manual de practicas de quimica bioorganica

Manual de Practicas Laboratorio de Qumica- Bioorgnica Alejandro Cruz, Itzia I. Padilla Martnez, Efrn V. Garca Bez

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INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL

UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE BIOTECNOLOGA

ACADEMIA DE QUMICA

LABORATORIO DE QUMICA BIOORGNICA

MANUAL DE PRCTICAS

Autores:

Alejandro Cruz

Itzia I. Padilla Martnez

Efrn V. Garca Bez

Mxico D.F. Octubre-2009

Manual de Practicas Laboratorio de Qumica-Bioorgnica Alejandro Cruz, Itzia I. Padilla Martnez, Efrn V. Garca Bez

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CONTENIDO

PRLOGO 3

GUA PARA EL TRABAJO DE LABORATORIO 4

ORGANIZACIN DE LOS INFORMES DEL LABORATORIO 4

COMPORTAMIENTO PERSONAL EN EL LABORATORIO 5

PRCTICA 1. Separacin y purificacin de compuestos orgnicos. Punto de fusin y

cristalizacin. 6

PRCTICA 2. Extraccin y Cromatografa 13

PRCTICA 3. Propiedades quimicas de halogenuros de alquilo y Alcoholes 28

PRCTICA 4. Medicin de la densidad, indice de refraccin y punto de ebullicin de

una serie homologa de hidrocarburos alifticos (C6,C8,C10,C12) 40

PRCTICA 5. Sntesis del cloruro de terc-butilo a partir de terc-butanol 48

PRCTICA 6. Aldehidos y cetonas. Sntesis de dibenzalacetona 51

PRCTICA 7. Acidos carboxilico. Sntesis del acido acetil saliclico (aspirina) 65

PRCTICA 8. Aminas, propiedades qumicas y sntesis de acetanilida 71

PRCTICA 9. Sntesis de la benzocaina I 79

PRCTICA 10. Sntesis de la benzocaina II 84

PRCTICA 11. Reacciones de identificacin de aminocidos y protenas 95

PRCTICA 12. Reacciones de identificacin de carbohidratos 102

PRCTICA 13. Cintica de la hidrlisis de la sacarosa mediante rotacin ptica 117

PRACTICA 14. Reconocimiento de lpidos 121


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PRLOGO

El objetivo principal de compilar este conjunto de prcticas de LABORATORIO DE

QUMICA BIOORGANICA es que stas apoyen y complementen el programa terico que

se imparte de la asignatura.

La seleccin de las prcticas se hizo con la intencin de ilustrar algunos de los

mtodos de obtencin de los diferentes tipos de compuestos aromticos y no aromticos y

mostrar tambin las diferentes tcnicas de aislamiento y purificacin de los productos de

reaccin obtenidos biomolculas para uso de inters farmacutico.

Con este manual de prcticas se pretende que el alumno maneje algunos reactivos

tanto orgnicos como inorgnicos para la obtencin de compuestos que contengan nuevos

grupos funcionales y que conozca sus aplicaciones, alcances y limitaciones en su

preparacin. Adems, se pretende que el alumno compruebe las caractersticas de algunos

de los mtodos ms comunes en la sntesis de compuestos orgnicos.

Las prcticas se presentan explcitamente, de tal forma que el alumno sea capaz de

proceder por s solo. Adems, el profesor proporcionar informacin complementaria para

lograr la exitosa realizacin de la prctica.

Con la finalidad de facilitar la comprensin y el desarrollo del tema involucrado, cada

prctica contiene una breve introduccin sobre la naturaleza de los compuestos a obtener y

una serie de cuestiones que involucra la revisin de material adicional.

Se anexa a esta serie de prcticas una prctica relacionada con el reconocimiento de los

lpidos que son molculas con funcin de RESERVA ENERGTICA. Se consumen para

producir energa cuando se han agotado los Glcidos. Se acumulan en las clulas del Tejido

Adiposo Subcutneo, o en el que rodea a algunos rganos o incrustndose en las paredes

arteriales en forma de Colesterol.


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I. GUA PARA EL TRABAJO DE LABORATORIO.

El programa experimental aqu esbozado requiere de mucha actividad y organizacin.

El logro de su exitosa realizacin depende de que el alumno revise cuidadosamente los

protocolos escritos, as como los antecedentes tericos, antes de que inicie su trabajo en el

laboratorio.

Todos los experimentos estn probados y optimizados para consumir la menor

cantidad de reactivos posibles, respete las cantidades utilizadas y evite el desperdicio de

sustancias qumicas.

La mayora de los experimentos se harn en grupos pequeos de tres a cinco

personas. Independientemente del trabajo en equipo, todos los estudiantes son

particularmente responsables de colectar el total de datos obtenidos y de hacer su reporte

individual.

ORGANIZACIN DE LOS INFORMES DE LABORATORIO

Un buen reporte (cuaderno de trabajo) debe mostrar:

- Que se han entendido los principios bsicos del experimento.

- La habilidad para seguir el protocolo.

- La habilidad para realizar las manipulaciones prcticas de tal manera que se obtengan los

resultados esperados.

- La habilidad para describir en forma ordenada y lgica los resultados obtenidos.

- La capacidad para obtener conclusiones razonables de los resultados obtenidos.

Su reporte se calificar de forma individual en este manual de trabajo de acuerdo a: los

Resultados, el Anlisis, el Cuestionario y las Conclusiones. Los mismos deben

presentarse con pulcritud, claridad y sin faltas de ortografa. Si el reporte requiere de la

presentacin de grficas, recuerde que todos los ejes deben estar perfectamente rotulados,

con unidades claramente definidas, cada grfica o tabla deber llevar su pie de figura. Por

ltimo, toda informacin obtenida de referencias bibliogrficas que usted incluya en su


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reporte deber ser citada en el texto en los espacios correspondientes a las referencias

adicionales.

COMPORTAMIENTO PERSONAL EN EL LABORATORIO

Tratar todos los reactivos como si fueran custicos o txicos, si se derrama cualquiera

de ellos limpie inmediatamente el sitio en el que ocurri. Si los reactivos se derraman en su

piel, limpie inmediatamente y lave la zona de contacto. Familiarcese con la localizacin y

uso de extinguidores as como con las regaderas de emergencias. Precauciones especiales

se sealan en las instrucciones particulares de cada prctica, ponga atencin en ellas.

Los estudiantes debern portar una bata blanca para proteger sus ropas, as como

guantes y lentes de seguridad para proteccin de manos y ojos.

Cualquier accidente que resulte en un dao personal, no importa que tan leve sea,

reprtelo a la brevedad con el profesor encargado del laboratorio. Esto es para su propia

proteccin.

Ciertos instrumentos estarn presentes, otros no. No utilice el equipo si tiene usted

dudas o dificultades para operarlo, solicite el apoyo de su profesor.

Si usted deja material para ser almacenado en el laboratorio, deber estar

adecuadamente identificado, indicando fecha, contenido y propietario, de no ser as ser

desechado.

Parte de su responsabilidad en el laboratorio es su seguridad, no introduzca alimentos, ni

utilice equipo de sonido que pueda distraer su atencin. Deje limpia el rea de trabajo, esto

incluye desechar los materiales qumicos en el lugar o depsito adecuado. Pregunte a su

profesor el lugar en el que se colocarn los residuos obtenidos durante la experimentacin.


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PRCTICA No. 1

SEPARACION Y PURIFICACION DE COMPUESTOS ORGANICOS.

PUNTO DE FUSIN Y CRISTALIZACIN

1. OBJETIVOS

Que el alumno:

1.1. Separ y purifique una sustancia orgnica mediante de la tcnica de cristalizacin.

1.2. Mida el punto de fusin de sustancias puras y de mezclas y utilice el punto de

cmo medida de pureza.

2. INTRODUCCIN

El fundamento de la separacin de una mezcla qumica, se basa en la diferencia de

solubilidad del componente a separar en el disolvente de la mezcla y el disolvente

extrayente. En la prctica es muy utilizada para separar compuestos orgnicos de races,

semillas, hojas, etc.

La cristalizacin es un proceso tpico de laboratorio en el que un slido cristalino en

solucin se separa de una mezcla a travs de cambios en su solubilidad. La disminucin en

este parmetro conlleva a la produccin de soluciones saturadas y sobresaturadas que

resultan en la formacin de cristales a partir de la solucin. El proceso de cristalizacin

depende del grado de sobresaturacin que se logre en la solucin, formacin de ncleos y el

crecimiento de cristales partculas amorfas.

La sobresaturacin se puede alcanzar por: evaporacin del disolvente de la solucin,

el enfriamiento de la solucin por la adicin de otros solutos, o el cambio en la polaridad de

los disolventes.

Dependiendo de las condiciones de la cristalizacin, es posible controlar o modificar

la naturaleza de los cristales obtenidos.

