NITRACION DIRECTALa obtención del o-nitrofenol se debe hacer a partir del fenol, por lo que antes de profundizar sobre el método más adecuado a utilizar, primero analizaremos las características que posee el fenol.El grupo -OH es fuertemente activante del anillo, y orientador orto y para.Esto mismo podrá comprobarse mediante el análisis de las siguientes estructuras resonantes del fenol tras un ataque electrofílico:Síntesis propuesta para la obtención del o-nitrofenol:Nitración directa del fenol, utilizando solamente HNO3.El mecanismo de reacción es una sustitución electrofílica aromática bimolecular.A raíz de la fuerte actividad que el grupo -OH otorga al anillo, se necesitan condiciones especialmente suaves para conseguir la monosustitución electrofílica en los fenoles, ya que su alta reactividad favorece simultáneamente la polisustitición y oxidación.Para obtener mononitrofenoles es preciso utilizar HNO3 diluido y temperaturas bajas, pero aún así los rendimientos son malos:En la nitración del fenol se distinguen las siguientes etapas:   Formación del electrófilo:- H +HNO3 + H-O-NO2 NO3 + H-O-NO2 H2O + NO2+inestable   Adición del electrófilo al anillo:   Eliminación del protón para dar el producto de sustitución:Híbridos de Resonancia o-nitrofenol p-nitrofenolLa nitración es unareacción irreversible, tal como lo muestra el siguiente diagrama de entalpía vs coordenada de reacción:Como se puede observar en el diagrama energético, la etapa 2 es la limitante de la reacción, ya que para llegar al intermedio de reacción (híbrido de resonancia), necesita alcanzar una energía muy alta.

Propiedades Físicas de los Nitrofenoles Isómeros:Isómeros | P.e. (ºC)a 70 mm | P.f. (ºC) | Solubilidadg/100H2O |

Solubilidad en otros solventes | Volatilidad |o-nitrofenol | 100 | 45 | 0,2 | Alcohol, benceno, éter, acetona y cloroformo | Volátil en vapor |m-nitrofenol | 194 | 96 | 1,35 | Alcohol, éter, acetona y benceno | No volátil en vapor |p-nitrofenol | desc. | 114 | 1,69 | Alcohol, éter, acetona y piridinolina | No volátil en vapor |Podemos observar que el o-nitrofenol tiene un punto de ebullición mucho más bajo y una solubilidad en agua mucho menor que sus isómeros; es el único de los tres que se puede codestilar con vapor (o sea, destilar por arrastre con vapor de agua).¿Cómo pueden justificarse estas diferencias?Bueno, en primer lugar consideremos los isómeros meta y para. Tienen puntos de ebullición muy elevados debido a sus puentes de hidrogeno intermoleculares:Su solubilidad en agua se debe a la formación de puentes de hidrógeno con las moléculas de agua:La codestilación con vapor deuna sustancia es posible si ésta tiene una presión de vapor apreciable a la temperatura de ebullición del agua; los puentes de hidrógeno intermoleculares de los isómeros meta y para inhiben su codestilación con vapor porque reducen sus presiones de vapor.¿Cuál es la situación para el o-isómero?El examen de modelos revela que los grupos -NO2 y -OH están ubicados adecuadamente para la formación de un puente de hidrógeno intramolecular (dentro de una misma molécula):Este puente de hidrógeno intramolecular impide la formación de uno intermolecular con otras moléculas fenólicas y también con moléculas de agua, por lo que el o-nitrofenol no tiene la baja volatilidad de un líquido asociado, ni tampoco la solubilidad característica de un compuesto que forma puentes de hidrógeno con agua.Por lo tanto, a raíz del análisis efectuado, llegamos a la conclusión que para separar los isómeros orto y para que se obtengan en la nitración directa, con HNO3 diluido y temperatura baja, debemos efectuar una destilación con arrastre de vapor de agua. De esta manera, el destilado obtenido será el o-nitrofenol.

TOXICIDADo-Nitrofenol : dañino si es inhalado, absorbido continuamente por la piel o ingerido. Los vapores pueden causar irritación en los ojos, piel, membranas mucosas y vías respiratorias. La absorción interna al cuerpo origina la formación de metamoglobina la cual en concentraciones suficientes causa cianosis. Los efectos pueden ocurrir de 2 a 4 horas o mas. Dependiendo de la intensidad y duración de la exposición, los efectos pueden ser perjudicial produciendo irritación severa y destructiva de los tejidos . El contacto prolongado puede causare daño a los ojos y severa irritación o quemaduras.

p-Nitrofenol: dañino si es inhalado, absorbido continuamente por la piel o ingerido. Los vapores pueden causar irritación en los ojos, piel, membranas mucosas y vías respiratorias. La absorción interna al cuerpo origina la formación de metamoglobina la cual en concentraciones suficientes causa cianosis. Los efectos pueden ocurrir de 2 a 4 horas o mas. Dependiendo de la intensidad y duración de la exposición, los efectos pueden ser perjudicial produciendo irritación severa y destructiva de los tejidos . El contacto prolongado puede causare daño a los ojos y severa irritación o quemaduras.

CONCLUSIONES :

En la nitración directa hay que primeramente bajar la temperatura del acido nítrico, ya que cuando se pone en contacto con el fenol ocurre una reacción exotérmica muy fuerte.Observamos que se forma un liquido negruzco cuando se ponen en contacto el acido con el fenol.Observamos que el vapor que pasa por el destilador es d vapor amarillo, y luego este se convierte en líquido dando nuestro producto orto-nitrofenolQuedando en el balón el para-nitrofenol.

RECOMENDACIONES :

Mantener baja la temperatura al añadir el fenol al acido nítrico.Al realizar el lavado procurar dejar los isómeros.Colocar bien los equipos a utilizar.

PREGUNTAS SOBRE LA PRÁCTICA¿Cuáles son las diferencias entre la nitración indirecta y la nitración directa del fenol?En la nitración indirecta se utilizo acido sulfúrico debido a que el acido nítrico concentrado oxida demasiado al fenol, mientras que en la nitración directa solo se utilizo acido nítrico pero al 40% de concentración.Las temperaturas de reacción de ambas practicas son muy diferentes, ya que en la primera se sometió a calentamiento, mientras que en la nitración directa primero se tuvo que bajar la temperatura¿Qué posiciones activa en el anillo del grupo OH?El grupo hidroxilo de la molécula del fenol activa las posiciones orto y para de su núcleo aromático.¿En cual tipo de nitración se ha utilizado el equipo de nitración clásico? GrafíqueloEl equipo de nitración clásico se utilizo en la practica de la nitración directa del fenol

¿Cuál es el equipo que sirve para separar los isómeros orto y para nitrofenol? Grafíquelo