informe n°1-propiedades fisicas y quimicas de alcoholes y fenoles

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA II FACULTAD DE INGENIERÍA QMC-204 CURSOS BÁSICOS

INFORME N°1

PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE ALCOHOLES Y FENOLES.

1. OBJETIVOS.-

o General:

Estudiar las propiedades físicas y químicas de los principales alcoholes y fenoles relacionando estas con su estructura química.

o Específico:

Diferenciar alcoholes 1º, 2º, 3º por medio de la oxidación con permanganato de potasio

Diferenciar alcoholes 1º, 2º, 3º por medio de la reacción de Lucas Observar la diferencia de solubilidad de los alcoholes en función de su peso Diferenciar un fenol de alcoholes alifáticos por medio de la reacción con Cl3Fe.

2. FUNDAMENTO TEÓRICO.-

Definición.

Los alcoholes son el grupo de compuestos químicos que resultan de la sustitución de uno o varios átomos de hidrógeno (H) por grupos hidroxilo (-OH) en los hidrocarburos saturados o no saturados. Dicha denominación se utiliza comúnmente para designar un compuesto específico: el alcohol etílico o etanol. Proviene de la palabra árabe al-kuhl, o kohl, un polvo fino de antimonio que se utiliza para el maquillaje de ojos en la antigüedad. En un principio, el término alcohol se empleaba para referirse a cualquier tipo de polvo fino, aunque más tarde los alquimistas de la Europa medieval lo utilizaron para las esencias obtenidas por destilación, estableciendo así su acepción actual.

Los alcoholes tienen uno hasta 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 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. Por lo con siguiente los más relevantes.

Estructura y nomenclatura.

La estructura de un alcohol se asemeja a la del agua puesto que un alcohol procede de la sustitución formal de uno de los hidrógenos del agua por un grupo alquilo.


En el agua el ángulo del enlace H-O-H es de 104.5º y el ángulo que forman los dos pares de electrones no compartidos es de 114º. Estos ángulos de enlace se pueden explicar admitiendo una hibridación sp3 en el átomo de oxígeno. Ahora bien, no hay ninguna razón para que un átomo (oxígeno, nitrógeno, carbono, etc) forme un conjunto de orbitales híbridos equivalentes cuando no todos los orbitales se van a utilizar del mismo modo. En el agua los orbitales híbridos sp3 que se van a emplear en los enlaces con los átomos de hidrógeno tienen un menor carácter s, lo que explica la disminución del ángulo de enlace tetraédrico desde 109.5º a 104.5º. Por otra parte, los dos orbitales híbridos sp3, que contienen a los dos pares de electrones no enlazantes, tienen un mayor carácter s, lo que explica el aumento del ángulo de enlace desde 109.5º a 114º. El aumento del ángulo de enlace entre los pares de electrones no compartidos tiene un efecto estabilizante al disminuir la repulsión electrónica entre los mismos.

En el metanol el ángulo del enlace C-O-H es de 108.9º. Este ángulo es mayor que en el agua debido a la presencia del grupo metilo, mucho más voluminoso que el átomo de hidrógeno, que contrarresta el efecto de compresión del ángulo de enlace que provocan los dos pares de electrones no enlazantes. Las longitudes de enlace O-H son aproximadamente las mismas en el agua que en los alcoholes, pero la distancia de enlace C-O es bastante mayor (1.4 Å) debido al mayor radio covalente del carbono en comparación con el del hidrógeno.

En el siguiente diagrama de interacción orbitálica se representa la formación del enlace C-O en los alcoholes y las energías de enlace en el metanol:

Nomenclatura de los alcoholes.

Para nombrar a los alcoholes se elige la cadena más larga que contenga el grupo hidroxilo (OH) y se numera dando al grupo hidroxilo el localizador más bajo posible. El nombre de la cadena principal se obtiene cambiando la terminación –o del alcano por –ol.


Una manera de organizar la familia de los alcoholes es clasificar a los alcoholes en primarios, secundarios o terciarios de acuerdo con el tipo de átomos de carbono enlazados al grupo OH. En la siguiente tabla se indican las estructuras de los alcoholes según su grado de sustitución:

Alcoholes primarios, secundarios y terciarios

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:

y finalmente, es terciario, si el átomo de hidrogeno (H) sustituido por el grupo oxidrilo (-OH) pertenece a un carbón (C) terciario:


La función alcohol puede repetirse en la misma molécula, resultando monoles, o alcoholes monovalentes; dioles, o alcoholes bivalentes; trioles, o alcoholes trivalentes, etc.

Solubilidad de alcoholes

Los alcoholes de pocos átomos de carbono son solubles en todas las proporciones. La solubilidad del alcohol reside en el grupo -OH incorporado a la molécula del alcano respectivo.

