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PRACTICA 2 ALCOHOLES Y FENOLES INTRODUCCION Los alcoholes son una serie de compuestos que poseen un grupo hidroxilo, -OH, unido a una cadena carbonada; este grupo OH está unido en forma covalente a un carbono con hibridación. Cuando un grupo se encuentra unido directamente a un anillo aromático, los compuestos formados se llaman fenoles y sus propiedades químicas son muy diferentes. En el laboratorio los alcoholes son quizá el grupo de compuestos más empleado como reactivos en síntesis. Los alcoholes tienen uno, dos o tres grupos hidróxido (-OH) enlazados a sus moléculas, por lo que se clasifican en monohidroxílicos, dihidroxílicos y trihidroxílicos respectivamente. El metanol y el etanol son alcoholes monohidroxílicos. Los alcoholes también se pueden clasificar en primarios, secundarios y terciarios, dependiendo de que tengan uno, dos o tres átomos de carbono enlazados con el átomo de carbono al que se encuentra unido el grupo hidróxido. Los alcoholes se caracterizan por la gran variedad de reacciones en las que intervienen; una de las más importantes es la reacción con los ácidos, en la que se forman sustancias llamadas ésteres, semejantes a las sales inorgánicas. Los alcoholes son subproductos normales de la digestión y de los procesos químicos en el interior de las células, y se encuentran en los tejidos y fluidos de animales y plantas. OBJETIVOS Y METAS: Conseguir la rápida familiarización con los compuestos a emplear. Facilitar el rápido reconocimiento de los alcoholes. FIPA EPIP Diferenciar a fenoles de alcoholes. Comprender la formación de futuros grupos funcionales como carbonilo carboxilo. MARCO TEÓRICO: Los alcoholes son compuestos orgánicos que tienen el grupo hidroxilo unido directamente a un carbono saturado y los fenoles a un anillo aromático. A los alcoholes primarios los podemos clasificar de la siguiente manera: Un alcohol es primario, si el átomo de hidrogeno (H) sustituido por el grupo oxidrilo (-OH) pertenece a un carbón (C) primario: Es secundario, si el átomo de hidrogeno (H) sustituido por el grupo oxidrilo (-OH) pertenece a un carbón (C) secundario: http://www.monografias.com/trabajos34/hidrogeno/hidrogeno.shtml http://www.monografias.com/trabajos/alcoholismo/alcoholismo.shtml Finalmente, es terciario, si el átomo de hidrogeno (H) sustituido por el grupo oxidrilo (-OH) pertenece a un carbón (C) terciario: Clasificación de los fenoles: Según el Número de OH presentes en el anillo bencénico, los fenoles se clasifican en monofenoles, difenoles y trifenoles. Ejemplos: Según la posición de OH los difenoles se clasifican en ortofenol diol, metafenol diol y parafenol diol. Ejemplos: Los alcoholes son menos ácidos que los fenoles. La diferencia de la acidez relativa entre el alcohol y fenol se debe a: por el efecto inductivo de los grupos alquilos que refuerza el enlace O-H y por estabilidad por resonancia del anillo aromático, que debilita el enlace O-H en los fenoles. Los ensayos experimentales que realizaremos para alcoholes están orientados a reconocer el grupo funcional HIDROXILO y a la vez diferenciar su reactividad. FORMACION DE ALCOXIDOS: Utilizaremos sodio metálico (Naº) para diferenciar los alcoholes: CH 3−OH+Na 0→CH 3−ONa+H2↑ Vemos que a partir del metanol más sodio metálico no resulta el metoxido de sodio más hidrogeno gaseoso. Los alcoholes tienen diferente reactividad o velocidad de reacción, siendo los alcoholes primarios los que reaccionan más velozmente en esta reacción. ENSAYO DE LUCAS: En este caso utilizaremos ácido clorhídrico (H2SO4), en presencia de ZnCl2, esta prueba nos permite diferenciar entre alcoholes primarios secundarios y terciarios según la velocidad de reacción (en la formación de halogenuros). R−OH+HCl H2SO4 R – OH + H2O Reactividad o velocidad de reacción: 3 ° > 2 ° > 1° OXIDACION DE ALCOHOLES: La oxidación de alcoholes forma compuestos carbonilos. Al oxidar alcoholes primarios se obtienen aldehídos, mientras que la oxidación de alcoholes secundarios forma cetonas. Oxidación de alcoholes primarios a aldehídos El trióxido de cromo con piridina en diclorometano permite aislar aldehídos con buen rendimiento a apartir de alcoholes primarios.Se conoce como PCC (clorocromato de piridinio) al trióxido de cromo con piridina y ácido clorhídrico en diclorometano. Este reactivo también convierte alcoholes primarios en aldehídos. Oxidación de alcoholes primarios a ácidos carboxílicos El trióxido de cromo en medio ácido acuoso (reactivo de Jones), el permanganato de potasio y el dicromato de potasio oxidan lo alcoholes primarios a ácidos carboxílicos. Oxidación de alcoholes secundarios a cetonas Los oxidantes convierten los alcoholes secundarios en cetonas. No es posible la sobreoxidación a ácido carboxílico. EL ENSAYO DE BORDWELL-WELLMAN O de oxidación con ácido crómico, también sirve para diferenciar los alcoholes. El reactivo es CrO3 en H2SO4 diluido (color naranja rojizo). La