1.0 Introduccin La presente prctica tiene por objetivos, efectuar la hidrolisis del anhdrido malico para la obtencin del cido malico, y a partir de este obtener el cido fumrico por hidrolisis cida, para finalmente realizar un estudio comparativo de algunas de sus propiedades fisicoqumicas. Los anhdridos de cidos se hidrolizan dando lugar a los correspondientes cidos. El anhdrido malico, se hidroliza fcilmente dando el cido malico, que tambin tiene la configuracin cis (Z) y es bastante soluble en agua y de bajo punto de fusin. Por accin del HCI dicho cido se puede isomerizar a cido fumrico, su ismero geomtrico trans (E), que es muy poco soluble y de punto de fusin elevado. El cido maleico es una materia prima industrial para la produccin de cido glioxlico por ozonlisis. El cido malico se convierte en anhdrido malico por deshidratacin. Reacciona con el cloruro de tionilo o pentacloruro de fsforo para dar el cloruro de cido maleico(que no es posible aislar el cloruro de cido mono). El cido maleico es un reactivo que se utiliza mucho en sntesis qumica de Diels-Alder. Tiene como punto de fusin 130C. Slido blanco cristalino con presentacin en forma de pastillas, o en forma fundida, lquido transparente libre de insolubles, sedimentos y turbidez. Las principales aplicaciones del Acido Maleico son: Resina polister insaturada, la cual tiene mltiples aplicaciones, como pueden ser en la elaboracin de botes, muebles de bao (refuerzos de spas y tina de hidromasaje, lavamanos, tarjas y WC), bases de cocina, sillas, concreto polimrico, losetas, autopartes, tuberas, tanques de almacenamiento. Fabricacin de resina alquidal, que es la base de las pinturas alquidlicas que se aplican en pinturas automotrices y arquitectonicas. Elaboracin de fertilizantes y agroqumicos, tales como el cido fumrico. Tiene como punto de fusin 270C. Se forma en la piel durante la exposicin a la luz solar, y tambin est disponible como suplemento oral y como preparacin para uso tpico. Las formas esterificadas del cido fumrico, como el monoetilester o el dimetilester del cido fumrico, son las nicas que tienen un uso teraputico. El cido fumrico es un cido de origen natural presente en muchas frutas y vegetales. Comercialmente se obtiene por sntesis qumica o a travs de la fermentacin del azcar con hongos. Forma parte de las rutas metablicas de todas las clulas vivas. Utilizado como cido y estabilizador estructural en una amplia variedad de productos. Tambin es usado como una fuente de cido en el polvo para hornear. La ingesta mxima diaria es ilimitada Aplicaciones del cido fumrico(fumaric acid): El cido fumrico tiene funcin de bacteriosttico y antisptico. Puede ser usado como acidulante, regulador de acidez, acidificador, auxiliar resistente a la oxidacin trmica, acelerador de fraguado y especias. Principalmente usado en varias bebidas de cido carbnico, vino, bebidas slidas concentradas, helado y otras comidas y bebidas fras. Puede reemplazar al cido mlico, cido ctrico, ya que su grado de acidez es 1.5 veces que el del cido ctrico. El cido fumrico puede ser usado como intermediario farmacutico y agente blanqueador ptico, tambin es usado en la fabricacin de resina de polister no saturada.

El cido maleico se emplea en la fabricacin de resinas sintticas y en sntesis orgnicas, acta como conservante de aceites y grasas y sus sales se utilizan en la tincin de algodn, lana y seda. El cido fumrico se utiliza en polisteres y resinas alqulicas, revestimientos de plsticos, acidulantes alimentarios, tintas y sntesis orgnicas.