Una variante a la cristalizacin simple es el proceso fraccionado que tambin es muy

til. La disolucin de slidos similares puede evaporarse hasta que empieza la

cristalizacin. Los cristales sern ms ricos en un slido que en otro. Cristalizaciones

repetidas (recristalizacin) conducen a la preparacin de cristales ms puros del


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componente menos soluble y a una disolucin que contiene solamente disolvente con el

componente ms soluble.

Frecuentemente el uso de una mezcla de dos disolventes en el proceso de

cristalizacin es ms satisfactorio que un solo disolvente, esta mezcla debe ser homognea

totalmente, es decir, los componentes deben ser miscibles y uno de los disolventes debe

disolver fcilmente al compuesto a separar, mientras que el otro slo debe disolverlo

ligeramente.

El proceso de cristalizacin consta de los siguientes pasos:

* Disolver la sustancia en el disolvente a una temperatura elevada.

* Filtrar la solucin caliente para remover las impurezas insolubles.

* Dejar enfriar la solucin para que se depositen los cristales de la sustancia.

* Filtrar la solucin fra para separar los cristales de la solucin sobrenadante

(conocido como licor o lquido madre).

* Lavar los cristales para remover el licor madre adherido.

* Secar los cristales para remover las trazas del disolvente.

Existen varios factores que se deben considerar para seleccionar un disolvente para la

cristalizacin. Un buen disolvente para este proceso es aquel que disuelva una moderada

cantidad de la sustancia a elevadas temperaturas, pero que solo disuelva una pequea

cantidad de este a bajas temperaturas; el disolvente deber disolver fcilmente a las

impurezas (excepto a las impurezas mecnicas) an a bajas temperaturas, el disolvente no

debe reaccionar con la sustancia a purificar, de preferencia debe tener baja flamabilidad,

baja toxicidad y bajo costo.

Las impurezas pueden colocarse en las siguientes categoras: impurezas mecnicas

(partculas insolubles en la mayora de los disolventes comunes, se pueden eliminar

filtrando la solucin caliente), impurezas coloridas (el color puede eliminarse por la adicin

de algn adsorbente como el carbn activado y filtrando la solucin en caliente) y las

impurezas solubles (compuestos que se remueven por cristalizacin, dado que al ser

altamente solubles en el disolvente se retienen en el licor o lquido madre).

Una sustancia cristalina pura presenta generalmente un punto de fusin caracterstico

y un rango de la temperatura de fusin muy pequeo, aproximadamente de 0.5 a 1.0 C.


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La presencia de impurezas producen generalmente una disminucin de la temperatura

de fusin, es decir, el compuesto empieza a fundir a temperaturas inferiores a la esperada,

esto trae como consecuencia que el rango de fusin se incremente, mientras mayor es la

cantidad de impurezas mayor es la depresin del punto de fusin y por tanto mayor tambin

el rango de fusin.

La depresin en el punto de fusin producida por las impurezas es una consecuencia

de los efectos que estos compuestos producen en la presin de vapor de la mezcla slida, la

presencia de contaminantes solubles produce una disminucin en la presin de vapor de la

mezcla y simultneamente un descenso en la temperatura de fusin.

Tomando como base este fenmeno, la determinacin de esta constante fsica se usa

frecuentemente como criterio de identidad y de pureza.

3 SECCION EXPERIMENTAL

3.2 PRIMERA PARTE: Determinacin del Punto de Fusin

3.2.1 Material y equipo

Cubreobjetos Equipo para determinar el punto de fusin Fisher-Johns

Equipo para la determinacin del punto de fusin Fisher-Johns


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3.2.3 Procedimiento experimental

1. Limpiar perfectamente la platina metlica del aparato para determinar puntos de fusin.

2. Colocar aproximadamente 0.05 g (3 4 cristales pequeos) de la sustancia a probar en

un cubre objetos limpio, y llevarlo a la superficie de la platina metlica.

3. Ajustar la lupa a la altura de los ojos para observar los cristales e iniciar el calentamiento,

tomar la lectura de las temperaturas en el termmetro del aparato, cuando se inicie y

finalice la fusin del compuesto.

NOTA: Conservar la velocidad de calentamiento entre 3 y 5 o C por minuto

4. Bajar la temperatura de la platina antes de repetir la operacin.

5. Determinar la temperatura y rango de fusin de los siguientes compuestos y mezclas.

a) cido benzico; b) 75% de cido benzico y 25% de anhdido ftlico; c) 50% de

cido benzico y 50% de anhdido ftlico; d) 25% de cido benzico y 75% de anhdido

ftlico; e) anhdrido ftlico.

NOTA: En una misma corrida, se pueden colocar varias muestras.

3.3 SEGUNDA PARTE. Purificacin de acetanilida por recristalizacin

3.3.1 Material y equipo

2 Vasos de precipitados de 250 mL 3 Matraces Elenmeyer de 125 mL

1 Embudos de filtracin de vidrio 1 Agitador

1 Soporte universal Cubreobjetos

1 Pinza de tres dedos 1 Probeta de 100 mL

1 Anillo Euipo para medir el punto de fusin

1 Bao mara Parrilla de calentamiento

3.3.2 Reactivos

Anhdrido ftlico Carbn activado

Acetanilida grado tcnico cido benzico


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3.3.3 Procedimiento experimental a). Pesar 0.5 g de muestra de acetanilida grado tcnico.

b). Observar su color y determinar su punto de fusin.

c). Transferir el resto de la muestra a un matraz Erlenmeyer de 125 mL, adicionar 20 mL de

agua destilada y calentar la mezcla hasta ebullicin.

d). Si no se ha disuelto, adicionar pequeas porciones de agua caliente y agitar hasta que la

acetanilida se disuelva completamente.

e). Adicionar 5 mL ms de agua caliente y dejar enfriar.

f). Adicionar con mucho cuidado 0.1 g de carbn activado.

g). Volver a calentar durante 5 minutos para facilitar la eliminacin de impurezas coloridas.

h). Filtrar la solucin en caliente y recibir el filtrado en otro matraz Erlenmeyer de 125 mL.

Si en el transcurso de la filtracin se solidifica el compuesto, agregar un poco de agua

caliente.

i). El filtrado se deja enfriar para que cristalice la acetanilida.

j). Filtrar para recuperar los cristales en un pedazo de papel filtro previamente pesado.

k). Lavar los cristales dos veces con una pequea cantidad de agua fra, ya que la

acetanilida es soluble an en agua fra (0.5 g /100 mL).

3.4. Instrucciones particulares

3.4.1. No pipetear los reactivos con la boca. Usar probeta para medirlos.

3.4.2. En el procedimiento de cristalizacin de acetanilida, disolver el compuesto en la

mnima cantidad de agua caliente posible, si durante la filtracin en caliente se forman

cristales, calentar nuevamente la solucin hasta su disolucin.

4. RESULTADOS Y DISCUSIN

4.1. Reportar la masa en gramos de cido benzico y acetanilida obtenidos en la

extraccin. Calcular el rendimiento porcentual y reportar los puntos de fusin del cido

benzico, de la acetanilida.

Clculos:


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4.2. Indicar los clculos realizados para determinar el volumen de NaOH requerido para

extraer el cido benzico.

4.3. Reportar los puntos de fusin obtenidos para el cido benzico, el anh. ftlico y las

mezclas en la siguiente tabla y compararlos con los reportados en la literatura.

Substancias

Rango de fusin experimental

Rango de fusin terico.

a) cido benzico

b) 75% de cido benzico y 25% de anhdrido ftlico.

c) 50% de cido benzico y 50% de anhdido ftlico.

d) 25% de cido benzico y 75% de anhdrido ftlico.

e) Anhdrido ftlico

4.4. Haga una grfica de punto de fusin contra el % de composicin para las mezclas

anteriores. Discuta el resultado.

4.5 Reportar las temperaturas de fusin de la acetanilida antes y despus de cristalizar.

Investigar en la bibliografa a que se debe la variacin del punto de fusin de la acetanilida

4.6. Hacer el clculo de rendimiento en el proceso de recristalizacin.

5. CONCLUSIONES

Los integrantes de equipo, analizaran su informacin prctica con la teora y concluirn

sobre el resultado de su practica.

6. CUESTIONARIO

6.1 Se podr extraer el cido benzico de su mezcla con acetanilida usando solo agua

destilada en vez de NaOH? Por qu?

6.2 Que ventajas y desventajas tiene la cristalizacin con respecto a la extraccin como

mtodos de purificacin?

6.3 Definir el concepto de punto de fusin.

6.4 Qu se entiende por solvatacin?

6.5 Por qu algunas sustancias se disuelven en un disolvente y otras no?


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6.6 Cmo se elige el disolvente adecuado para efectuar una cristalizacin?