Las uniones puente de hidrógeno también se manifiestan entre las moléculas de agua y el alcohol

Esta asociación explica la solubilidad del alcohol metílico y etílico con el agua: forman semicombinaciones.

La solubilidad de los alcoholes disminuye con el aumento del número de átomos de carbono, pues el grupo hidroxilo constituye una parte cada vez más pequeña de la molécula y el parecido con el agua disminuye a la par que aumenta la semejanza con el hidrocarburo respectivo.

A partir del exanol (incluido) son prácticamente insolubles. Los miembros superiores de la serie son solamente solubles en solventes polares.

Se puede explicar de una manera similar la causa de insolubilidad en presencia de carbonato: la posibilidad de formar uniones puente de hidrógeno disminuye y con ello la solubilidad. El carbonato impide que se efectivicen estas fuerzas de unión.

Se pueden disolver cantidades apreciables de compuestos iónicos como el cloruro de sodio con alcoholes inferiores. Se dice que el grupo hidroxilo es hidrofílico, lo cual signifixa amigo del agua, debido a su afinidad por esta y otras sustancias polares.

Al grupo alquilo del alcohol se le llama hidrofóbico, lo cual significa que odia el agua porque funciona como un alcano: rompe la red de atracciones dipolo-dipolo y los puentes de hidrógeno de un solvente polar como el agua. El grupo alquilo hace que el alcohol sea menos hidrofílico, pero confiere solubilidad en solventes orgánicos no polares. Muchos alcoholes son miscibles con una gran variedad de solventes no polares.

Un grupo alquilo de cuatro carbonos es lo suficientemente grande para que algunos de sus isómeros no sean solubles en agua, aunque, el alcohol t-butílico, con su forma esférica compacta, es miscible.

Propiedades químicas de los alcoholes.

Reacciones del -H de hidroxilo por ruptura del enlace.

Formación de alcoholatos: Reaccionan con los metales alcalinos como como el Li, Na, K ... y aún con los alcalino-térreos como el Ca. El hidrógeno del hidroxilo es reemplazado por el metal desprendiéndose en estado gaseoso.


El alcohol en estas reacciones actúa como un ácido débil : Como los alcanos no reaccionan con los metales alcalinos, debe admitirse que el átomo reemplazado es el de hidrógeno unido al hidroxilo, lo que prueba la polarización de la molécula de los alcoholes.

La reacción de los alcoholes con los metales alcalinos es menos enérgica que la de éstos con el agua.

La acidez de los alcoholes varía ampliamente, desde los alcoholes que son casi tan ácidos como el agua. hasta algunos que son mucho menos ácidos. La constante de disociación ácida, Ka, de un alcohol, queda definida por el equilibrio siguiente:

Los alcoholes más ácidos, como el etanol y el metanol, reaccionan rápidamente con sodio para formar metóxido y etóxido de sodio. Los alcoholes secundarios, como el 2-butanol, reaccionan con velocidad más moderada. Los alcoholes terciarios, como el alcohol t-butílico, reaccionan lentamente. Con los alcoholes terciarios con frecuencia se usa el potasio, K, porque es más reactivo que el sodio y la reacción puede completarse en un tiempo razonable.

Reacciones por sustitución del grupo hidroxilo. Formación de ésteres inorgánicos.

Cuando se efectúa la reacción entre un alcohol y un ácido inorgánico se produce un éster inorgánico.

En estos casos el agua se forma entre el -OH del alcohol y el protón del ácido

Otro ejemplo es la reacción del ácido clorhídrico con alcoholes secundarios y terciarios. El alcohol ter-butílico reacciona para dar un 98 % de cloruro de ter-butilo.


La sustancia que se forma es un alcóxido o alcoholato que en este caso se denomina etanolato o etóxido de sodio.

Oxidación de alcoholes.

La oxidación de los alcoholes es una reacción orgánica muy común porque, según el tipo de alcohol y el oxidante empleado, los alcoholes se pueden convertir en aldehídos, en cetonas o en ácidos carboxílicos. La oxidación de un alcohol se consigue cuando el número de enlaces C-O aumenta en el átomo de carbono del carbinol (C-OH). A continuación, se comparan los distintos estados de oxidación que pueden adquirir los alcoholes primarios, secundarios y terciarios.

Oxidación de alcoholes secundarios.

Los alcoholes secundarios se oxidan para dar cetonas. Uno de los oxidantes más empleados para efectuar esta conversión es el ácido crómico.

El ácido crómico se prepara disolviendo dicromato sódico o potásico en una mezcla de ácido sulfúrico y agua. El agente de oxidación es probablemente el ácido crómico H2CrO4, o bien el cromato ácido, HCrO4-.

La oxidación de los alcoholes también se puede conseguir utilizando el reactivo CrO3 en una disolución acuosa diluida de ácido sulfúrico.


