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“Año de la inversión para el desarrollo rural y la seguridad alimentaria”

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, DECANA DE AMERICA)

TEMA:

“ALCOHOLES Y FENOLES: RACCIONES DE CARACTERIZACION Y DIFERENCIACION”

ASIGNATURA:

LABORATORIO DE QUIMICA ORGANICA

DOCENTE:

CESAR CANALES MARTINEZ

ALUMNOS:

ALLCCARIMA UGAZ ALEXANDRA VIOLETA – 13170001

ARENAS PALACIOS GABRIELA DEL PILAR - 13170101

CERRO ANCCO MANUEL AYRTON – 13170158

LIZARBE CONDORI KATHIA DEL ROSARIO - 12170193

ZUÑIGA AVILA JOSE MANUEL – 13170059

FECHA DE ENTREGA: 25/11

QUIMICA ORGANICA - UNMSM ALCOHOLES Y FENOLES

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QUIMICA ORGANICA - UNMSM | INFORME DE LABORATORIO

INTRODUCCIÓN

Los compuestos orgánicos oxigenados poseen en su grupo funcional uno o varios átomos de

oxígeno. Entre estos compuestos tenemos alcoholes, fenoles, esteres, aldehídos, cetonas, ácidos y

esteres. De ellos los alcoholes y fenoles se caracterizan por la presencia, en sus moléculas, del

grupo hidroxilo, -OH, donde el oxígeno se una al carbono por un enlace sencillo.

Las propiedades químicas generales de los alcoholes varían en su velocidad y en su mecanismo,

según, si el alcohol sea primario, secundario o terciario. Las que dependen del desplazamiento del

H del grupo oxhidrilo son más rápidas con los alcoholes primaros, mientras que en las que se

sustituyen H del grupo oxhidrilo de un alcohol secundario o terciario, el cual es más rápido en los

alcoholes terciarios. Los tres grupos de alcoholes poseen propiedades químicas particulares, las

cuales permiten distinguirlos y además usarlos para obtener diferentes tipos de compuestos

orgánicos.

En todos los casos, la velocidad disminuye con el incremento de la cadena. Así los alcoholes

primarios por oxidación dan aldehídos o ácidos carboxílicos, mientras que los secundarios forman

cetonas y los terciarios se oxidan en un medio básico o neutro, otras como la formación de

aloformos, son características del etanol y todos los metilalquilcarbinoles y metilcetonas.

Los metales, principalmente los alcalinos, desplazan al H de los oxhidrilos formando alcoxidos. Con

los ácidos orgánicos, los alcoholes forman esteres, usualmente con olores de frutas o flores. Como

el H de oxhidrilo es desplazado por el grupo acilo del ácido los alcoholes primarios, son muy

reactivos, y los terciarios son muy lentos, en cualquier forma es necesario añadir un catalizador

(ácido sulfúrico, ácido clorhídrico, etc.) para acelerar la reacción.

El Fenol posee en su estructura un anillo bencénico, y tiene un grupo Hidroxilo en lugar de uno de

los átomos de Hidrógeno propio del Benceno (C6H6). Gracias a la presencia del anillo bencénico

dentro de su estructura, el Fenol posee la capacidad de estabilizarse. Esta posibilidad de

estabilización del Fenol hace que pueda perder con relativa facilidad el Hidrógeno de su grupo

Hidroxilo, haciendo que se comporte como un ácido débil. En presencia de grupos electrofílicos

(orientadores–meta) se enfatizan las propiedades ácidas del Fenol.

El Fenol es sensible a agentes oxidantes. La escisión del átomo de Hidrógeno perteneciente al

grupo Hidroxilo del Fenol, es sucedida por la estabilización por resonancia del radical feniloxilo

resultante. El radical así formado puede continuar oxidándose con facilidad; el manejo de las

condiciones de oxidación y del tipo de agente oxidante empleado, puede conllevar a la formación

de productos tales como dihidroxiBenceno, trioxiBenceno y/o quinonas. Las propiedades químicas

mencionadas hacen al fenol un buen antioxidante, que actúa como un agente de captura de

radicales.

En este informe se redactan los resultados de algunas de las reacciones de caracterización y

diferenciación de alcoholes y fenoles realizados en el laboratorio.


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“ALCOHOLES Y FENOLES: RACCIONES DE CARACTERIZACION Y DIFERENCIACION”

OBJETIVOS:

• Reconocer e identificar mediante reacciones experimentales las propiedades

químicas de los alcoholes y fenoles.

