propiedades quimicas de los alcoholes
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PRACTICA # 7
PROPIEDADES QUIMICAS DE LOS ALCOHOLES
INTRODUCCIÓN
Los alcoholes son compuestos muy versátiles ya que a partir de ellos se puede obtener una gran cantidad de compuestos alifáticos como halogenuros de alquilo, alquenos, éteres, aldehídos, cetonas, ácidos, esteres, y muchísimos otros, además sirven como disolventes para llevar a cabo reacciones, para recristalizar productos, como relajantes musculares (isopropilico) y como bebidas alcohólicas (etanol).
Las propiedades físicas de un alcohol se basan principalmente en su estructura. El alcohol está compuesto por un alcano y agua. Contiene un grupo hidrofóbico (sin afinidad por el agua) del tipo de un alcano, y un grupo hidroxilo que es hidrófilo (con afinidad por el agua), similar al agua. De estas dos unidades estructurales, el grupo –OH da a los alcoholes sus propiedades físicas características, y el alquilo es el que las modifica, dependiendo de su tamaño y forma.
El grupo –OH es muy polar lo cual le permite establecer puentes de hidrógeno. La formación de puentes de hidrógeno permite la asociación entre las moléculas de alcohol, lo cual los hace solubles en el agua. Aunque a partir de 4 carbonos en la cadena de un alcohol, su solubilidad disminuye rápidamente en agua, porque el grupo hidroxilo (–OH), polar, constituye una parte relativamente pequeña en comparación con la porción hidrocarburo. A partir del hexanol son solubles solamente en solventes orgánicos.
Los grupos de alcoholes poseen propiedades químicas particulares, las que permiten distinguirlos y además usarlos para obtener diferentes tipos de compuestos orgánicos.
Los alcoholes pueden comportarse como ácidos o bases, esto gracias al efecto inductivo, que no es más que el efecto que ejerce la molécula de –OH como sustituyente sobre los carbonos adyacentes.
Gracias a este efecto se establece un dipolo. La estructura del alcohol está relacionada con su acidez. Los alcoholes, según su estructura pueden clasificarse como metanol, el cual presenta un sólo carbono, alcoholes primarios, secundarios y terciarios que presentan dos o más moléculas de carbono.1
SOLUBILIDAD:
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
ASOCIACIÓN DE METANOL CON AGUA
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
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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.2
3. Prueba del reactivo de Lucas (HCl/ZnCl2).
Se tomaron tres tubos de ensayo y se colocó 1ml
de los alcoholes A, B, C, a cada uno se añadió 1ml
de reactivo de Lucas, se cerró el tubo con un
corcho, se agitó y se dejó reposar.
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 por un mecanismo SN1. 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.
En esta reacción, el cloruro de zinc actúa como un
electrófilo que desprende el cloro de su unión con
el hidrógeno formando un complejo según la
siguiente reacción:
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
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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.3
En el primer tubo de ensayo que contenía 1ml de
alcohol n-butílico al adicionar 2ml del reactivo de
Lucas no reacciona inmediatamente, pero se da la
siguiente reacción obteniéndose cloruro de butilo:
CH3-CH2-CH2-CH2OH+HCl CH3CH2CH2
CH2Cl + H2O
En el segundo tubo de ensayo que contenía
alcohol sec-butílico reaccionan lentamente pero
más rápido que el anterior, colocándose la solución
de color amarillo turbio, obteniéndose cloruro de
sec-butilo, mediante la siguiente reacción:
Mientras que en el tercer tubo de ensayo que tenía
alcohol terc-butílico al añadirle el reactivo de Lucas
reacciona inmediatamente formándose una
suspensión blanca y obteniéndose el cloruro de
terc-butilo, según la siguiente reacción:
La turbidez observada se debe al carbocatión que
reacciona inmediatamente con el anión cloruro,
creando un cloroalcano insoluble. 5
Oxidación de alcoholes
La oxidación de un alcohol implica la perdida de
uno o más hidrógenos del carbono que tiene el
grupo -OH. El tipo de producto que se genera
depende del número de estos hidrógenos que
contiene el alcohol, es decir, si es primario,
secundario o terciario. La oxidación de los
alcoholes primarios, secundarios o terciarios podrá
producir o no, aldehídos o cetonas, dependiendo
de los hidrógenos presentes en el carbono unido al
grupo hidroxilo del alcohol. Los alcoholes primarios
cuentan con dos hidrógenos en el carbono del
hidroxilo y los alcoholes secundarios conservan
sólo uno, y los terciarios carecen de hidrógenos en
el carbono hidroxilado. Todos estos carbonos
hidroxilados se encuentran parcialmente oxidados
por "perder" un electrón de enlace hacia el oxígeno
electronegativo. Entonces, los alcoholes se
oxidarán cuando el carbono hidroxílico pierda un
segundo electrón o hidrógeno y forme un grupo
carbonilo.
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OXIDACION CON PERMANGANATO DE
POTASIO
Se colocó 1ml de una solución de KMNO4 en tres
tubos de ensayo, se adicionó 0.5ml de los
alcoholes A, B, C en cada tubo, se agitó y se
observó los cambios que produjo.