El mecanismo de la oxidación implica primero la formación de un éster del ácido crómico (un cromato de alquilo). A continuación, se produce una reacción de eliminación en el cromato que origina la cetona. La reacción de eliminación es similar mecanísticamente al proceso de eliminación E2.

El cromo (IV) que se forma en este proceso continua reaccionando para dar la forma reducida estable cromo (III). Tanto el dicromato de sodio como el ácido crómico son de color naranja, mientras que le ión crómico es de color azul verdoso. El cambio de color observado con el ácido crómico se puede emplear como ensayo de la presencia de un alcohol oxidable.

Oxidación de alcoholes primarios.

La oxidación de un alcohol primario conduce a un aldehído. Sin embargo, a diferencia de las cetonas, los aldehídos se pueden continuar oxidando para dar lugar a ácidos carboxílicos. Muchos agentes oxidantes no son quimioselectivos porque no permiten parar la oxidan en la etapa de aldehído: el alcohol primario se oxida a aldehído e in situ oxidan al aldehído a ácido carboxílico. Uno de los reactivos que oxidan a los alcoholes primarios hasta ácidos carboxílicos es precisamente el ácido crómico.

Para conseguir la oxidación controlada de alcoholes primarios a aldehídos se deben emplear otros oxidantes basados en Cr (VI) como el reactivo de Collins, que es un complejo de CrO3 con dos moléculas de piridina y el clorocromato de piridinio, o el (PCC), que es una versión del anterior pero mucho más soluble en diclorometano (CH2Cl2).

Con permanganato a distintos valores de pH.

Se han desarrollado muchos métodos para la oxidación de alcoholes. Por ejemplo, con frecuencia se emplea el permanganato de potasio como alternativa más económica en comparación con los oxidantes de cromo. El permanganato oxida a los alcoholes secundarios llegando a la cetona, los alcoholes primarios a ácidos carboxílicos. Las oxidaciones con permanganato se deben controlar con cuidado, porque de otra manera el oxidante fuerte romperá los enlaces carbono¾carbono.


Comparación entre los alcoholes primarios, secundarios y terciarios.

Los alcoholes secundarios se oxidan fácilmente para dar rendimientos excelentes de cetonas. El reactivo ácido crómico constituye el procedimiento más eficiente para oxidar alcoholes secundarios en el laboratorio. El ácido crómico se prepara disolviendo dicromato de sodio en una mezcla de ácido sulfúrico y agua. La especie activa en la mezcla probablemente sea el ácido crómico, o bien el ión cromato ácido. se lograría el mismo resultado con trióxido de cromo en solución diluída de ácido sulfúrico.

El mecanismo de oxidación del ácido crómico implica probablemente la formación de un éster cromato. La eliminación de este éster produce la cetona. En la eliminación el carbono del carbinol retiene su átomo de oxígeno pero pierde su hidrógeno y gana el segundo enlace al oxígeno.

El cromo (IV) que se forma sigue reaccionando para dar la forma reducida estable, Cr(III)

La oxidación de un alcohol secundario origina una cetona y la semejante de un primario origina un aldehído. Éste se oxida fácilmente para dar un ácido carboxílico.

Por lo general es difícil obtener un aldehído, porque la mayor parte de los agentes oxidantes que pueden oxidar el alcohol primario, también oxidan al aldehído.

El reactivo de Jones, que es una solución diluida de ácido crómico en acetona, es más suave que el reactivo normal de ácido crómico. Oxida algunos alcoholes primarios a aldehídos con rendimientos aceptables. Otros reactivos que se pueden utilizar son el reactivo de Collins y el de Clorocromato de piridinio.

Los alcoholes terciarios son difícilmente oxidables, necesitándose de condiciones drásticas. La prueba del ácido crómico con un alcohol terciario no vira el color anaranjado del reactivo.

Color. Cuando la prueba del ácido crómico se efectúa con un alcohol primario o secundario, el color anaranjado cambia a verde o azul.

Ensayo del Test de Lucas.

Reactivo.

El reactivo formado por HCl y ZnCl2 se llama reactivo de Lucas. Los alcoholes secundarios y terciarios reaccionan generalmente con el reactivo de Lucas por un mecanismo


SN1.Preparación. Disolver 68 g (0,5 ml) de cloruro de zinc anhidro en 52,5 g de ácido clorhídrico concentrado, enfriando para evitar pérdidas del ácido. Técnica. Colocar 1 ml del alcohol en un tubo de ensayos y agregar 6 ml de reactivo de Lucas. Tapar y dejar reposar durante 5 minutos.

Prueba de Lucas.

El reactivo de Lucas reacciona con los alcoholes primarios, secundarios y terciarios con velocidades bastante predecibles, y dichas velocidades se pueden emplear para distinguir entre los tres tipos de alcoholes. Cuando se agrega el reactivo al alcohol, la mezcla forma una fase homogénea. La solución concentrada de ácido clorhídrico es muy polar, y el complejo polar alcohol-zinc se disuelve. Una vez que ha reaccionado el alcohol para formar el halogenuro de alquilo, el halogenuro no polar se separa en una segunda fase.

