno y oxígeno como son los alcoholes. 1. ALCOHOLES Los alcoholes pueden considerarse los derivados orgánicos del agua, donde uno de los hidrógenos es sustituido por un grupo orgánico: H-O-H pasa a ser R-O-H. 2. CLASIFICACIÓN DE ALCOHOLES PRIMARIOS SECUNDARIOS -OH unido a un C Primario TERCIARIOS -OH unido a un C secundario -OH unido a un C terciario A) Según tipo de carbono unido al –OH Tipo de carbono unido al -OH 2.1.-CLASIFICACIÓN DE ALCOHOLES B ) Según el número de grupos –OH unidos a la cadena carbonada NÚMERO DE GRUPOS –OH MONOLES POLIOLES (dioles, trioles) Contienen en su estructura un solo grupo –OH Contienen en su estructura 2 o más grupos – OH 2.2.-CLASIFICACIÓN DE ALCOHOLES NOMBRE COMUN NOMBRE IUPAC FORMULA CONDENSADA Alcohol metílico metanol CH3OH Alcohol etilico etanol CH3-CH2-OH Alcohol n-propilico 1-propanol CH3-CH2-OH Alcohol isopropilico 2-propanol CH3-CHOH–CH3 Alcohol n-butilico 1-butanol CH3-CH2-CH2-CH2-OH Alcohol n-pentilico 1-pentanol CH3-CH2 –CH2-CH2- CH2-OH Alcohol n-hexilico 1-hexanol CH3-CH2 –CH2-CH2- CH2 –CH2 OH C) Según el número de grupos –OH unidos a la cadena carbonada Ejemplos de monoles 3. NOMENCLATURA IUPAC 1. Seleccionar la cadena principal, la cual debe contener el grupo hidroxilo (-OH). El nombre de la cadena tendrá la terminación ol. 2. Identificar el número de sustituyentes. 3. Asignar la numeración a la cadena principal, de manera de asignar el número más bajo al carbono unido al –OH. En caso la molécula posea enlaces dobles o triples, el - OH sigue teniendo preferencia. 4. Colocar los sustituyentes de la cadena alfabéticamente. El orden es similar al empleado para los alcanos, alquenos o alquinos. 3.1.-NOMENCLATURA IUPAC CH3 OH l l CH3 – CH2 – CH- CH- CH2 -CH3 6 5 4 3 2 1 Ejemplo: Nomenclatura IUPAC antigua: 4-metil-3-hexanol Nomenclatura IUPAC nueva: 4-metilhexan-3-ol 3.2.-NOMENCLATURA IUPAC En caso el alcohol presente dos o más grupos hidroxilo, se debe indicar la cantidad empleando los prefijos di, tri, tetra, etc. Nombre: 4-metilhexan-2,3-diol 1 2 3 4 5 6 Ejemplo: 3.3.- NOMENCLATURA IUPAC Para numerar los alcoholes cíclicos, el carbono que lleva el grupo –OH recibe el número uno. 3 4 ciclopent-2-en-1-ol 1 2 5 4 6-metilciclohex-3-en-1-ol 1 2 53 6 3.4.- NOMENCLATURA IUPAC ¿Cuál será la nomenclatura IUPAC de los siguientes compuestos? (a) (b) (c) (d) (e) (f) 4. PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS ALCOHOLES Puntos de ebullición y solubilidades en agua de cinco grupos de alcoholes e hidrocarburos de peso molecular similar Fórmula estructural Nombre Peso molecular p.eb. (°C) solubilidad en agua CH3OH metanol 32 65 infinita CH3CH3 etano 30 -89 insoluble CH3CH2OH etanol 46 78 infinita CH3CH2CH3 propano 44 -42 insoluble CH3CH2CH2OH 1-propanol 60 97 infinita CH3CH2CH2CH3 butano 58 0 insoluble CH3CH2CH2CH2OH 1-butanol 74 117 8 g/100g CH3CH2CH2CH2CH3 pentano 72 36 insoluble CH3CH2CH2CH2CH2OH 1-pentanol 88 138 2.3g/100g HOCH2CH2CH2CH2OH 1,4-butanodiol 90 230 infinita CH3CH2CH2CH2CH2CH3 hexano 86 69 insoluble 4.1.- PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS ALCOHOLES Etanol - Agua Metanol - Metanol 4.2.-PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS ALCOHOLES A) REACCIÓN DE DESHIDRATACIÓN: H2SO4 CH3 –CH2OH CH2 = CH2 + H2O etanol eteno B) FORMACIÓN DE ALCOXIDOS 2CH3OH + 2 Na 2CH3ONa + H2 (g) metóxido de sodio 4.3.- PROPIEDADES QUIMICAS DE LOS ALCOHOLES C) REACCIÓN DE DESHIDROGENACIÓN CATALÍTICA: Los alcoholes pueden transformarse en aldehídos, pasando sus vapores sobre un catalizador metálico, como cobre o plata, y así convertirse en aldehído. Cu CH3 –CH2OH CH3 CHO + H2 300ºC acetaldehído 4.4.- PROPIEDADES QUIMICAS DE LOS ALCOHOLES D) Los alcoholes se oxidan más fácilmente que los hidrocarburos, los alcoholes primarios forman primero aldehídos y luego ácidos carboxílicos con el mismo número de átomos de carbono 4.5.