Los cidos acetilnicos no pueden presentar isomera geomtrica; sin embargo, los cidos etilnicos monocarboxlicos y dicarboxlicos que tengan dos sustituyentes diferentes en cada uno de los tomos de carbono del doble enlace, s pueden presentar esta isomera. As, existe un slo cido vinilactico; en cambio, hay dos cidos crotnicos, el cis y el trans. Entre los etilendicarboxlicos, el primer caso de isomera geomtrica se encuentra en los cidos 2-butendioicos. Estos cidos son conocidos desde hace mucho tiempo con sus nombres comunes: cido maleico y cido fumrico. Son usados como aditivos en alimentos y tienen las formulas siguientes:

De acuerdo con estas dos estructuras diferentes, estos dos compuestos tienen propiedades fsicas y qumicas muy diferentes. Mientras que el cido fumrico es un producto normal del metabolismo, el cido maleico es muy txico. Cuando se calienta a una temperatura mayor que la de su punto de fusin, el cido maleico forma un anhdrido intramolecular, el anhdrido maleico. Esto sugiere que el cido maleico es un cido cis, ya que slo con esta estructura los grupos carboxilo se pueden encontrar suficientemente prximos en el espacio para reaccionar entre s.

Si se calienta el cido fumrico a la misma temperatura, no se produce anhdrido. Sin embargo, en condiciones apropiadas (por ejemplo, por calentamiento con PCl5), el cido fumrico se puede transformar en anhdrido maleico. Posiblemente, en estas condiciones de reaccin ocurre primero una isomerizacin del cido fumrico al cido maleico, el cual a su vez se deshidrata para formar anhdrido maleico. Se sabe empricamente que, en general, de los ismeros geomtricos el trans tiene el punto de fusin ms elevado, menor solubilidad y mayor estabilidad. Al examinar comparativamente las propiedades fsicas del cido maleico y del cido fumrico se observa que las estructuras propuestas estn de acuerdo con las generalizaciones que se han enunciado. Como los cidos maleico y fumrico originan por combustin los mismos productos, los calores de combustin indican que el cido fumrico es ms estable que el cido maleico por 8 Kcal. /mol. Esto no es sorprendente si se considera que en la estructura cis los dos grupos carboxilo se encuentran demasiado prximos, en tanto que en la configuracin trans estn ms alejados. Generalmente, los ismeros geomtricos se pueden transformar uno en el otro. As, si se calienta el cido maleico a 200oC en un tubo cerrado o si se trata con cido clorhdrico concentrado, a temperatura ambiente, se isomeriza a la forma trans, que es ms estable. Por otra parte, el cido fumrico se puede isomerizar a la forma cis por irradiacin de una solucin con luz ultravioleta, que representa condiciones de reaccin mucho ms drsticas que la transformacin inversa.

Detalles experimentales:Armado del sistema de filtrado de los cidos: Para el filtrado de los cristales cidos (fumrico y malico) se requiri de un equipo especial para dicho proceso, el procedimiento para el armado de ste equipo fue el siguiente: A un kitasato se le conect una manguera la cual estaba conectada a la parte lateral de los caos con el fin de aprovechar el vaco que causa el flujo de agua por las tuberas, de este modo el filtrado pudo ser ms rpido y efectivo.

Caera Embudo Buchner

Kitasato

Hidrlisis del anhdrido malico: Obtencin del cido maleico. Materiales: 2 Vasos de precipitados de 50mL. Probeta graduada de 5. Cocinilla elctrica. Vaso de precipitados de 250mL. Embudo Buchner y kitasato. Papel filtro. Reactivo: Anhdrido maleico. Agua destilada. Hielo. Procedimiento Experimental: En un vaso de precipitados de 50mL. Se vertieron 5mL. De agua destilada, luego se aadieron 2,5g de anhdrido maleico y se calent hasta que todo el anhdrido se disolvi en el agua. Luego de calentarlo se coloc la solucin en un vaso con hielo hasta la formacin de los cristales de cido malico. Finalmente los cristales de cido malico presentes en el agua fueron filtrados con el papel filtro con ayuda del embudo buchner y el kitasato. El papel filtro con los cristales de acido malico fue puesto a secar en la estufa en un lapso de tiempo corto. Observacin: El agua procedente del filtrado de los cristales de cido malico fue vertida en un vaso de precipitados pequeo y guardado para la siguiente experiencia, esta agua es la denominada agua madre.