La prueba de Lucas implica la adición del reactivo de Lucas a un alcohol desconocido para observar si se separa de la mezcla de reacción una segunda fase. Los alcoholes terciarios reaccionan casi instantáneamente, porque forman carbocationes terciarios relativamente estables. Los alcoholes secundarios tardan más tiempo, entre 5 y 20 minutos, porque los carbocationes terciarios son menos estables que los terciarios. Los alcoholes primarios reaccionan muy lentamente. Como no pueden formar carbocationes, el alcohol primario activado permanece en solución hasta que es atacado por el ión cloruro. Con un alcohol primario, la reacción puede tomar desde treinta minutos hasta varios días.

Fenol

Antiguamente llamado ácido fénico o ácido carbólico, es un compuesto orgánico aromático de fórmula C6H5OH . Es débilmente ácido y se asemeja a los alcoholes en su estructura. Los

cristales incoloros, y en forma de aguja, del fenol purificado tienen un punto de fusión de 43 °C y un punto de ebullición de 182 °C. Cuando están almacenados, los cristales se vuelven rosados y finalmente rojizos. El fenol es soluble en disolventes orgánicos y ligeramente soluble en agua a temperatura ambiente, pero por encima de los 66 °C es soluble en todas proporciones. Es un componente del alquitrán de hulla.

En 1867, el cirujano británico Joseph Lister utilizó por primera vez el fenol como desinfectante para esterilizar heridas, vendajes e instrumentos quirúrgicos. Las disoluciones diluidas son antisépticos muy útiles, pero las disoluciones concentradas son cáusticas y dejan cicatrices en los tejidos. Actualmente, el fenol ha sido sustituido por germicidas menos irritantes y más eficaces, pero aún se sigue usando en la fabricación de resinas, plásticos, insecticidas, explosivos, tintes y detergentes, y como materia prima para la producción de algunos medicamentos, como la aspirina.

Un derivado del fenol, la fenolftaleína (C20H14O4), es un compuesto químico obtenido por la

reacción entre el fenol y el anhídrido ftálico en presencia de ácido sulfúrico; se usa como indicador de la acidez.

El término fenol se usa también para denominar a cualquiera de los compuestos de carácter ácido que son derivados hidroxilados de los hidrocarburos aromáticos, por ejemplo, los metilfenoles (cresoles) y la resorcina.


3. DATOS RECOPILADOS

PARTE 1

o PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS ALCOHOLES.

ESTADO FÍSICO, SOLUBILIDAD Y DENSIDAD

Tub Nº

Colocar 5(ml )de: Estado Físico

Manifestación Solubilidad en Agua(+/-)

Densidad respecto al agua

1 Etanol Liquido Agregue a cada tubo 5 (ml) de agua destilada y agite

Burbujea, se solubiliza formando una sola fase.

+ igual

2 Iso- Butanol Liquido La formación de dos fases(H2O

- menor

3 Ter-Butanol Sólido Se mezcla,se solubiliza

+ Igual

4 Metanol Liquido Se mezcla + Igual

5 Fenol Sólido Existe precipitado - Mayor

6 Iso-amílico Líquido La formación de dos fases

- menor

PARTE 2

o PROPIEDADES QUÍMICAS DE ALCOHOLES Y FENOLES

FORMACIÓN DE SALES COLOREADAS PARA DIFERENCIAR FENOLES DE ALCOHOLES

Tubo Nº

Tubos utilizados en la prueba de solubilidad

Manifestación Resultado (+/-)

1 Etanol Agregue 2 [ml] de Cl3Fe

Agitar y llevar a Baño Maria por 5 [min.]

Mantiene el color Naranja -2 Iso- Butanol Se forman dos fases con

una de color naranja-

3 Ter-Butanol Color naranja mas claro -4 Metanol Se forman dos fases con

una de color naranja-

5 Fenol Existe un cambio de color a café casi negro lo que indica formación de complejo

+

6 Iso-amílico Mantiene un color naranja -


PARTE 3

o REACCIONES DEL ETANOL, (C2H5OH) CON SOLUCIÓN NEUTRA, ÁCIDA Y BÁSICA DE PERMANGANATO DE POTASIO

OXIDACIÓN DEL ETANOL CON PERMANGANATO DE POTASIO

Tubo Manifestación1 Medio ácido Primero rosa pálido, después transparente.

Reacción Exotérmica.2 Medio neutro Color fucsia pálido3 Medio Básico Primero verde, después amarillo

*En la reacción de oxidación de etanol en medio neutro se realizo con agua destilada.