6.7 Cundo y para que se utiliza el carbn activado?

6.8 Qu precauciones deben tomarse con los disolventes inflamables y txicos?

6.9 Cules son los mtodos que se emplean para inducir la cristalizacin?

7. BIBLIOGRAFIA

7.1. Abbott, D. y Andrews, R. S., Introduccin a la Cromatografa, 3 Ed., Alhambra,

Espaa, 1983.

7.2. Brewster, R.Q., Curso Prctico de Qumica Orgnica, 2 Ed.., Alhambra, Espaa,

1979.

7.3 Wilcox, C.F., Experimental Organic Chemistry a Small-Scalle Approach, Mc

Millan, U.S.A., 1976.

7.4. McKay, D.C., Dale G. H., and Weedman J. A., Ind. Eng.Chem. 52, 197-198 (1960).

7.5. Vogel, A. I., Elementary Practical Organic Chemistry Part I, Small Scale

Preparations, Longmans, (1978).

7.6. Wilcox, C.F., Experimental Organic Chemistry. A Small Scale Aproach, Mc Millan

Jr, (1988).

7.7. Barrow, Gordon M. Qumica Fsica, Reverte(1976).

7.8. Pomilio, A. y Vitale, A. Mtodos Experimentales de Laboratorios en Qumica

Orgnica Serie de Qumica Monografa No. 33. OEA.

8. BIBLIOGRAFIA ADICIONAL.


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PRCTICA No. 2

EXTRACCION Y CROMATOGRAFIA

1. OBJETIVOS

Que el alumno:

1.1. Separe los componentes de una mezcla mediante la aplicacin de las tcnicas de

extraccin y purificacin de compuestos orgnicos.

1.2. Realice una cromatografa de adsorcin mediante la aplicacin de los conceptos

fundamentales.

1.3 .Elija el eluyente apropiado para extraer y separar una mezcla de colorantes

mediante una cromatografa en capa fina.

1.4 .Separe una mezcla de colorantes mediante una cromatografa en columna.

2. INTRODUCCIN

La gran mayora de los compuestos orgnicos, ya sean naturales o sintticos no se

encuentran puros, y para determinar sus propiedades fsicas y qumicas o poderlos usar

como medicamentos, conservadores, edulcorantes, intermediarios de reaccin, etc. es

necesario que lo sean. La extraccin y la cromatografa son tcnicas muy importantes, ya

que permiten separar y purificar sustancias qumicas.

La extraccin es la tcnica ms empleada para separar un producto orgnico de su

mezcla de reaccin o aislarlo de sus fuentes naturales. Puede definirse como la separacin

de un componente de una mezcla por medio de un disolvente. Si el compuesto a separar se

encuentra en una mezcla lquida, la extraccin se llama lquido-lquido, si se encuentra en

una mezcla slida, la extraccin se llama slido-lquido.

La cromatografa es una tcnica que permite separar los componentes de una mezcla. Esta

separacin se logra utilizando un sistema bifsico: fase estacionaria donde se retienen los

compuestos a separar y fase mvil que desplaza de forma diferencial los compuestos a

travs de la fase estacionara.

(A) Dependiendo de la naturaleza de las fases, se pueden distinguir distintos tipos de

cromatografa:


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Cromatografa slido-lquido: la fase estacionaria es un slido y la mvil un lquido.

Cromatografa lquido-lquido: ambas fases son lquidos y en la estacionaria el lquido

se ancla a un soporte slido.

Cromatografa lquido-gas: la fase estacionaria es un lquido no voltil sobre soporte

slido y la fase mvil un gas.

Cromatografa slido-gas: la fase estacionaria es un slido y la mvil un gas.

La mezcla a separar se deposita sobre la fase estacionaria y la fase mvil atraviesa el

sistema desplazndo los componentes de la mezcla a distintas velocidades que dependen de

la afinidad de los mismos por cada una de las fases (Figura 1). Se denomina elucin a la

migracin de los componentes de la mezcla a lo largo de la fase estacionaria impulsados

por la mvil.

Existen otras clasificaciones para los distintos tipos de cromatografa:

(B) En funcin de la interaccin que se establece entre los componentes de la mezcla y

las fases mvil y estacionaria:

Cromatografa de adsorcin: se producen interacciones de tipo polar siendo la fase

estacionaria un slido.

Cromatografa de particin: la separacin se basa en las diferencias de solubilidad de

los componentes de la mezcla entre las dos fases siendo ambas lquidas. Cuando la fase

estacionaria es menos polar que la mvil se denomina cromatografa en fase inversa.

Cromatografa de intercambio inico: se producen intercambios entre iones presentes

en la fase estacionaria y los del compuesto orgnico solubilizado e ionizado en la fase

mvil.


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Figura 1. Elucin de los componentes de una mezcla

(C) En funcin del tipo de soporte empleado para la fase estacionaria:

Cromatografa en columna: utiliza como soporte una columna de vidrio.

Cromatografa en capa fina: el soporte es una placa de vidrio, aluminio o plstico.

La cromatografa se puede emplear para:

Conocer el nmero de componentes de una mezcla e identificarlos por comparacin con

patrones, a este tipo de cromatografa se le conoce como Cromatografa Analtica.

Separar mezclas de compuestos y como mtodo de purificacin, con este fin se le conoce

como Cromatografa Preparativa.

Cromatografa de adsorcin

La cromatografa de adsorcin emplea una fase estacionaria slida de carcter polar,

adsorbente y una fase mvil lquida, eluyente. Se utiliza tanto con fines analticos como

preparativos y la separacin de los componentes de la mezcla viene determinada por las

interacciones polares de los componentes de la misma con las fases estacionaria y mvil.

Por lo tanto, los compuestos ms difciles de separar mediante este tipo de cromatografa,

sern aquellos que tengan una polaridad muy similar.

Fase estacionaria: adsorbente


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Est constituida por un slido poroso, finamente granulado, con centros activos polares en

su superficie donde se adsorben las molculas de los compuestos que se van a

cromatografiar. Cuanto menor sea el tamao de partcula de este material mayor ser la

capacidad de adsorcin.

La adsorcin se debe a interacciones intermoleculares del tipo dipolo-dipolo, dipolo-dipolo

inducido o enlaces de hidrgeno entre el adsorbente y el soluto. El adsorbente ms utilizado

es la gel de slice (Figura 2) donde las interacciones tienen lugar entre los grupos SiOH y

SiOSi; tambin se emplea con relativa frecuencia almina (Al2O3).

Figura 2. Estructura del gel de slice e interacciones

con algunos compuestos polares

El adsorbente debe ser inerte con las sustancias a cromatografiar. La gel de slice presenta

carcter cido y la almina puede adquirirse con carcter neutro, cido o bsico.

Fase mvil: eluyente

Es un disolvente en el que los componentes de las mezcla son, al menos, parcialmente

solubles. Al aumentar la polaridad del disolvente aumenta la velocidad de elucin de los

compuestos de la mezcla. Se puede utilizar un nico disolvente o una mezcla de disolventes

e incluso llevar a cabo la elucin con un gradiente de polaridad aumentando

progresivamente la proporcin del disolvente ms polar.

Retencin

Las molculas de soluto S se adsorben en los centros polares de la fase estacionaria X y, a

medida que se produce la elucin, van siendo desplazadas por las molculas de disolvente/s

que constituyen la fase mvil M. La retencin de un soluto se puede justificar por la


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competencia que se establece entre S y M por adsorberse a los centros polares X, es decir,

depende de los valores de las constantes de los equilibrios:

X + S XS

X + M XM

que estn en funcin de:

La polaridad del compuesto a eluir que depende de sus grupos funcionales.

La naturaleza del adsorbente.

La naturaleza del disolvente.

Orden de polaridad de los compuestos orgnicos:

cidos carboxlicos > Fenoles > Alcoholes y Tioles > Aminas > steres > Aldehdos y

Cetonas > Hidrocarburos Aromticos > Hc. Halogenados > teres > Hc Insaturados >

Alcanos

Cuanto ms polar sea un compuesto mas se retendr en la fase estacionaria. Por ejemplo, se

retiene ms un alcohol que un hidrocarburo.

Orden de polaridad de los eluyentes ms habituales:

H2O > CH3-OH > (CH3)2CH-OH > CH3-CN > Dioxano > CH3COOEt > THF > CH2Cl2

(Cloruro de metileno) > CHCl3 (Cloroformo) > CCl4 (Tetracloruro de carbono) >

CH3(CH2)4CH3

Para un mismo compuesto, un aumento en la polaridad de la fase mvil hace que se

desplace con ms facilidad de la fase estacionaria. Por ejemplo, se eluir ms rapidamente

una amina en acetonitrilo que en hexano.

Para compuestos poco polares, que se retienen poco en el adsorbente, se utilizan eluyentes

apolares o poco polares como, por ejemplo, hexano. Para compuestos muy polares, que

quedan muy retenidos en el adsorbente, se emplean eluyentes muy polares como, por

ejemplo, metanol o mezclas metanol-diclorometano.