oxidación de los alcoholes (1rio ó 2rio) produce la simultánea reducción del reactivo a Cr+3 que es de color verde azulado. Alcohol 1° R−CH2OH→R−COOHÁcido carboxílico Alcohol 2° R2CHOH→R2−C=0Cetona Alcohol 3° R3COH→ No reacciona REACCIÓN DE FENOLES CON TRICLORURO DE FIERRO, los fenoles los reconoceremos con el ensayo de cloruro férrico, con el cual dan colores violeta o azulado. MATERIALES Tubos de ensayo. Reactivo de Lucas. Muestras de alcoholes: primario, secundario y terciario. Sodio metálico. Fenolftaleína. Reactivo de Bordwell-Wellman. Muestra de fenol. Cloruro férrico. PARTE EXPERIMENTAL ENSAYO DE LUCAS: Colocar a c/u de 3 tubos de prueba 15 gotas de reactivo de Lucas Agregar 5 gotas de alcohol a ensayar Agitar y medir el tiempo que demora en enturbiarse la solución Ensayar: Alcohol primario, secundario, terciario y muestra problema. ENSAYO CON SODIO METÁLICO Colocar 10 gotas de alcohol primario, secundario y terciario en 3 tubos de ensayo. Agregue un pequeño trozo de sodio metálico a cada tubo y observe lo que sucede. Adicione algunas gotas de fenolftaleína a la solución final ENSAYO DE BORDWELL-WELLMAN Agregue 10 gotas de alcohol a estudiar (primario, secundario y terciario) Adicionar 10 gotas de reactivo. Observe los resultados. ENSAYO CON CLORURO FÉRRICO Agregar a cada uno de 2 tubos de ensayo 10 gotas de solución al 0.1 % de Resorcinol u otro fenol y un alcohol, respectivamente. Adicionar a cada tubo 1 o 2 gotas de una solución de cloruro férrico. Agitar, observar y anotar los resultados Efectuar el ensayo con su muestra problema, simultáneamente CUESTIONARIO ¿Proponga, una reacción químicas que demuestren el comportamiento diferenciados entre los alcoholes y los fenoles? Solución: En este caso podemos observar que este fenol reacciona con el cloruro férrico por nos muestra un color morado: Por lo contrario al hacer reaccionar un alcohol porque no se evidencia cambio de color alguno: R−CH2OH+FeC l3→¿ ¿Qué utilidad tiene la reacción de los alcoholes con el reactivo de Bordell- Wellman con los alcoholes?. Explique Solución: Con este reactivo podemos oxidar a un alcohol ya sea primario o secundario, en el terciario no evidenciaren reacción alguna debido a su alta estabilidad. Estas oxidaciones nos permitirán formar aldehídos, cetonas, y si continuamos aplicando el reactivo podemos llegar a formar ácidos carboxílicos. ¿Cómo comprobar, mediante reacciones químicas, que la muestra recibida es un fenol o derivado de éste?. Solución: Como ya mencione anteriormente (pregunta n°1) podemos usar el reactivo tricloruro férrico (FeCl3) Dibuje las estructuras de los alcoholes y los reactivos que se necesitan para producir: Cloruro de t-butilo 2-butenoIncluya las reacciones para producir estos compuestos a partir del alcohol que eligió. Solución: Cloruro de t-butilo; para este caso usaremos el reactivo de Lucas 2-buteno; para este caso será necesario deshidratar al 2-butanol Se tienen 3 muestras de compuestos orgánicos hidroxilados: “X”, “Y” y “Z” y se realizan las siguientes pruebas: Compuesto “X”: Reacciona muy lentamente con el reactivo de Lucas (horas) y rápidamente con el CrO3/H+ (producto orgánico formado ácido carboxílico) y no reacciona con FeCl3 Solución: Si no reacciona con el FeCl3, entonces descartamos rápidamente que sea un fenol; ahora, si se oxida rápidamente con CrO3, entonces es un alcohol, con la última prueba definitiva que esta relacionada con el reactivo de Lucas nos damos cuanta rápidamente que se trata de un alcohol primario, debido a la lentitud de su reacción. ZnCl2 Compuesto “Y”: Reacciona lentamente con el sodio metálico. Reacciona rápidamente con el R. de Lucas Solución: En este caso no podemos dar cuanta rápidamente de que se trata de un alcohol terciario (reacciona lentamente con el sodio pero rápido con el reactivo de Lucas). Compuesto “Z”: Reacciona lentamente con el reactivo de Lucas y con el CrO3/H+, (Producto formado una cetona). Indicar el tipo de compuestos hidroxilados. Solución: Bueno, luego de reaccionar de manera lenta con el reactivo de Lucas podemos pensar de que se trata de un alcohol primario o un secundario, para descartar nuestras dudas recurrimos a la segunda reacción, la cual nos dice que mediante la oxidación se obtuvo una cetona lo que despeja nuestras dudas, es un alcohol secundario. ¿Con cuál de los reactivos utilizados en esta práctica , podemos afirmar que una infusión de té tiene derivados fenólicos. Solución: Sometemos una muestra de la infusión de té al reactivo tricloruro férrico y poco a poco la mezcla de estas sustancias cambiara de color (del color ligeramente turbio del té a un color ligeramente morado) RESULTADOS finalmente pudimos reconocer y familiarizarnos con los compuesto alcohólicos y fenólicos También a prendimos a reconocer los materiales (reactivos) a usar en cada reacción. Diferenciamos colores de reactivos para una mejor comprensión de cada experiencia.
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