*En la reacción de oxidación de etanol en medio ácido se realizo con ácido sulfúrico 1[M]

*En la reacción de oxidación de etanol en medio básico se realizo con hidróxido de sodio 1,5 [M]

o VELOCIDAD DE OXIDACIÓN

VELOCIDAD DE OXIDACIÓN

Tubo Nº

3[ml] de alcohol Tiempo en que ocurre el cambio en [min]

Manifestación

1 Ter- Butanol Agregue 3 [ml] de KMnO4 al

3% y agitar

5.12 min. Cuarto en reaccionar

Fucsia,lila

2 Iso- Butanol 1.6min.Tercero en reaccionar

Transparente naranja

3 Metanol Casi inmediata. Primero en reaccionar

Transparente

4 Iso- Amílico 1.2 min. Segundo en reaccionar

Naranjaclaro-Transparente

o REACCIÓN DEL METANOL CON ÓXIDO DE COBRE CALIENTE

Cobre Metanol ReacciónAspecto Una moneda de cobre Liquido transparente Al poner en el metanol

burbujeo y después se produjo vapores con olor a formol, era penetrante y la moneda se volvió más clara.

Olor No poseía olor Alcohol fuerte


PARTE 4.

o PRUEBA DE LUCAS

PRUEBA DE LUCAS

Tubo Colocar 3 (ml) de:

Agregue 1 [ml] del reactivo de Prueba de Lucas por las paredes del tubo no agite.

Resultados(+/-) Colocar en baño maría por los 3 [min.] los tubos que dieron negativo no agite

Resultados

1 Iso-amílico + turbio2 Iso-butanol - Mas turbio3 Ter-butanol - Desprende

gas

*La prueba no se pudo realizar con total éxito puesto que parecía que el Ácido estaba contaminado* El ter-butanol se volvió más turbio lo que nos indica que la reacción fue rápida.

4. ANÁLISIS DE RESULTADOS – COMPARACIÓN CON DATOS BIBLIOGRÁFICOS.

PARTE 1

o PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS ALCOHOLES.

Datos experimentales: Tubo Alcohol Solubilidad en Agua Densidad respecto al

agua1 Etanol Es soluble en agua igual2 Iso- Butanol Presenta formación de

dos fasesmenor

3 Ter-Butanol Es soluble en agua Igual4 Metanol Es soluble en agua Igual

5 Fenol Presenta formación de dos fases

Mayor

6 Iso-amílico Presenta formación de dos fases

menor

Datos bibliográficos:

Alcohol Solubilidad en Agua Densidad (g/cm3)Etanol Es soluble en todas

proporciones0.79

Iso- Butanol 10,0 % 0.80Ter-Butanol Miscible 0.79Metanol Es soluble en en todas

proporciones0.79

Fenol 9.3% 1.04

Iso-amílico 2.7% 0.82

Fuente: Wade,L.G Química Organica . Pag: 400-401


Análisis: Las observaciones hechas en laboratorio y los datos obtenidos, son similares a los datos bibliográficos. Los datos obtenidos para la solubilidad de los alcoholes nos permitieron sacar conclusiones que al final coincidieron con lo bibliográfico.

PARTE 2

o PROPIEDADES QUÍMICAS DE ALCOHOLES Y FENOLES

FORMACIÓN DE SALES COLOREADAS PARA DIFERENCIAR FENOLES DE ALCOHOLES

Reacciones:

Etanol:

Iso-butanol:

Ter-butanol:

Metanol:

Iso-amílico:


Para el fenol:

Análisis: Con el Etanol, Iso-butanol,Ter-butanol,Metanol,Isoamílico, no cambia de color lo que nos demuestra que no reacciona, y con las reacciones anteriores podemos confirmar lo que vimos en laboratorio.Los alcoholes o dan reacciones coloreadas con el Cloruro Férrico.Para el Fenol, en laboratorio pudimos apreciar un cambio de color significativo lo que nos indicó que si existía reacción y con la ecuación anterior pudimos comprobar lo que suponíamos. En la teoría se dice que los Fenoles por su carácter de “enoles”, es decir, por tener doble enlace y el OH, originan coloraciones diferentes (violeta,azul,verde) cuando se trata en disolución de Cloruro Férrico. El Fenol ordinario se colorea de violeta por la formaci{on del ion complejo Fenato Férrico, el cual damos su ecuación anteriormente.

PARTE 3

o REACCIONES DEL ETANOL, (C2H5OH) CON SOLUCIÓN NEUTRA, ÁCIDA Y BÁSICA DE PERMANGANATO DE POTASIO

Datos experimentales:

Tubo Manifestación1 Medio ácido Primero rosa pálido, después transparente.

Reacción Exotérmica.2 Medio neutro Color fucsia pálido3 Medio Básico Primero verde, después amarillo


Con permanganato a distintos valores de pH.