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Para compuestos de polaridad media se emplean eluyentes de polaridad intermedia y son

muy aconsejables en estos caso las mezclas en distintas proporciones de hexano acetato de

etilo

Cromatografa analtica en capa fina (CCF)

La fase estacionaria (adsorbente) se encuentra depositada, formando una capa fina de un

espesor uniforme sobre una placa de vidrio, plstico o una lmina metlica. La mezcla a

analizar se deposita con un capilar a una pequea distancia del borde inferior de la placa (3

mm) (Figura 3) y se introduce en una cubeta donde est la fase mvil (eluyente), que

ascender a lo largo de la capa por capilaridad eluyendo a los componentes de la mezcla a

distintas velocidades, lo que provoca su separacin (Figura 4). Cuando el frente del

disolvente se encuentra a 3 mm del borde superior, se saca la placa de la cubeta, se marca

hasta donde ha llegado el eluyente y se deja secar para, a continuacin, proceder al la

visualizacin de las manchas correspondientes a los productos cromatografiados.

Figura 3. Aplicacin de la muestra. Figura 4. Desarrollo de la placa

Determinacin del Rf

Se conoce como Rf (rate factor) la relacin entre las distancias recorridas por un

compuesto y por el disolvente desde el origen del cromatograma.


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Rf = Distancia recorrida por el compuesto/ Distancia recorrida por el disolvente

Cada compuesto en unas condiciones cromatogrficas determinadas: adsorbente,

disolvente, temperatura, etc., tiene un valor constante y caracterstico de Rf. Sin embargo,

solo se pueden establecer comparaciones entre los Rf de dos compuestos cuando los dos se

eluyan juntos en la misma placa. La distancia recorrida por el compuesto se mide desde el

centro de la mancha (Figura 5).

Figura 5.- Determinacin del Rf de dos compuestos A y B.

Visualizacin del Cromatograma

Con luz UV (ultravioleta). Las placas suelen llevar incorporado un indicador fluorescente que absorbe luz UV y emite luz visible, generalmente verde. Cuando se

cromatografan sustancias que absorben en el UV donde se encuentra el compuesto

no absorbe el indicador y como resultado vemos una mancha que indica su

presencia.

Con un agente revelador. Se emplea cuando las sustancias no absorben radiacin UV. El revelador reacciona con los productos absorbidos dando lugar a compuestos

coloreados y por tanto se utilizar uno u otro en funcin del compuesto que se

quiera visualizar. Algunos ejemplos: H2SO4 concentrado en etanol para azcares,

ninhidrina para aminocidos y yodo para compuestos insaturados y aromticos.

Aplicaciones de la CCF

La CCF es una tcnica cualitativa muy utilizada en los laboratorios de Qumica Orgnica

para:


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Determinar el nmero de componentes de una muestra: Precaucin si solo hay una mancha muy retenida o aparece junto al frente del disolvente hay que probar otro

eluyente (Figura 6).

Figura 6.- Separacin de dos componentes A y B de una mezcla. (a) Eluyente poco polar

(b) Eluyente de polaridad adecuada (c) Eluyente muy polar

Comprobar la pureza de un compuesto: aparecer una sola mancha. Se debe comprobar que solo hay una mancha utilizando distintos eluyentes.

Determinar la identidad de dos compuestos: Hay que tener precaucin, pues valores deRf iguales (o prcticamente iguales) para dos compuestos en una misma placa no

garantizan inequvocamente su identidad. En la misma placa hay que cromatografiar

una mezcla de los compuestos cuya identidad se quiere comprobar (Figura 7).

Seguir la evolucin de una reaccin: cada cierto tiempo se cromatografan en una

misma placa los reactivos y la mezcla de reaccin (Figura 8).

Figura 7. Comprobacin de la no identidad de dos compuestos A y B. M, Mezcla de ambos.


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Determinar el disolvente ms apropiado para llevar a cabo una separacin mediante una cromatografa preparativa (en columna o en placa).

Seguir el progreso de una cromatografa en columna (CC).

Cromatografa en columna (CC)

Es el mtodo ms utilizado para la separacin y purificacin de compuestos orgnicos,

slidos o lquidos, a escala preparativa. La fase estacionaria (adsorbente) se coloca en una

columna de vidrio que termina en un estrechamiento con una llave y se impregna con el

eluyente (fase mvil). La mezcla a separar se deposita en la parte superior de la columna y

la fase mvil atraviesa el sistema (Figura 9). Los compuestos se van eluyendo disueltos en

el eluyente, se van recogiendo ordenadamente en fracciones de pequeo volumen (1,2,.....)

y se analizan por CCF (Figura 8). Los productos van saliendo de la columna segn su

polaridad, primero salen los menos polares que son los menos retenidos por el adsorbente y

los ltimos los ms polares por su mayor retencin en la fase estacionaria. El adsorbente

ms utilizado para este tipo de cromatografa es la gel de slice y en segundo lugar la

almina. El tamao de partcula del adsorbente es importante para la separacin y su

eleccin depende en gran medida de que la elucin de la cromatografa se realice por

gravedad o a media presin (flash chromatography). En una elucin a media presin se

pueden emplear tamaos de partcula ms pequeos, que permiten una separacin ms

eficaz. Sin embargo, en una elucin por gravedad el uso de tamaos de partcula pequeos

impediran el flujo del disolvente. Antes de realizar una separacin en cromatografa de

columna hay que elegir adecuadamente el disolvente haciendo ensayos en CCF.

Figura 8. Evolucin de una reaccin entre dos compuestos A y B (reactivos) para dar lugar a un compuesto C. Mezcla de reaccin = MR.


- 22 -

Figura 9.- Esquema de montaje de una

Cromatografa en Columna

3..SECCIN EXPERIMENTAL

EXTRACCION

3.1 Material y equipo para la extraccin 3.1.2 Reactivos

1 Propipeta (jeringa) cido benzico

1 Matraz erlenmeyer de 125 mL. Solucin de NaOH 0.1 N

3 Pipetas graduadas de 1mL (1), 5mL (2) y 10mL (1) Acetanilida

2 Vasos de precipitados de 100 mL HCl conc.

1 Soporte universal Cloruro de Metileno

1 Pinza de tres dedos con nuez

Equipo para medir el punto de fusin

Balanza granataria y analtica

3.1.1 Procedimiento experimental

Separacin de una mezcla de cido benzico-acetanilida (1:1) por extraccin slido-

lquido

1. Agregar 0.5 g de la mezcla en un matraz erlenmeyer de 125 mL.

2. Calcular el volumen de NaOH 0.1 N necesario para que reaccione completamente el

cido benzico.

3. Adicionar el volumen calculado de NaOH 0.1 N al matraz erlenmeyer y agitar

vigorosamente.


- 23 -

4. Filtrar con papel filtro para separar el slido que no se disolvi.

5. Regresar el slido retenido en el papel filtro al matraz y extraer una vez ms con igual

volumen de NaOH.

6. Filtrar, recibiendo el lquido en el mismo recipiente donde se tiene el primer filtrado.

7. Adicionar HCl concentrado al filtrado hasta llegar a pH = 2.

8. Separar el slido precipitado por filtracin (en un papel previamente pesado).

9. Dejar secar el slido obtenido, pesarlo y calcular el % de rendiniento de la reaccin.

10. Medir el punto de punto de fusin del producto.

CROMATOGRAFIA

3.2.1. Materiales

1 Soporte universal 1 Vaso de precipitados de 100 mL

2 Pinzas de tres dedos con nuez 1 Pipeta de 1 mL

1 Bureta de 25 mL 3 Matraces erlenmeyer

1 Probeta de 100 mL 4 Tubos de ensaye de 5 mL

1 Placa cromatogrfica de gel de slice

sobre alumninio de 2 x 5 cm

1 Cubeta para cromatografa o un vaso de

precipitdos de 50 mL y un vidrio de reloj

1 Embudo pequeo 1 Varilla de vidrio de 15 cm

3.2.2, Sustancias

1 g Arena Algodn

5 g Silica gel 100 mL Etanol 96

5 mL Hexano 5 mL Acetato de etilo

5 mL Metanol 5 mL Agua destilada

5 mL Acetona 5 mL Trietilamina

20 mg Violeta cristal 20 mg Anaranjado de metilo


- 24 -

3.3. Determinacin del eluyente apropiado para separar una mezcla de violeta cristal

(VC) y anaranjado de metilo(AM).