Para la oxidación de alcoholes se utiliza con el
permanganato de potasio como alternativa más
económica en comparación con los oxidantes de
cromo. El Permanganato de Potasio es uno de los
compuestos de Manganeso más importantes y es
irremplazable en numerosos procesos. Es sólido a
temperatura ambiente, sus cristales son de color
púrpura oscuro, con frecuencia su apariencia es
violeta azulada debido a una pequeña reducción
superficial.
El permanganato oxida a los alcoholes secundarios
llegando a la cetona y a 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.
MEZCLA SULFOCRÓMICA
Para esta prueba se tomaron tres tubos de ensayo
y se añadió a cada uno 2 mL de solución
sulfocrómica, a cada tubo se adiciono 0.5ml de los
alcoholes A, B, C, se agito y se observo los
resultados.
Los alcoholes primarios pueden oxidarse a
aldehídos con K2Cr2O7, los que deben ser
separados rápidamente de la reacción para que no
sigan oxidándose hasta ácidos carboxílicos.
Al primer tubo se adiciono 0.5 ml de alcohol n-
butílico, se tapo con un corcho y se agito durante 2
minutos, esta prueba dio un color verde
transparente y presentaba.
Un alcohol primario contiene dos hidrógenos, de
modo que puede perder uno de ellos para formar
un aldehído.
Al segundo tubo (con solución sulfocrómica) se le
adiciono 0.5 mL de alcohol sec-butílico, se tapó y
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se agitó durante 2 minutos, se observó que en este
caso también se presento de color verde. Dando
como producto una cetona.
Alcohol sec-butílico Sec-butanona
En el tercer tubo con una solución sulfocrómica se
añadió al 0.5 ml de alcohol ter-butílico, se tapo y se
agito durante 2 minutos, este no reacciono y
también se presento un color verde oscuro.
El alcohol terciario no tiene hidrógeno, de modo
que no es oxidado, la oxidación de un alcohol
terciario implica rompimientos C-C para generar
productos de descomposición.
PRUEBA DE YODOFORMO:
Se tomo 0.5ml de Etanol, 1.5 ml de agua y 2.5ml de la solución de yodo. Se adiciono una solución de NaOH al 10% hasta que desapareció el color pardo del yodo y se mirara una coloración amarilla.
El yodoformo (CHI3) es una sustancia de color amarillo pálido. Debido a su elevada polarizabilidad, por sus tres átomos de yodo, es un sólido a temperatura ambiente. Es insoluble en agua, y tiene un olor a antiséptico. Se formará un precipitado visible de este compuesto a partir de una muestra, sólo cuando esté presente una metilcetona, etanal, alcohol secundario de metilo, o etanol la prueba del yodoformo para los alcoholes primarios y secundarios dan positiva puesto que
esta prueba indica si un alcohol contiene o no una unidad estructural determinada. Se trata de alcohol con yodo e hidrógeno de sodio (hipoyodito de sodio, NaOI); un alcohol de estructura
Da un precipitado amarillo de yodoformo (CHI3, p.f. 119ºC).
Además la reacción comprende oxidación, halogenación y degradación. De la siguiente manera:
Un compuesto de estructura:
También da una prueba positiva.
Es así como en los alcoholes primarios y secundarios dan positiva la prueba del yodoformo debido a que se oxida a aldehído o ácido carboxílico, a una cetona, formándose un precipitado amarillo que corresponde al yodoformo. Y por lo tanto en los alcoholes terciarios la prueba del yodoformo da negativa puesto que estos no se pueden oxidar. Debido que la oxidación de un alcohol implica la pérdida de uno o más hidrógeno del carbono que tiene el grupo OH. El producto que se forma depende del tipo de alcohol: primario, contiene dos hidrógenos de modo que puede perder uno de ellos para dar un aldehído o ambos para formar un ácido carboxílico; secundario, puede perder su único hidrógeno para transformarse en una cetona; y
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terciario, que no tiene hidrógeno de modo que no es oxidado. 6
CONCLUSIONES:
En la prueba de Lucas los alcoholes terciarios reaccionan casi instantáneamente, porque forman carbocationes terciarios relativamente estables. Los alcoholes secundarios tardan más tiempo, entre 5 y 10 minutos, porque los carbocationes secundarios 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, los alcoholes primarios tardan mucho mas en reaccionar que los secundarios y terciario.
BIBLIOGRAFIA :
1. .Disponible en: s1/química/ grupofun/alcohol/alcohol.htm Visitado el 01 NOVIEMBRE 2012
2. sponible en: http://www.textoscientificos.com/quimica/alcoholes Visitado el 01 NOVIEMBRE 2012
3. Disponible en http://www.sinorg.uji.es/Docencia/QO/tema3QO.pdf Visitado el 01 NOVIEMBRE 2012
4. Disponible en http://www.textoscientificos.com/quimica/alcoholes Visitado el 01 NOVIEMBRE 2012
5. Disponible enhttp://www.quimicauno.mex.tl/649221_3-11.html
6. Disponible en http://organica1.org/qo1/ok/alcohol2/alcohol9.htm
7. Disponible en http://www.slideshare.net/andres142/laboratorio-de-alcoholes-y-fenoles-8105494
8. Disponible en9. http://es.scribd.com/doc/53630790/
Oxidacion-de-Alcohol-Con-Permanganato-de-Potasio