Hidrlisis cida del cido malico: Conversin a cido fumrico. Materiales: Vaso de precipitados de 250mL. Probeta graduada de 5mL. Cocinilla elctrica. Embudo Buchner y kitasato. Papel filtro. Reactivos: Acido clorhdrico concentrado. Hielo. Acido Destilada. Procedimiento experimental: Al agua madre obtenida de la experiencia anterior, se le aadi 2,5mL. De cido clorhdrico concentrado y la mezcla fue calentada en una cocinilla elctrica durante 5 o 10 minutos. Luego colocar la muestra calentada en un bao de agua con hielo y observar la formacin de los cristales de cido fumrico. Finalmente igual que en la experiencia anterior se procedi a filtrar la muestra en el equipo mostrado anteriormente y secarla en la estufa. Nota: Nuestro grupo de trabajo obtuvo cido fumrico sin necesidad de filtrar ni secar la muestra, esto fue posible gracias al sobrecalentamiento que se le dio a nuestra muestra adems de que fue dejado en la campana extractora, la cual se encarg de secar la muestra por medio de sus corrientes de aire fro. Se observ adems que se obtuvo una cantidad mucho mayor de cido fumrico en comparacin con el mtodo que se nos propuso usar.

Comparacin de propiedades entre el cido maleco y al cido fumrico: Materiales: Tubos de ensayo Gradilla. Reactivos: Agua destilada. Agua de bromo al 1%. Solucin de permanganato de potasio al 1%. Muestras de cristales de cido fumrico y malico obtenidos en las experiencias anteriores. Procedimiento experimental: Prueba con agua: En 1 tubos de ensayo se vertieron aproximadamente 30mg. De cido fumrico, de manera similar en otro tubo se verti la misma cantidad de cido malico; luego se le agreg a cada tubo 1mL. De agua destilada y se procedi a observar. Se observ que la muestra de acido maleico contenida en el tubo se disolvi completamente (tubo de la derecha) mientras que el cido fumrico contenido en el otro tubo no se disolvi y se acumul en el fondo del tubo (tubo izquierda).

Prueba con agua de bromo al 1%: Al igual que en la experiencia anterior se vertieron en 2 tubos de ensayo muestra de cido malico y fumrico respectivamente, luego se les agreg a cada tubo 1mL. De agua de bromo al 1%, finalmente se procedi a observar. Se observ que en el tubo que contena el cido maleico (tubo de la derecha) y agua de bromo hubo una leve decoloracin y una solubilizacin del cido malico. En el tubo de ensayo que contena cido fumrico se observ que la solucin de agua de bromo no cambi de color y adems el acido fumrico no se disolvi (tubo de la izquierda).

Prueba con permanganato de potasio al 1%: En un tubo de ensayo se verti cristales de cido maleco, luego se le adicion 1mL. De permanganato de potasio al 1%, se observ la decoloracin del permanganato de potasio de morado o violeta a naranja claro y la total disolucin de los cristales de cido maleico (tubo de la derecha). En un tubo de ensayo se verti cristales de cido fumrico, luego se le adicion 1mL. De permanganato de potasio al 1%, se observ la decoloracin del permanganato de potasio de morado o violeta a un naranja, adems de que el cido fumrico no se disolvi (tubo de la izquierda).

Recomendaciones: Al filtrar el cido maleico se quedar una considerable cantidad de slido en el tubo. Con el mismo filtrado (solucin saturada que queda en el matraz Kitassato) se deber tratar de arrastrarlo para filtrarlo. Cuando se calienta el agua madre con el HCl, se deber tener cuidado debido a que ste procedimiento genera la emanacin de vapores de cido fumrico. En las pruebas de identificacin con bromo se recomienda probar al mismo tiempo los dos ismeros para comparar la intensidad de los colores. http://lqtc.fcien.edu.uy/cursos/Viz/proyectostri05/grupo2/index.html http://www.druginchina.com/10_Fumaric.html