3.3.1. Preparacin de la cromatoplaca.

Se marca una lnea recta sobre la placa coromatogrfica con lpiz, a 3-5 mm del borde

inferior mas corto, debe cuidarse de no estropear la superficie. Se disuelve un cristal de VC

en 1 mL de etanol (disolucin de V), un cristal de anaranjado de metilo en 1 mL de etanol

(disolucin de A) y un cristal de cada uno de ellos en 2 mL de etanol (M). Se tienen tres

disoluciones: V, A y M. Se introduce un tubo capilar en la disolucin V, tomando una

pequea cantidad de la misma y por su extremo se coloca en la placa de cromatografa,

sobre la lnea de origen, a unos 2 mm del borde izquierdo de la placa. A la misma altura y a

unos 2 mm del borde derecho se coloca con otro capilar una mancha de la solucin A y en

la parte central de la placa una mancha de la solucin M de nuevo con un capilar diferente

(Cuidado, no confundir los capilares de cada disolucin!). Se puede utilizar el mismo

capilar para hacer la aplicacin, siempre y cuando se lave con etanol agua 1:1 antes de

volver a usarse (ver Figuras 3 y 4).

3.3.2 Elucin de la cromatoplaca.

Las aplicaciones (manchas) se dejan secar y se introducen en el interior de una cubeta de

cromatografa conteniendo de 3-5 mL del disolvente a probar, de modo que el disolvente no

toque la zona en la que se encuentran las aplicaciones (Figura 4). Se tapa la cubeta y

cuando el disolvente ha ascendido a alcanzar 5 mm del borde superior se saca la placa y se

marca, con lpiz, el nivel del disolvente en un extremo de la misma. Es importante que

mientras dure la elucin, el sistema permanezca sin perturbaciones. Se deja secar y se

miden las distancias recorridas por el frente del disolvente y para cada aplicacin para

calcular el valor de Rf ( Figura 5). Los eluyentes a probar son: cloroformo, acetato de etilo,

etanol, agua, metanol, y etanol-trietilamina en una proporcin 9:1. Un equipo puede utilizar

un eluyente diferente y despus comparar todos los cromatogramas.


- 25 -

A partir de los resultados obtenidos, seleccionar el eluyente ms adecuado o la combinacin

de eluyentes adecuada para separar la mezcla de colorantes VC y AM. Haga el anlisis de

los resultados y seleccione el eluyente ms adecuado para esta separacin.

3.3.3 Separacin por cromatografa en columna de una mezcla de VC y AM.

3.3.3.1 Preparacin de la columna y de la muestra.

Se sujeta la columna, en posicin vertical, a un soporte utilizando dos pinzas: una cerca de

la llave y otra en la parte superior y se introduce un pequeo copo de algodn en su

extremo inferior sin apretar y luego 1 cm aproximadamente ade arena o tierra de

diatomceas.. Se coloca un erlenmeyer debajo de la columna y un embudo en la parte

superior (Figura 9).

En un vaso de precipitados se prepara una suspensin con 5g de gel de slice (adsorbente) y

50 mL del eluyente seleccionado. Se aade un poco de etanol a la columna y luego se vierte

la suspensin previamente preparada en su interior. Se abre la llave, se golpean suavemente

las paredes de la columna mientras dura la sedimentacin del adsorbente para que este se

compacte adecuadamente procurando que no se formen burbujas y evitando que se seque la

gel de slice. El eluyente que se va recogiendo de la columna se incorpora al vaso donde se

prepar la suspensin adsorbente-eluyente para as recuperar la gel de slice que hubiera

podido quedar y se transvasa todo de nuevo a la columna.

3.3.3.2 Elucin de la columna

Se deja que el eluyente baje hasta una altura sobre el adsorbente de 1-2 mm, se cierra la

llave de la columna se quita el embudo y con una pipeta se aade cuidadosamente 1 mL de

una solucin preparada de violeta cristal y naranja de metilo en etanol. Se abre la llave de la

columna para que esta disolucin quede inmersa en la gel de slice y se vuelve a cerrar

cuando la disolucin de colorantes alcanza una altura de 1 mm sobre el adsorbente.

Se aade con una pipeta 0.5 mL del eluyente con mucho cuidado y muy lentamente para no

perturbar el frente de la columna. A continuacin, se abre la llave y de deja que el nivel del

eluyente alcance 1 mm por encima del adsorbente. Se coloca un copo de algodn sobre la

superficie de adsorbente y se aaden 5 mL del eluyente, se abre la llave y se contina


- 26 -

aadiendo eluyente para desarrollar la columna hasta que se recoja el primer colorante.

Despus se utiliza una mezcla de disolventes: etanol/trietilamina en proporcin 9:1 como

eluyente para el segundo colorante ( Figura 10).

Figura 10.- Esquema de separacin de dos componentes por Cromatografa en Columna

3.4. Instrucciones Particulares

No permitir que el nivel del lquido eluyente sobrepase el nivel de la fase mvil (slica)

durante todo el proceso.


4.1 A partir de los resultados obtenidos por CCF:

4.1.1 Dibuje todos los cromatogramas obtenidos.

4.1.2 Calcule el Rf para cada compuesto.

4.1.3 Cul de los dos colorantes es el compuesto ms polar?

4.1.4 Cul es el disolvente ms adecuado para esta separacin?

4.1.5 Sera adecuado utilizar metanol en esta separacin?

4.2 A partir de los resultados obtenidos por CC:

4.2.1 Haga seis dibujos que muestren el desarrollo de la columna durante el transcurso del

experimento.

4.2.2 Se separaron los colorantes de acuerdo con lo previsto por CCF? Explique.

4.2.3 Cul es la funcin de aadir trietilamina al etanol para eluir al segundo colorante?

Explique.


- 27 -

4.2.4 Qu ventajas tiene la CC con respecto a la CCF?

4.2.5 Que esperara si se utiliza una slica gel de menor tamao de partcula (mayor

mallaje)?

5. CONCLUSIONES

Los integrantes de equipo, analizaran su informacin prctica con la teora y concluirn

sobre el resultado de su practica

6. CUESTIONARIO

5.1. Por qu los derivados halogenados suben ms que los alcoholes en una cromatografa

encapa fina?

5.2. Al cambiar un eluyente menos polar por otro ms polar cmo se afecta la velocidad de

elucin de un alcohol? y la de una cetona?

5.3. El valor del Rf depende del adsorbente utilizado? y del eluyente?

5.4. Sugerir un ensayo para determinar la pureza de un compuesto por CCF

5.5. Investigue las estructuras qumicas y los usos de los colorantes VC y AM, a qu grupo

genrico pertenecen c/u?

5.6. Investigue cinco referencias bibliogrficas sobre cromatografa existentes en la

biblioteca de UPIBI y ctelas.

7.- BIBLIOGRAFA

7.1 Manual de prcticas de laboratorio de qumica orgnica, Departamento de qumica

orgnica, Facultad de Farmacia, Universidad de Alcal, Espaa:

www2.uah.es/quimica-organica/docencia/

7.2 Harris, C. Daniel, Anlisis qumico cuantitativo, 2 Edicin, Ed. Revert, 2001, p.

628.

7.3 Douglas A. Skoog, F. James Holler, and Timothy A. Niewman, Principios de

anlisis instrumental, Quinta ed. 1992, Ed. Mc Graw Hill.

8. BIBLIOGRAFIA ADICIONALES.


- 28 -

PRCTICA No. 3

PROPIEDADES QUIMICAS DE HALOGENUROS DE ALQUILO Y

ALCOHOLES

1. OBJETIVOS

Que el alumno:

1.1. distinga los hidrocarburos: alcanos, alquenos y aromticos, mediante reacciones

qumicas,

1.2.Identifique halogenuros de alquilo, mediante reacciones qumicas especficas.

1.3.Identifique los alcoholes, mediante reacciones qumicas especficas.

1.4.Compare halogenuros de alquilo y alcoholes mediante sus propiedades fsicas y

qumicas.

2. INTRODUCCIN

Halogenuros de alquilo

Los compuestos orgnicos halogenados pueden ser considerados como derivados de

los hidrocarburos (por la sustitucin de uno o ms hidrgenos por un halgeno).

De acuerdo a sus caractersticas qumicas, se pueden clasificar en las siguientes categoras.

Halogenuros

Alquilo

XCHR2

CH2CH XCH2

CH2 X

R X

R3 C XTerciarios

Secundarios

Primarios

Benclicos

Allicos

X

CH2 CH XVinilo

Arilo

Los halogenuros de alquilo son en general molculas relativamente reactivas y sufren

reacciones de sustitucin y eliminacin. Los halogenuros de arilo y de vinilo generalmente


- 29 -

son inertes a las reacciones de sustitucin y eliminacin debido a la influencia que ejercen

las insaturaciones sobre el enlace carbono halgeno de estos compuestos. El enlace CX es

un enlace muy polarizado que conduce a la asociacin de las molculas por atraccin de

dipolos permanentes. En los alcoholes las asociaciones atractivas entre molculas ocurren

por enlaces del tipo puente de hidrgeno (un tipo particular de interaccin dipolo-dipolo),

lo que ocasiona que los puntos de ebullicin de los halogenuros de alquilo sean ms bajos

que los alcoholes correspondientes

La reaccin principal de los R-X es la sustitucin nucleoflica, las reacciones de los

halogenuros de alquilo primarios usualmente sigue un mecanismo SN2 (substitucin

nucleoflica de segundo orden) y sus reactividades relativas presentan el siguiente orden:

metlico >> primario > secundario. En muchas reacciones tpicas que se efectan por este

mecanismo la velocidad de reaccin para el Me-X puede ser de 10 a 20 veces ms rpida

que para su anlogo de etilo (Et-X). Este tipo de reaccin se evidenciar en esta prctica con

el reactivo de KI en acetona.