• Realizar y comprender las reacciones de caracterización y diferenciación de

alcoholes y fenoles

GENERALIDADES:

En esta experiencia hemos visto las reacciones de caracterización y diferenciación de los

alcoholes y fenoles, en esta parte del informe mencionaremos los diferentes usos, en las

industrias, que se les da a los compuestos orgánicos que poseen estos grupos funcionales

y algunas características generales de estos compuestos.

Los alcoholes suelen ser líquidos incoloros de olor característico, solubles en el agua en

proporción variable y menos densa que ella. Los alcoholes tienen una gran gama de usos

en la industria y en la ciencia como disolventes y combustibles. El etanol y el metanol

pueden hacerse combustionar de una manera más limpia que la gasolina o el gasoil. Por

su baja toxicidad y disponibilidad para disolver sustancias no polares, el etanol es utilizado

frecuentemente como disolvente en fármacos, perfumes y en esencias vitales como la

vainilla. Los alcoholes sirven frecuentemente como versátiles intermediarios en la síntesis

orgánica. El alcohol isopropílico es muy utilizado en la limpieza de lentes de objetivos

fotográficos y contactos de aparatos electrónicos, ya que no deja marcas y es de rápida

evaporación, mientras que el alcohol metílico es empleado como anticongelante,

disolvente y combustible.

Los fenoles se obtienen industrialmente mediante oxidación de cumeno (isopropil

benceno) a hidroperóxido de cumeno, que posteriormente, en presencia de un ácido, se

escinde en fenol y acetona, que se separan por destilación.

Las aplicaciones del Fenol se centran fundamentalmente en la fabricación de resinas

fenólicas, entre las que destacan los siguientes tipos: resinas de fundición, resinas de

moldeo, adhesivos, laminados decorativos, fibras de vidrio y laminados industriales. Otros

usos son la obtención de caprolactama (nylon), bisfenol A (base a su vez de las resinas

epoxi y de los policarbonatos) así como la producción de colorantes, herbicidas,

funguicidas, bactericidas, detergentes, antioxidantes, aditivos para aceites lubricantes,

térmicos tensoactivos y en productos farmacéuticos Como por ejemplo el ácido fénico, el

cual fue utilizado como antiséptico por el médico cirujano Joseph Lister, creador del

método antiséptico, sin embargo esta sustancia irritaba la piel del enfermo y del cirujano,


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y fue sustituido más tarde por aceite fénico. Actualmente está en desuso. En la actualidad

sigue utilizándose como cauterizador en ciertos procedimientos como la onicectomía por

onicocriptosis. El pentaclorofenol es un excelente fungicida, y preserva la madera de

ataques de diversos insectos. El hexaclorofeno es utilizado como antiséptico, en la

preparación de algunos jabones, pastas dentales y desodorantes. El fenol también se

utiliza en la fabricación de plásticos.

MARCO TEORICO

PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS ALCOHOLES

Los alcoholes pueden comportarse como ácidos o bases gracias a que el grupo funcional

es similar al agua, por lo que se establece un dipolo muy parecido al que presenta la

molécula de agua. Las reacciones de un alcohol pueden involucrar la ruptura de uno de

dos enlaces: el enlace C-OH, con eliminación del grupo -OH, o el enlace O-H, con

eliminación de -H. Los dos tipos de reacción pueden implicar sustitución, en la que un

grupo reemplaza el -OH o el -H, o eliminación, en la que se genera un doble enlace.

DESHIDRATACIÓN

La deshidratación de alcoholes consiste en la transformación de un alcohol para poder ser

un alqueno. Para realizar este procedimiento se utiliza un ácido para extraer el grupo

hidroxilo (OH) desde el alcohol, generando un doble enlace en su lugar. La producción de

alquenos también implica una deshidratación intermolecular entre dos moléculas en el

alcohol formando así un éter.

• DESHIDRATACIÓN DE ALCOHOLES PRIMARIOS El calentamiento de etanol en presencia de ácido sulfúrico produce eteno por pérdida de una molécula de agua.

• MECANISMO DE LA DESHIDRATACIÓN DE ALCOHOLES PRIMARIOS En una primera etapa se protona el grupo -OH transformándose en un buen grupo saliente. Las bases del medio (agua, sulfatos) arrancan hidrógenos del alcohol, perdiéndose al mismo tiempo la molécula de agua.


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• DESHIDRATACIÓN DE ALCOHOLES SECUNDARIOS Los alcoholes secundarios y terciarios deshidratan en medio sulfúrico diluido y a temperaturas moderadas, para generar alquenos.

• MECANISMO DE LA DESHIDRATACIÓN DE ALCOHOLES SECUNDARIOS La protonación del grupo -OH y su posterior pérdida, genera un carbocatión que elimina mediante mecanismos unimoleculares, para formar alquenos.