Se han desarrollado muchos métodos para la oxidación de alcoholes. Por ejemplo, con frecuencia se emplea el permanganato de potasio como alternativa más económica en comparación con los oxidantes de cromo. El permanganato oxida a los alcoholes secundarios llegando a la cetona, los alcoholes primarios a ácidos carboxílicos. Las oxidaciones con permanganato se deben controlar con cuidado, porque de otra manera el oxidante fuerte romperá los enlaces carbono¾carbono. oxida a los alcoholes primarios a ácidos carboxílicos presentan un color incoloro, en medio ácido; presentan un color pardo en medio neutro; presentan un color verde en medio Básico.

Reacciones:

En medio ácido:


En medio neutro:

En medio básico:

Análisis: Se pudo comprobar que el permanganato de potasio es un oxidante fuerte porque, como vimos en laboratorio los cambios de color eran de rosa pardo – transparente de fucsia a fucsia bajo y por último de verde a amarillo, respectivamente, lo que nos indica que esos cambios de color se deben a que en el último caso pasó de aldehido a acido carboxílico y la manera en que nos dimos cuenta es por la coloración.

o VELOCIDAD DE OXIDACIÓN


Tubo Nº

3[ml] de alcohol Posición respecto a la velocidad de reacción

1 Ter- Butanol Agregue 3 [ml] de KMnO4 al 3% y agitar

Cuarto en reaccionar2 Iso- Butanol Tercero en reaccionar3 Metanol Primero en reaccionar4 Iso- Amílico Segundo en reaccionar


Los alcoholes secundarios se oxidan fácilmente para dar rendimientos excelentes de cetonas. El reactivo ácido crómico constituye el procedimiento más eficiente para oxidar alcoholes secundarios en el laboratorio. El ácido crómico se prepara disolviendo dicromato de sodio en una mezcla de ácido sulfúrico y agua. La especie activa en la mezcla probablemente sea el ácido crómico, o bien el ión cromato ácido. se lograría el mismo resultado con trióxido de cromo en solución diluída de ácido sulfúrico.El mecanismo de oxidación del ácido crómico implica probablemente la formación de un éster cromato. La eliminación de este éster produce la cetona. En la eliminación el carbono del carbinol retiene su átomo de oxígeno pero pierde su hidrógeno y gana el segundo enlace al oxígeno.El cromo (IV) que se forma sigue reaccionando para dar la forma reducida estable, Cr(III)La oxidación de un alcohol secundario origina una cetona y la semejante de un primario origina un aldehído. Éste se oxida fácilmente para dar un ácido carboxílico.Por lo general es difícil obtener un aldehído, porque la mayor parte de los agentes oxidantes que pueden oxidar el alcohol primario, también oxidan al aldehído.

Fuente: Salomons “Química Orgánica” Pag 342-343

Análisis: Con la práctica pudimos al medir tiempos de reacción darnos una idea de la velocidad de cada uno.Al ver lo teórico coincidimos porque nos dimos cuenta que los alcoholes primarios se oxidan más rápido que los secundarios y éstos a la vez más rápidos que los terciarios.


o REACCIÓN DEL METANOL CON ÓXIDO DE COBRE CALIENTE

Para poder hacer reaccionar el metano con el Cobre necesitamos calor ya que esto hará que:

Con este producto recién podemos hacer reaccionar el Metanol para que de:

Que en la practica hubo desprendimiento de vapores.

PARTE 4.

o PRUEBA DE LUCAS


Tubo Colocar 3 (ml) de:

Resultados

1 Iso-amílico turbio2 Iso-butanol Mas turbio3 Ter-butanol Desprende

gas

*La prueba no se pudo realizar con total éxito puesto que parecía que el Ácido estaba contaminado* El ter-butanol se volvió más turbio lo que nos indica que la reacción fue rápida.


Ensayo del TEST DE LUCAS.

Reactivo. El reactivo formado por HCl y ZnCl2 se llama reactivo de Lucas. Los alcoholes secundarios y terciarios reaccionan generalmente con el reactivo de Lucas por un mecanismo SN1.Preparación. Disolver 68 g (0,5 ml) de cloruro de zinc anhidro en 52,5 g de ácido clorhídrico concentrado, enfriando para evitar pérdidas del ácido. Técnica. Colocar 1 ml del alcohol en un tubo de ensayos y agregar 6 ml de reactivo de Lucas. Tapar y dejar reposar durante 5 minutos.

Prueba de Lucas. El reactivo de Lucas reacciona con los alcoholes primarios, secundarios y terciarios con velocidades bastante predecibles, y dichas velocidades se pueden emplear para distinguir entre los tres tipos de alcoholes. Cuando se agrega el reactivo al alcohol, la mezcla forma una fase homogénea. La solución concentrada de ácido clorhídrico es muy polar, y el complejo polar alcohol-zinc se disuelve. Una vez que ha reaccionado el alcohol para formar el halogenuro de alquilo, el halogenuro no polar se separa en una segunda fase.