Las reacciones de los derivados terciarios siguen un mecanismo del tipo SN1

(sustitucin nucleoflica unimolecular): el paso determinante de la reaccin es el

rompimiento heteroltico del enlace carbono-halgeno para formar el intermediario

(carbocatin). Los halogenuros de alquilo secundarios pueden reaccionar por mecanismos

del tipo SN1 y SN2 o un hbrido de ambos, esto depender de las condiciones de reaccin.

El proceso SN2 se ve favorecido por nuclefilos fuertes, alta concentracin del reactivo y

solventes poco polares. El mecanismo SN1 es favorecido por nuclefilos dbiles y baja

concentracin, y especialmente en solventes altamente polares.

Hidrocarburos

Los hidrocarburos pueden clasificarse bsicamente en tres tipos: a) los saturados que

incluyen alcanos y los cicloalcanos, b) los insaturados dentro de los que se encuentran los

alquenos (olefinas) y los alquinos (acetilenos), c) los aromticos.

Los alcanos y cicloalcanos son prcticamente inertes desde el punto de vista qumico,

a causa de esta baja reactividad, se les denomina parafinas (compuestos de poca afinidad).

No existen pruebas qumicas simples para identificar a los hidrocarburos saturados, estos


- 30 -

deben en general ser detectados indirectamente al dar negativas las pruebas qumicas de

insaturacin o aromaticidad. Para el caso de los alquenos, cicloalquenos y alquinos, la

presencia de insaturaciones se puede confirmar por medio de reacciones de cis-

hidroxilacin, con una solucin acuosa de permanganato de potasio (prueba de Baeyer) y

por la adicin de una molcula de Br2, entre otras pruebas. Casi todos los alquenos y

alquinos reaccionan con estos reactivos. El nmero de dobles enlaces se puede determinar

cuantitativamente si se mide la cantidad de bromo consumido.

Prueba de Baeyer:

R R

R R

R R

R ROH OH

+ 2 KMnO4 + 2 MnO2 + 2 KOH

Los alquenos son fcilmente oxidados por ciertos reactivos, incluyendo

permanganato de potasio acuoso. El producto orgnico depende de las condiciones de

reaccin, la cis-hidroxilacin se favorece bajo condiciones suaves y el rompimiento a un

cido dicarboxlico se favorece bajo condiciones ms vigorosas:

La prueba de permanganato de Baeyer es ms selectiva que la reaccin con Bromo;

sin embargo, tambin presenta sus limitantes, puesto que casi todas las molculas que se

pueden oxidar, como los aldehdos y fenoles, dan positiva esta reaccin. Afortunadamente,

los dos procesos son complementarios, se recomienda realizar primero la prueba de Baeyer

y si es positiva, continuar con la prueba del bromo. Los alquenos y los alquinos son los

nicos hidrocarburos que son solubles en cido sulfrico fro.

Adicin de Br2

R R

R R

R Br

R RBr R

R Br

R RBrBr

+ Br2CCl4

+-


- 31 -

La excepcin a la reaccin del bromo son aquellas molculas que contienen grupos

fuertemente atractores de electrones cerca del enlace mltiple; otra complicacin de esta

prueba es la tendencia de los enlaces C-H adyacentes al doble enlace a reaccionar con el

bromo a travs de una reaccin de sustitucin (va radicales libres) que produce la

formacin de cido bromhdrico. Estas reacciones de sustitucin se pueden detectar por la

formacin de niebla cida, cuando se sopla en la parte superior del tubo de reaccin.

Por otro lado, los compuestos aromticos constituyen una familia de especies

qumicas muy extensa y variada; todos sus integrantes guardan una estrecha relacin con el

benceno, miembro ms sencillo del grupo de los hidrocarburos aromticos. La presencia de

la estructura electrnica aromtica, estabilizada por la deslocalizacin de los electrones pi,

les confiere un comportamiento qumico singular si se les compara con otras especies

anlogas. Los compuestos aromticos no sufren las reacciones tpicas de alquenos. Sin

embargo, distan de ser inertes y en condiciones adecuadas, experimentan fcilmente

reacciones de sustitucin electroflica aromtica (reacciones en las que un electrfilo

sustituye a uno de los hidrgenos del anillo aromtico).

Alcoholes

Los alcoholes son derivados de los hidrocarburos saturados o insaturados a los que se

les ha reemplazado un tomo de hidrgeno por un grupo hidroxilo (-OH). La qumica de los

alcoholes tambin dependen del tipo de grupo R al que est unido el OH, con base en esto se

les puede clasificar en las siguientres especies: alqulicas, arlicas, vinlicas y benclicas.

Los alcoholes alqulicos pueden ser: primarios (RCH2OH), secundarios (R2-CH-OH),

terciarios (R3C-OH) y allicos (CH2=CH2-CH2-OH). Si el OH est unido directamente a un

doble enlace se denomina vinlico. Los alcoholes reaccionan como cidos con bases fuertes,

sin embargo tambin pueden comportarse como bases con cidos fuertes o de Lewis.

Las principales reacciones qumicas de los alcoholes involucran la ruptura heteroltica

de la unin C-OH por lo que pueden sufrir reacciones de sustitucin o eliminacin de

manera anloga a los halogenuros de alquilo.

Algunas de las reacciones caractersticas de los alcoholes permiten distinguir

alcoholes primarios y secundarios de los alcoholes terciarios. La prueba de Lucas


- 32 -

proporciona cierta informacin de la estructura del alcohol, puesto que se basa en la

conversin del alcohol al cloruro de alquilo correspondiente (insoluble en agua). La

facilidad de dicha reaccin depende de la estabilidad del carbocatin que se forma y

permite diferenciar los alcoholes primarios y secundarios de los terciarios. Los alcoholes

allicos se comportan como los terciarios (puesto que pueden estabilizar la carga del catin

por deslocalizacin).

Si el grupo -OH est unido a un anillo aromtico los compuestos se denominan

fenoles. El efecto que el grupo hidroxilo ejerce sobre la molcula es el de proporcionar una

polaridad considerable, les permite asociarse por medio de enlaces por puente de

hidrgeno, presentan adems caractersticas hidroflicas (afinidad por el agua) y les

confiere propiedades cidas (ej. fenoles). Sus puntos de ebullicin y de fusin son ms altos

que los de los alcanos y alquenos correspondientes debido a las fuerzas de atraccin que se

presentan entre los hidroxilos.

Por otro lado, los fenoles poseen dos grupos funcionales importantes: el anillo

bencnico y el grupo hidroxilo, por lo que las propiedades qumicas de estos compuestos

incluyen las caractersticas de ambos. El protn del grupo hidroxilo aromtico es ms cido

que el protn de los alcoholes alifticos, as mismo el anillo bencnico es ms susceptible al

ataque por reactivos electroflicos. Dos de las reacciones qumicas que permiten identificar

en forma rpida un fenol es su reaccin con lcalis y su reaccin con cloruro frrico.

Muchos fenoles y algunos compuestos relacionados (enoles) forman complejos de

coordinacin con el in frrico de colores rojos, azules, prpuras o verdes.

3. SECCIN EXPERIMENTAL.

3.1 Materiales

20 Tubos de ensayo 1 Gradilla

3 Pipetas de 5 mL 1 Parrilla de calentamiento

1 Bao mara


- 33 -

3.2 Reactivos

3.2.1. Halogenuros de alquilo

Sustancias de prueba: clorobenceno,

cloruro de bencilo, diclorometano, cloruro de t-butilo y

cloruro de sec-butilo

Solucin de nitrato de plata

en etanol al 2%

KI al 15% en acetona Solucin cido ntrico

diluido (1:20)

3.2.2. Hidrocarburos

Acetona Solucin de Br2 en CCl4 al

3%

Sustancias de prueba: Ciclohexano, ciclohexeno,

aceite comestible, benceno y tolueno.

Tetracloruro de carbono

Solucin de KMnO4 al 1% -Solucin acuosa de Br2 al

3%

3.2.3. Alcoholes

Reactivo de Lucas solucin acuosa de cloruro

frrico al 3%

Sustancias de prueba: metanol, n-butanol, t-butanol, sec-

butanol, fenol y resorcinol

Sodio metlico

Reactivo de Lucas: Enfriar 21 mL de HCl concentrado y adicionar 27.2 g de ZnCl2

anhidro, agitar hasta disolucin y colocarla a temperatura ambiente.