OXIDACION:

La oxidación de los alcoholes primarios es esencial en la química, ya que se pueden obtener aldehídos, pero estos se siguen oxidando si se exponen por mucho tiempo formando ácidos carboxilicos; los alcoholes secundarios se transforman en cetonas. Puede haber una oxidación más rápida si se catalizan con una mezcla sulfocromica (ácido sulfúrico y dicromato de potasio), esto es utilizado en los medidores de alcoholemia.


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• OXIDACIÓN DE ALCOHOLES PRIMARIOS Se realiza con un reactivo de cromo (VI) anhidro llamado clorocromato de piridinio (PCC), este reactivo da muy buenos rendimientos en la oxidación de alcoholes primarios a aldehídos.

• SOBREOXIDACIÓN DE ALCOHOLES PRIMARIOS Otros oxidantes como permanganato o dicromato producen la sobreoxidación del alcohol a ácido carboxílico. El complejo de cromo con piridina en un medio ausente de agua permite detener la oxidación el el aldehído.

• OXIDACIÓN DE ALCOHOLES SECUNDARIOS Los alcoholes secundarios se oxidan a cetonas. El reactivo más utilizado es el CrO3/H+/H2O, conocido como reactivo de Jones.


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• Otros oxidantes son el dicromato de potasio en medio ácido y el permanganato de potasio que puede trabajar tanto en medios ácidos como básicos.

ESTERIFICACION

La esterificación es un proceso donde se sintetizan esteres a partir de ácidos carboxilicos y alcoholes. Este proceso también puede llevarse a cabo con un catalizador esterificandoze directamente, este proceso se denomina esterificación de Fisher.

PROPIEDADES QUIMICAS DE LOS FENOLES

Químicamente se comporta como ácido débil. Produce por lo tanto iones hidrógeno al disociarse. Con respecto a las reacciones, hay de dos tipos. Las que se relacionan con el grupo OH y aquellas en las que participa el anillo.

FORMACIÓN DE SALES

El fenol al ser un ácido débil, reacciona con facilidad con una base fuerte como la del sodio, litio o potasio.


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Esta reacción si bien las presentan los alcoholes alifáticos, es más débil en estos. En el caso del fenol se da con mayor tendencia.

FORMACIÓN DE ÉTERES

Los fenatos de sodio se tratan con halogenuros de alquilo. En este caso particular con cloruro de metilo, obteniendo el éter feniletílico como indica la reacción

FORMACIÓN DE ÉSTERES

El fenol reacciona con cloruros derivados de ácidos orgánicos formando ésteres.

Entre las reacciones del anillo aromático, es decir, de sustitución, podemos nombrar las principales.

• HALOGENACIÓN:

Haciendo reaccionar al fenol con cloro, por ejemplo, se obtiene una mezcla de o-clorofenol y p-clorofenol.


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• SULFONACIÓN:

El fenol se puede combinar con el ácido sulfúrico en caliente, dando una mezcla de dos isómeros de ácido o-fenol sulfónico y p-fenol sulfónico.

• NITRACIÓN:

En este caso también se obtiene una mezcla de dos isómeros, o-nitrofenol y p-nitrofenol.


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Si el ácido nítrico fuera más concentrado, obtendríamos el 2,4,6,trinitrofenol también llamado ácido pícrico.


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MATERIALES:

2 – butanol

Fenol

Ter – butanol


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Ácido sulfúrico

Bicromato de potasio

Cloruro férrico


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Agua de bromo

Etanol

METODOS DE DIFERENCIACION ENTRE ALCOHOLES Y FENOLES

REACCIÓN CON EL CLORURO DE HIERRO (III) La reacción consiste en agregar cloruro de hierro (III) a una solución de fenol, el resultado obtenido es una variación de color de azul a negro debido a la alta concentración de los reactivos. Esta respuesta se debe al ataque producido por el Ion cloruro al hidrogeno del grupo hidroxilo provocando una ruptura de enlace y la unión del grupo fenoxido al hierro (formación de complejo), considerando que las disoluciones de fenoles presentan coloración, también se estima una reacción de oxidación del fenol llamada Quinona las cuales son coloreadas.


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REACCION CON EL AGUA DE BROMO La bromación electrofílica en los fenoles sucede incluso en ausencia de buenos ácidos de Lewis como catalizadores. En un disolvente polar, como el agua, la bromación sucede rápidamente. Las moléculas de agua estabilizan los iones bromuro formados en la reacción, con lo que la adición al carbono 4 del anillo fenólico se hace favorable. Siendo en bromo un desactivador débil (puede donar un par de electrones libre al complejo sigma formado durante una sustitución electrofílica), no afecta de modo significativo la orientación en la adición de los demás iones bromonio. Así, el primer producto formado sería el 2-bromofenol, debido a que el átomo de bromo no es un grupo muy voluminoso y, dado que hay dos posiciones orto disponibles, es más probable que se adicione a alguno de ellos que a la posición para que, aunque más libre estéricamente, tiene menos probabilidad de recibir al ion bromonio.