La prueba de Lucas implica la adición del reactivo de Lucas a un alcohol desconocido para observar si se separa de la mezcla de reacción una segunda fase. Los alcoholes terciarios


reaccionan casi instantáneamente, porque forman carbocationes terciarios relativamente estables. Los alcoholes secundarios tardan más tiempo, entre 5 y 20 minutos, porque los carbocationes terciarios son menos estables que los terciarios. Los alcoholes primarios reaccionan muy lentamente. Como no pueden formar carbocationes, el alcohol primario activado permanece en solución hasta que es atacado por el ión cloruro. Con un alcohol primario, la reacción puede tomar desde treinta minutos hasta varios días.Fuente: Wade,L.G, “Química Orgánica” pag: 455-456

Análisis: En lo relativo a la prueba de Lucas Los alcoholes secundarios y terciarios reaccionan generalmente con el reactivo de Lucas. En el caso de alcoholes primarios, no es posible la ionización, por que el carbacation primario es demasiado inestable.

Reaccion:

Ter-butanol (alcohol terciario):

En esta reacción el alcohol formó carbocationes relativamente estables (el carbocatión

terciario mayor que en carbocatión secundario).

Iso-butanol (alcohol primario):

En esta reacción, el ion cloruro es menos polarizable, haciendo del cloruro un nucleofilo más débil. A veces se necesita un ácido de Lewis adicional, como el cloruro de zinc, para promover la reacción del HCl con los alcoholes primarios. El cloruro de zinc se coordina con el átomo de oxigeno del alcohol del mismo modo que lo hace un protón, excepto que el cloruro de zinc se coordina mas fuerte, por lo que las reacción fueron con ácido clorhídrico, ya que los alcoholes primarios no pueden formar carbocationes.

5. CONCLUSIONES

Con las pruebas realizadas pudimos comprender las propiedades físicas y químicas de los alcoholes, como la solubilidad respecto al agua y su densidad, y las diferentes reacciones que realizamos en el transcurso de la practica.

Con la reaccion con el Cloruro férrico diferenciamos entre alcoholes y fenoles ya que los primeros no reaccionan ya que no cambian de color, pero con los Fenoles sucede que cambia de color lo que nos indica reaccion y forma un complejo.

Al oxidar con Permanganato de Potasio, diferenciamos entre el medio acido, basico y neutro por los colores nos dimos cuenta tambien que es un oxidante fuerte ya que paso a acido carboxilico y eso lo evidenciamos por los cambios de color instantáneos. Al calcular la velocidad de oxidación confirmamos que los alcoholes primarios reaccionan rápido y después les sigue los secundarios y por último los terciarios. es una manera más de poder diferenciar los alcoholes


Al realizar el Ensayo de Lucas obtuvimos un método para diferenciar alcoholes primarios, secundarios y terciarios.Por el grado de turbidez de la muestra lo que nos indicó presencia de reacción.

6. BIBLIOGRAFÍA o http://www.textoscientificos.com/quimica/alcoholeso Química Orgánica. Morrisón y Boyd. Quinta Edicion o Quimica Organica. Brewster y William E Mc Ewen “Un curso Brebe”o Quimica Organica Wade. L.G.

ANEXOS

PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS REACTIVOS

Cloruro de hidrógeno:

Cloruro de hidrógeno, gas incoloro, corrosivo e inflamable, de fórmula HCl, y con un olor característico penetrante y sofocante. Tiene un punto de fusión de -114,22 °C, un punto de ebullición de -85,05 °C y una densidad relativa de 1,268 (aire = 1,000). Se disuelve fácilmente en agua: 1 volumen de agua a 20 °C absorbe 442 volúmenes de cloruro de hidrógeno gaseoso a la presión atmosférica. La disolución resultante (ácido clorhídrico) contiene un 40,3% de ácido clorhídrico en masa y tiene una densidad relativa de 1,20. Esta disolución emite gran cantidad de vapores en aire húmedo, pero al diluirla deja de emitirlos. El cloruro de hidrógeno pierde parte de su solubilidad en agua al aumentar la temperatura de ésta, y es menos soluble en alcohol, éter y otros disolventes orgánicos.

Fenol:

Fenol, antiguamente llamado ácido fénico o ácido carbólico, es un compuesto orgánico aromático de fórmula C6H5OH. Es débilmente ácido y se asemeja a los alcoholes en su

estructura. Los cristales incoloros, y en forma de aguja, del fenol purificado tienen un punto de fusión de 43 °C y un punto de ebullición de 182 °C. Cuando están almacenados, los cristales se vuelven rosados y finalmente rojizos. El fenol es soluble en disolventes orgánicos y ligeramente solubles en agua a temperatura ambiente, pero por encima de los 66 °C es soluble en todas proporciones. Es un componente del alquitrán de hulla.