3.3 Procedimiento experimental

3.3.1. Propiedades Qumicas de los halogenuros

3.3.1.1 Reaccin con nitrato de plata.

-Se colocan en diferentes tubos de ensayo 0.2 mL de los siguientes halogenuros:

clorobenceno, cloruro de bencilo, diclorometano, cloruro de t-butilo y cloruro de sec-

butilo. Rotular cada tubo previamente.


- 34 -

-Adicionar 1 mL de una solucin etanlica de AgNO3 al 2%, agitar y dejar en reposo los

tubos bien tapados.

-Se tiene una prueba positiva si se presenta un precipitado del haluro de plata (blanco)

dentro de los primeros cinco minutos. Si no se presenta reaccin en este tiempo, abrir los

tubos y calentar ligeramente en bao mara, hasta que la solucin empiece a ebullir,

durante dos minutos. Anotar sus observaciones.

-Si se forma un precipitado, ya sea a temperatura ambiente o por calentamiento, verifique

que se trata del haluro de plata y no de una sal de plata proveniente de un cido orgnico,

adicionar 1 gotas de cido ntrico diluido. Las sales de plata se disuelven, el haluro de

plata no.

3.3.1.2 Reaccin con yoduro de potasio.

-Se colocan en diferentes tubos de ensayo 0.2 mL de los halogenuros probados en el

procedimiento anterior.

-Adicionar 1 mL de una solucin de KI al 15% en acetona, agitar y dejar reposar.

-Se obtiene una prueba positiva cuando se presenta un precipitado blanco dentro de los

primeros cinco minutos. Si no ocurre la reaccin, calentar los tubos en bao de agua a

50, despus de cinco minutos enfriar a temperatura ambiente. Anotar las observaciones.

3.3.2. Reacciones Qumicas de Insaturacin.

3.3.2.1 Prueba de Permanganato o de Baeyer.

Colocar en un tubo de ensayo 3 gotas del lquido (30 mg del slido) a probar ms 1

mL de acetona. Adicionar unas gotas de solucin acuosa de permanganato de potasio al

1%, agitar vigorosamente y observar el tubo. Se tendr una prueba positiva cuando en el

lapso de 1 minuto se pierda el color prpura y se forme un precipitado caf insoluble.

3.3.2.2 Prueba de Bromo en Solucin Orgnica.

En un tubo de ensayo colocar 3 gotas del lquido (o 30 mg del slido) a probar,

adicionar 1 mL de tetracloruro de carbono y de 5 a 6 gotas de una solucin de bromo al 3%


- 35 -

en tetracloruro de carbono y agitar. La desaparicin del color proporciona una prueba

positiva, exponer el tubo a la luz y observar si existe la aparicin de niebla en la parte

superior del lquido.

NOTA: Todos los experimentos anteriores hacerlos con ciclohexano, ciclohexeno, aceite

comestible, benceno y tolueno.

3.3.3. Propiedades Qumicas de Alcoholes y Fenoles.

3.3.3.1 Propiedades cidas.

-Se colocan en un tubo de ensaye 1.0 mL de etanol y en otro tubo de ensaye 1.0 mL de t-

butanol.

-A cada tubo se le aade un trozo muy pequeo de sodio metlico.

-Observe y tome el tiempo que tarda en llevarse a cabo cada reaccin.

-Una vez terminada la reaccin, vace el contenido de cada tubo en sendos vidrios de reloj,

deje que se evapore el disolvente.

-Aada 1 mL de agua destilada y mida el pH con papel indicador.

3.3.3.2 Prueba de Lucas.

-Se colocan en un tubo de ensaye 1.5 mL del reactivo de Lucas

-Se adicionan 5 gotas del alcohol a analizar (n-butanol, t-butanol y sec-butanol), se agita

vigorosamente y se deja reposar.

-Se anota el tiempo requerido para la formacin del cloruro de alquilo, que aparece como

una capa insoluble o una emulsin. Los alcoholes terciarios presentan una separacin de

fases inmediata, los secundarios requieren cerca de 5 minutos para reaccionar y los

primarios aproximadamente una hora.

3.3.3.3 Reaccin del Complejo Frrico.

-Se colocan aproximadamente 10 mg (fenol, resorcinol y n-butanol) de la sustancia a

analizar en un tubo de ensayo y se disuelve en 2 mL de etanol.


- 36 -

-Se adicionan unas gotas de solucin acuosa de cloruro frrico al 3%, y se agita

vigorosamente.

-Se compara el color de la solucin con un tubo testigo al que solo se le debe agregar etanol

y el cloruro frrico. Anotar sus observaciones.

3.4. INSTRUCCIONES PARTICULARES.

3.4.1 Varios de los reactivos utilizados en esta prctica son txicos, el bromo puede adems

causar quemaduras.

3.4.2 Manejar las soluciones con especial cuidado y en la campana de extraccin.

3.4.3 Las pruebas qumicas se realizarn con pequeas cantidades que pueden ser

manejadas fcilmente en frascos de reactivos por lo que la posibilidad de inhalacin es

mnima.

3.4.4 Manejar los reactivos en una rea ventilada y con precaucin, puesto que a los

hidrocarburos aromticos se consideran txicos y carcingenos.

3.4.5 Los compuestos fenlicos en estado puro o soluciones concentradas son txicos y

causan quemaduras, evite el contacto con la piel.

3.4.6 Evitar la inhalacin de los vapores de los halogenuros de alquilo que se producen en

la prueba de Lucas. Recuerde que son txicos.

3.4.7 La solucin de FeCl3 3% debe prepararse el da de la prctica.


4.1. Complete la siguiente tabla en base a reactividad observada de los Halogenuros

Compuesto Reacciones Tipo de halogenuro

AgNO3 KI

T. amb. calor T. amb. calor

Diclorometano

Clorobenceno


- 37 -

Cloruro de bencilo

Cloruro de ter-butilo

Cloruro de sec-butilo

4.1.2. Escriba las ecuaciones qumicas que representen la reactividad observada.

4.1.3. Discuta la reactividad observada de los diferentes tipos de halogenuros probados con

AgNO3 y KI.

4.1.4. Comente la reactividad en funcin del tipo de halogenuro empleado. Explique.

4.2. Reacciones Qumicas de Insaturacin

Nombre del REACCIONES

Compuesto Br2/CCl4 KMnO4

Ciclohexano

Ciclohexeno

Aceite comestible

Benceno

Tolueno

4.2.1 Escriba las ecuaciones qumicas que representen la reactividad observada.

4.2.2 Discuta la reactividad observada de los alcanos, los alquenos y los hidrocarburos

aromticos con Br2/CCl4 y con KMnO4.

4.3. Reacciones Qumicas de Alcoholes y Fenoles

Propiedades cidas

Compuesto Tiempo de reaccin (Observaciones)

metanol

t-butanol

Prueba de Lucas

n-butanol


- 38 -

t-butanol

sec-butanol

Reaccin con FeCl3

Compuesto Observaciones

Fenol

n-butanol

Resorcinol

4.3.2. Escriba las ecuaciones qumicas que representen la reactividad observada.

4.3.3. Discuta la reactividad observada de los alcoholes con sodio y con ZnCl2 (reactivo

de Lucas). Comente el porqu los alcoholes no reaccionan como cidos con

hidrxido de sodio.

4.3.4. Comente la reactividad en funcin del tipo de alcohol empleado. Explique.

5. CONCLUSIONES

Los integrantes de equipo, analizaran su informacin prctica con la teora y concluirn sobre el resultado de su practica

6. CUESTIONARIO

6.1. Describa el mecanismo de reaccin de un halogenuro de alquilo con AgNO3.

6.2. Describa el mecanismo de reaccin de un halogenuro de alquilo con KI.

6.3. Escriba el mecanismo general para una reaccin de eliminacin E1 y E2.

6.4. Describa el mecanismo de reaccin de los alcoholes en la reaccin de substitucin

nucleoflica con el reactivo de Lucas. Explique a partir de esto la diferencia en la velocidad

de reaccin de los alcoholes probados.

6.5. Qu prueba qumica utilizara para diferenciar entre: 1-butanol y terbutanol, fenol y

alcohol undeclico, 1-butanol y cloruro de butilo? Explique su respuesta.


- 39 -

6.6. Investigue cules de los siguientes hidrocarburos son saturados y cuales insaturados,

seale que tipo de pruebas le permiten diferenciarlos: Pineno, Aceite de parafina, Gasolina

y Ciclohexano.