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PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

� EXPERIENCIA 1:

REACCIONES DE OXIDACIÓN.

Observar la velocidad de reacción de las diferentes muestras de alcohol.

� En tres tubos de prueba colocar las muestras de alcohol:

Etanol (0,5 ml) 2-butanol (0,5 ml) ter-butanol(0,5 ml)

+ + +

K2Cr2O7 + H2SO4 K2Cr2O7 + H2SO4 K2Cr2O7 + H2SO4

16 seg

25 seg +5 min


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� EXPERIENCIA 2:

PRUEBA CON EL CLORURO FÉRRICO.

Etanol (0.5ml) Fenol (0.5ml)

+ +

FeCl3 FeCl3

� EXPERIENCIA 3:

PRUEBA CON EL AGUA DE BROMO.



+ +

Br2 Br2



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ANALISIS Y RESULTADOS

REACCIÓN DE OXIDACIÓN: (K2CrO2) y (H2SO4)

REACCIÓN RESULTADO

H2SO4

Etanol + K2CrO4 HCOOH SE OXIDA Y SE FORMAN LOS ACIDOS CARBOXÍLICOS

H2SO4

2-butanol + K2CrO4 CH3 –CH2-CH2-COOH Se combina, cambia de un color TRANSPARENTE a un color turquesa y luego de unos segundos más cambia a CELESTE CLARO. Si reacciona.

H2SO4

Terbutanol + K2CrO4 CH3-C(CH2)-CH3 LA SOLUCIÓN NO REACCIONA RÁPIDO PORQUE REQUIERE DE CIERTAS CONDICIONES ESPECIALES.

ETANOL 2-BUTANOL

DIFERENCIACIÓN ENTRE ALCOHOLES Y FENOLES (FeCl3)

� El etanol + FeCl3 se mezclan, pero no reacciona, la solución se torna amarilla.

FeCl3 +etanol (Fe-etanol)3+ + 3Cl-

� El fenol + FeCl3, se reacciona se ha formado un compuesto color marrón oscuro. FeCl3 + fenol (Fe-fenol)3+ + 3Cl-


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DIFERENCIACIÓN ENTRE ALCOHOLES Y FENOLES (Br2)

� El etanol + Br2 se mezclan, la solución queda incolora.

� El fenol + Br2, se reacciona se ha formado un compuesto color anaranjado opaco. Se produce una sustitución electrofílica aromática formando bromofenoles.

CONCLUSIONES

• Se llegó a la conclusión de que los alcoholes y los fenoles poseen características

distintas, debido a sus diferentes reacciones y por eso se puede identificar si un

sustrato es fenol o alcohol usando cierto tipo de reactivos en condiciones adecuadas.

• Se pudo observar que los alcoholes de acuerdo a su carácter primario, secundario y

terciario reaccionan a una diferente velocidad de oxidación.

� El alcohol primario reacciono instantáneamente y libero calor, teóricamente

sabemos que se obtuvo un aldehído y siguió oxidándose hasta obtener un

ácido carboxílico.

� El alcohol secundario demoro unos minutos más que el anterior y también

libero calor, teóricamente sabemos que el producto final es una cetona.

� El alcohol terciario no reacciono.

• Al agregar a un alcohol agua de bromo se produce una halogenacion, se puede

apreciar cualitativamente en la decoloración de la muestra.


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RECOMENDACIONES

• Para diferenciar si un alcohol es primario, secundario o terciario también se puede

realizar la prueba de Lucas que consiste en la diferente de reacción de estos alcoholes

con el reactivo de Lucas (concentrado de ácido clorhídrico y cloruro de zinc), el alcohol

terciario reaccionara instantáneamente, mientras que el secundario en unos 5

minutos y el primario no reaccionara.

• Tener cuidado al agregar el �� y el �� porque podrían reaccionar

violentamente.

• Al realizar el experimento organizar los tubos de ensayo de manera que no se

confundan las muestras, al igual que las pipetas para que así no se contaminen las

reacciones.


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CUESTIONARIO

1. Haga la ecuación redox para la reducción del Cr+6 en la reacción de oxidación de los

alcoholes.