Hidróxido de sodio

El hidróxido de sodio, conocido como sosa cáustica se usa para fabricar jabón, rayón y papel, en las refinerías de petróleo y en la industria textil y del caucho o hule.

Ácido sulfúrico:

Ácido sulfúrico, de fórmula H2SO4, es un líquido corrosivo, de gran viscosidad, incoloro y

con una densidad relativa de 1,85. Tiene un punto de fusión de 10,36 °C, un punto de ebullición de 340 °C y es soluble en agua en cualquier proporción.

El ácido sulfúrico es un ácido fuerte, es decir, en disolución acuosa se disocia fácilmente en

iones hidrógeno (H+) e iones sulfato (SO42-). Cada molécula produce dos iones H+, o sea

que el ácido sulfúrico es dibásico. Sus disoluciones diluidas muestran todas las características de los ácidos: tienen sabor amargo, conducen la electricidad, neutralizan los álcalis y corroen los metales activos desprendiéndose gas hidrógeno. A partir del ácido

http://www.textoscientificos.com/quimica/alcoholes


sulfúrico se pueden preparar sales que contienen el grupo sulfato SO4, y sales ácidas que

contienen el grupo hidrogenosulfato, HSO4.

Cloruro de hidrógeno:

Cloruro de hidrógeno, gas incoloro, corrosivo e inflamable, de fórmula HCl, y con un olor característico penetrante y sofocante. Tiene un punto de fusión de -114,22 °C, un punto de ebullición de -85,05 °C y una densidad relativa de 1,268 (aire = 1,000). Se disuelve fácilmente en agua: 1 volumen de agua a 20 °C absorbe 442 volúmenes de cloruro de hidrógeno gaseoso a la presión atmosférica. La disolución resultante (ácido clorhídrico) contiene un 40,3% de ácido clorhídrico en masa y tiene una densidad relativa de 1,20. Esta disolución emite gran cantidad de vapores en aire húmedo, pero al diluirla deja de emitirlos. El cloruro de hidrógeno pierde parte de su solubilidad en agua al aumentar la temperatura de ésta, y es menos soluble en alcohol, éter y otros disolventes orgánicos.

Permanganato de potasio:

El permanganato de potasio (KMnO4) es un sólido púrpura cristalino, que se usa como

desinfectante y germicida y como agente oxidante en muchas reacciones químicas importantes.

El permanganato de sodio y el de potasio (NaMnO4 y KMnO4) son cristales de color

púrpura oscuro, formados por la oxidación de sales ácidas de manganeso, y se emplean como oxidantes y desinfectantes.

Cobre:

Cobre, de símbolo Cu, es uno de los metales de mayor uso, de apariencia metálica y color pardo rojizo. El cobre es uno de los elementos de transición de la tabla periódica, y su número atómico es 29.Su punto de fusión es de 1.083 °C, mientras que su punto de ebullición es de unos 2.567 °C, y tiene una densidad de 8,9 g/cm3. Su masa atómica es 63,546.

Metanol:

El alcohol de madera, alcohol metílico o metanol, de fórmula CH3OH, es el más simple de

los alcoholes. Antes se preparaba por destilación destructiva de la madera, pero hoy en día casi todo el metanol producido es de origen sintético, elaborado a partir de hidrógeno y monóxido de carbono. El metanol se utiliza para desnaturalizar alcohol etílico, como anticongelante, disolvente para gomas y lacas, así como en la síntesis de compuestos orgánicos como el metanal (formaldehído). Al ser ingerido en forma líquida o inhalado en vapor, el metanol puede resultar peligroso. Tiene un punto de fusión de -97,8 °C y un punto de ebullición de 64,7 °C. Su densidad relativa es de 0,7915 a 20 °C.

Etanol


El alcohol de vino, alcohol etílico o etanol, de fórmula C2H5OH, es un líquido transparente e

incoloro, con sabor a quemado y un olor agradable característico. Es el alcohol que se encuentra en bebidas como la cerveza, el vino y el brandy. Debido a su bajo punto de congelación, ha sido empleado como fluido en termómetros para medir temperaturas inferiores al punto de congelación del mercurio, -40 °C, y como anticongelante en radiadores de automóviles.

Normalmente el etanol se concentra por destilación de disoluciones diluidas. El de uso comercial contiene un 95% en volumen de etanol y un 5% de agua. Ciertos agentes deshidratantes extraen el agua residual y producen etanol absoluto. El etanol tiene un punto de fusión de -114,1 °C, un punto de ebullición de 78,5 °C y una densidad relativa de 0,789 a 20 °C.

Cloruro de hierro

Aspecto:

Líquido amarillento.Olor:

Inodoro.

Densidad (20/4): 1,29Solubilidad: Miscible con agua

informe n°1-propiedades fisicas y quimicas de alcoholes y fenoles

Documents