- PROPIEDADES QUIMICAS DE LOS ALCOHOLES Ejemplo de oxidación: [Cr2O7] 2- [Cr2O7] 2- H+ H+ CH3 CH2 OH CH3 CHO CH3 COOH etanol acetaldehído ácido acético 4.6.- PROPIEDADES QUIMICAS DE LOS ALCOHOLES Ejemplo de oxidación: 4.7.- PROPIEDADES QUIMICAS DE LOS ALCOHOLES Ejemplo de oxidación: 4.8.-PROPIEDADES QUIMICAS DE LOS ALCOHOLES FORMACIÓN DE ÉSTERES Los alcoholes reaccionan con los ácidos para producir ésteres CH3OH + HOOCCH3 CH3OOCCH3 + H-OH alcohol metílico Ac. acético acetato de metilo Nomenclatura: cambiar la terminación "ico" (del ácido) por "Ato" + el nombre del grupo orgánico. H + 4.9.- PRUEBA DE LUCAS • El reactivo de Lucas (HCl(c) y ZnCl2) identifica alcoholes terciarios a temperatura ambiente. La reacción es una sustitución en el cual el cloruro reemplaza el grupo hidroxilo. Un ensayo positivo es indicado por un cambio desde una solución limpia y sin color a una turbidez, que se trata de la formación de un cloroalcano. 4.10 OBTENCIÓN DEL ALCOHOL 1. Por fermentación del azúcar o almidón. En ausencia de oxígeno, las enzimas presentes en los cultivos bacterianos o en las levaduras catalizan la reacción: C 6 H 12 O 6 glucosa enzimas 2 C2H2OH + 2CO2 etanol 2. HIDRATACIÓN DE ALQUENOS El etanol se prepara de manera comercial mediante una reacción de adición en la que el agua se combina con el etileno a unos 280ºC y 300 atm. H2SO4CH2 = CH2 (g) + H2O (g) etano CH3CH2OH etanol 4.11 . OBTENCIÓN DEL ALCOHOL R-X + H2O R – OH + HX Ejm: CH3-CH2-CH2-Cl + H2O 1-cloro-propano CH3-CH2-CH2OH + HCl propanol CH2 - CH2 + 2 H2O CH2 - CH2 + 2HCl I I Cl Cl I I OH OH etano-1,2-diol1,2 dicloro etano 5. APLICACIONES INDUSTRIALES Debido a que resulta un buen disolvente industrial, es empleado en la fabricación de cosméticos, perfumes, cremas para la piel y como materia prima para la fabricaión de la acetone a escala industrial Alcohol isopropílico • Es un líquido incoloro miscible con el agua, se vende en las boticas y farmacias. • Al estar en contacto con la piel se evapora rápidamente y produce un efecto refrescante, posee una actividad antibacteriana que permite mantener los instrumentos médicos en condiciones estériles. 5.1.- APLICACIONES INDUSTRIALES • Por tratamiento con ácido nítrico y ácido sulfúrico, se puede transformar en nitroglicerina. Glicerina • Es un líquido viscoso, de sabor dulce, miscible con el agua, su punto de ebullición es elevado Se usa comercialmente como humectante en los productos cosméticos 6. FENOLES Son compuestos orgánicos que resultan de sustituir un átomode hidrógeno de una molécula de benceno por un grupo hidroxilo, - OH. OH Fenol 2-metilfenol 3-clorofenol OH Cl 6.1 PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS FENOLES Propiedades de los fenoles NOMBRE pf °C pe °C solubilidad g/100 g H2O fenol 43 181 9.3 o-cresol 30 191 2.5 m-cresol 11 201 2.5 p-cresol 36 201 2.3 catecol 105 245 45 resorcinol 110 281 123 hidroquinona 170 286 8 EXPERIENCIA ❑IQMOL VAMOS A REALIZAR LA REPRESENTACIÓN DE LA MOLÉCULA DEL BUTANOL http://iqmol.org/downloads.html RETROALIMENTACIÓN ALCOHOLES Formulación 1. ……….. 2. ……….. Propiedades 1…….. 2……. Reacciones más importantes 1…….. 2……. Nomenclatura 1…….. 2……. CONCLUSIONES ❑QUIZIZZ Para jugar a este juego: 1. Usa cualquier dispositivo para abrir: joinmyquiz.com 2. Introduce el código del juego (El docente informará dicho código): ABCDEF https://quizizz.com/join?gc=692823&source=liveDashboard TRABAJO EN EQUIPO Instrucciones 1.- Formaran grupos de 5 estudiantes 2.- Desarrollaran los ejercicios indicados a cada grupo por el docente. 3.- Luego del tiempo estipulado, se presentaran los ejercicios resueltos. 4.- Un integrante del grupo expondrá como llegaron a la respuesta y los demás reforzaran los conceptos claves. METACOGNICIÓN ¿Qué conozco de los temas aprendidos? ¿Qué conclusiones puedo obtener? ¿Dónde puedo aplicar lo aprendido? REFERENCIAS GRACIAS
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