2. Haga la ecuación para la prueba del FeCl3 con etanol y con fenol

• Ecuación entre fenol y FeCl3

• Ecuación entre etanol y FeCl3

El Cloruro Férrico (FeCl3) en medio básico, reacciona con alcoholes para dar complejos dímeros de alcóxidos:

2 FeCl3 + 6 C2H5OH + 6 NH3 → (Fe (OC2H5)3)2 + 6 NH4Cl

3. Desde el punto de vista industrial cómo se obtienen los alcoholes

A nivel mundial la mayor parte del alcohol etílico que se produce es por vía

fermentativa de fuentes azucaradas. Por ejemplo en algunos países se utiliza la miel

final del proceso de obtención de la azúcar, utilizando la levadura como

microorganismo productor de alcohol. Estas dos combinadas con sales de amonio

como fuentes de nitrógeno y fósforo y un pH ajustado con ácido sulfúrico en los

equipos idóneos para el proceso se debe obtener una buena producción de alcohol;


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pero cual sería la combinación si en vez de querer producir un alcohol por la vía

tradicional quisiéramos obtener un alcohol ecológico ya con este fin cambian un poco

el proceso, este exige la no utilización de productos químicos como las sales de

amonio y el ácido sulfúrico antes mencionados.

Para que los alcoholes sean materias tan importantes en la química alifática, no sólo

deben ser versátiles en sus reacciones, sino también accesibles en grandes cantidades

y a bajo precio. Hay tres vías para obtener alcoholes simples:

a) Por hidratación de alquenos, obtenidos del cracking del petróleo,

b) Por el proceso oxo de alquenos, monóxido de carbono e hidrógeno y

c) Por fermentación de carbohidratos. Además de estos tres métodos, existen

otros de aplicación más restringida.

Por ejemplo el metanol, se obtiene por hidrogenación catalítica del monóxido de

carbono; la mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono necesaria, se obtiene de la

reacción a temperatura elevada entre agua y metano, alcanos superiores a carbón.

- Métodos especiales:

Los dos primeros miembros de la serie de alcoholes alifáticos, metanol y etanol, se

obtienen también por métodos especiales que conviene mencionar. El metanol se

obtenía antiguamente por destilación seca de la madera, de donde procede el

nombre de alcohol de madera con que a veces se le conoce.

Modernamente, casi todo el metanol que se consume en la industria se obtiene

por hidrogenación catalítica del monóxido de carbono, según la reacción:

CO + 2H2 CH3OH

Que se lleva a cabo a unos 400 °C y 200 atm, en presencia de catalizadores

formados corrientemente por una mezcla de óxidos de cromo y de cinc. El alcohol

metílico es muy venenoso. Por ello, el consumo humano de alcohol etílico para

usos industriales, que está desnaturalizado con metanol produce graves lesiones

en la vista, ceguera e incluso la muerte.

El etanol (alcohol del vino) se ha venido produciendo desde la antigüedad por

fermentación de los azúcares (como glucosa), contenidos en jugos de frutos, para

la fabricación de bebidas alcohólicas. La fermentación se produce por la acción de

enzimas (o fermentos), que son catalizadores orgánicos complejos segregados por

las células de levaduras, obteniéndose, como productos finales, etanol y CO2,

según la reacción global:


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C6H12O6 2CO2 + 2CH3 CH2 OH

Glucosa Etanol

Además de la glucosa pueden también fermentar por la acción de levaduras otros

azúcares más complejos y el almidón, contenido en la patata y cereales, que

primero se desdoblan en azúcares simples, antes de la fermentación alcohólica

propiamente dicha. Una concentración elevada de alcohol impide el proceso de

fermentación, por lo que sólo pueden obtenerse concentraciones del 10 al 18 % en

etanol, que son típicas de los vinos naturales. Por destilación fraccionada puede

lograrse aumentar la riqueza en etanol hasta el 95 %, con 5% de agua, que es la

composición que circula en el comercio y se vende en las farmacias como alcohol

«puro».

4. Realice la ecuación química del alcohol con el Sodio metálico

El etóxido de sodio es una sal alcoxido, con fórmula C2H5ONa

BIBLIOGRAFIA

1. Mc Murry Jhon. Química orgánica (2012). Impreso en México. Cengage Learning

Editores S.A. 8va edicion.

2. Geissman T.A. Principios de química orgánica. Impreso en España. Editorial Reverté

S.A. 2da edición.

3. Gutshche C. D., Pasto D. J., Fundamentos de química organica (1979). Impreso en

España. Editorial Reverté S.A. 1ra edicion.

4. Linstromberg Walter W. Curso breve de química organica. Impreso en España.

Editorial Reverté S.A. 1ra edicion.

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