Hidrocarburo saturado insaturado Prueba(s) qumica (s)

Pineno

Aceite de parafina

Gasolina

Ciclohexano

6.7. Qu alqueno es el producto principal cuando cada uno de los siguientes alcoholes son

deshidratados con cido? Escriba las estructuras: a) 2-metil-2-butanol; b) 3-metil-2-butanol.

7. BIBLIOGRAFA.

7.1 Fessenden R. J., y Fessenden J.S., Qumica Orgnica. Grupo Editorial

Interamericano(1983).

7.2 Solomons. T. W. G., Qumica Orgnica, Ed. Limusa, (1983).

7.3 Wingrove, A. S. y Caret, R. L., Qumica Orgnica, Harla, (1984).6.4. Hart, H. and

Schuetz, R. D., Organic Chemistry, Hounghton Mifflin Company (1986).

7.4 Shriner, R. L., Fuson, R.C., and Curtin, D., Systematic Identification of Organic

Compounds, John Wiley and Sons, (1964).

7.5 Wilcox, C. F., Experimental Oraganic Chemistry, A Small Scale Aproach., Mc.

Millan Jr. (1988).

7.6 Wilcox, C.F., Experimental Organic Chemistry. A Small Scale Aproach, M. Millan

Jr. (1983).

7.7 Vogel, A.I., Elementary PRCTICAl Organic Chemistry part I. Small Scale

Preparations, Longmono (1978).

7.8 Pine, S. H. Hendrickson, J. B. Craw, D. J. y Hammond, G. S., Qumica Orgnica,

Ed. Mc. Graw Hill (1985).

8. BIBLIOGRAFIA ADICIONAL


- 40 -

PRACTICA No. 4

MEDICION DE LA DENSIDAD, INDICE DE REFRACCION Y PUNTO DE

EBULLICION DE SERIE HOMOLOGA DE HIDROCARBUROS ALIFATICOS

(C6,C8,C10 y C12)

1. OBJETIVOS:

Que el alumno:

-Determine la densidad de la serie homologa de alcanos

-Discuta a partir de los resultados experimentales, algunas propiedades fisicoquiicas de

alcanos

-Analize, si la densidad se puede utilizar como criterio para establecer la pureza de un

lquido.

-Determine el ndice de refraccin de hexano, octano, decano, dodecano

-Determine el punto de ebullicin como criterio de pureza e identidad de substancias

qumicas.

2. INTRODUCCION

La densidad de los lquidos se mide de una manera similar a como se midi la densidad de

los slidos. En este caso tambin se emplearn tres mtodos: el del picnmetro, el de la

probeta y el del principio de Arqumedes. Es necesario tener en cuenta la temperatura

porque sta influye en el valor de la densidad: a medida que aumenta la temperatura, la

densidad del lquido se hace ligeramente menor. Por qu?

Un picnmetro (figura 1) es un pequeo frasco de vidrio de volumen exacto y conocido

(Vp). Se pesa vaco (wp), luego se llena completamente (includo el capilar) con el lquido

cuya densidad se desea determinar y finalmente se pesa (wpl). Con estos datos se puede

calcular la densidad del lquido:

(1)


- 41 -

Soluciones Una solucin es una mezcla homognea de dos o ms componentes. A aqul

componente que se encuentra en mayor cantidad se conviene en llamarlo solvente y a los

dems solutos. Cuando uno de los componentes es el agua, entonces la solucin se

denomina acuosa y el solvente es el agua. Cuando la solucin tiene nicamente dos

componentes se llama binaria.

Figura 1. Picnmetro

La concentracin de un soluto en una solucin es la cantidad relativa del soluto con

respecto a una determinada cantidad de solvente o de solucin. Una de las formas ms

usadas para expresar la concentracin es el porcentaje peso a peso que se calcula como:

Porcentaje p/p = (2)

As por ejemplo, una solucin de NaCl de concentracin 2.5% p/p indica que por cada

100 g de la solucin hay 2.5 g de NaCl. La densidad de una solucin acuosa se mide del

mismo modo como se mide la densidad de un lquido puro. El sentido de la vista es en

extremo importante para el hombre en la observacin , ya que proporciona una gran parte

de informacin en torno al mundo. Cuando la luz pasa de un medio a otro, parte de la luz

incidente se refleja en la frontera. El resto pasa al nuevo medio. Si un rayo de luz incide a

cierto ngulo respecto de la superficie(no perpendicularmente), el rayo se desva cuando

entra al nuevo medio. Esta desviacin se denomina refraccin. La figura 2 muestra un rayo

que pasa de un medio a otro. El ngulo 1 es el ngulo de incidencia y es el ngulo de

refraccin. El rayo se desva hacia la normal cuando entra al lquido, esto siempre sucede

cuando el resto entra en un medio en el que la velocidad de luz es menor que en el aire.


- 42 -

La refraccin es la causa de varias ilusiones pticas comunes. Por ejemplo una persona

que permanece en pie en aguas pocos profundas parece como si tuviera piernas mas cortas.

El ngulo de refraccin depende de la velocidad de la luz en los dos medios as como el

ngulo incidente. En tanto el ndice de refraccin de un lquido esta dado por la relacin

entre el seno del ngulo de incidencia de un rayo de luz en el aire, con respecto al seno del

ngulo de refraccin en el liquido, tal como lo muestra la figura 2.

Figura 2.

La aplicacin del ndice de refraccin en la Qumica es que permite determinar

caractersticas de los lquidos (en este caso sustancias orgnicas), como la pureza,

composicin, e igualmente caractersticas de las reacciones en la obtencin de sustancias

binarias a travs del uso del refractmetro, instrumento muy utilizado en procesos qumicos

en el laboratorio como la destilacin, rectificacin, nitracin y esterificacin entre otras,

porque permite analizar de una manera ms eficiente y experimental los resultados

obtenidos en los procesos anteriormente nombrados.

La pureza e identidad de una substancia orgnica queda establecida cuando sus

constantes fsicas (punto de fusin y de ebullicin, peso molecular, ndice de refraccin,

rotacin especfica, espectro de absorcin, etc.) y sus propiedades qumicas son idnticas a

las registradas en la bibliografa cientfica para dicha substancia.

Por la sencillez de la determinacin de los puntos de fusin y ebullicin, y sobre

todo porque son las constantes que con ms frecuencia se pueden encontrar en la


- 43 -

bibliografa, constituye su determinacin una de las operaciones de rutina en el laboratorio

de qumica orgnica.

Recordemos que el punto de fusin de una substancia se define como la temperatura

en que a la presin atmosfrica, se encuentra en equilibrio con los estados slido y lquido

de dicha substancia. Los puntos de fusin para una substancia pura no deben tener

variacin mayor de un grado (1oC).

El punto de ebullicin de una substancia se define como la temperatura a la cual su

presin de vapor es igual a la presin atmosfrica normal (760 mmHg). Una determinacin

exacta requiere el uso de aparatos complicados, en los cuales el termmetro est tan cerca o

en contacto con la fase lquida como con la gaseosa, cuando se ha alcanzado el equilibrio.

Pero en las determinaciones de rutina en qumica, se puede emplear un matraz de

destilacin ordinario y alguno de los mtodos semimicro (mtodo de Siweloboff) o

microqumico (Emich).

3. SECCIN EXPERIMENTAL

3.1 Materiales y reactivos: Medicin de la densidad

Picnmetro hexano

Balanza analtica octano

Papel higinico decano

decano

3.2 Materiales y reactivos ndice de refraccin

Tubos de ensayo. Reactivos

Pipeta. Etanol al 96%.

Refractmetro. Agua destilada.

Termmetro. hexano

Pao limpiador. octano

Cetona. decano


- 44 -

3.2 Materiales y reactivos punto de ebullicin

Equipo Reactivos

Pinzas Hexano

Mechero Octano

Tubo de Thiele Decano

Tubo de Ensaye (5x50 Tubos capilares

Termmetro Fusmetro

Tapones monohoradado

3.4.1 Determinacin de la densidad por el mtodo del picnmetro

a) Mida en una balanza analtica el peso del picnmetro vacio, registre en su bitcora el

peso y la temperatura.

b) Enjuague primero el picnmetro con un poco del lquido de inters antes de llenarlo.

Mida el peso del picnmetro con el lquido de inters y registre en su bitcora el peso y la

temperatura.

La densidad se calcula por medio de la ecuacin 1.

Temperatura del lquido (T): __________ C

Peso del picnmetro vaco (wp): __________ g

Volumen del picnmetro (Vp): __________ mL

Anote los dems datos en la tabla 3.1.

3.4.2. Procedimiento ndice de refraccin

La medicin del ndice de refraccin se divide en dos partes:

La primera parte consiste en aprender a cuidar y manejar el refractmetro, y tomando

medidas precavidas se busca obtener el ndice de refraccin de el etanol en diferentes

concentraciones cuando esta combinado con agua. cada grupo determinado procede a

tomar dos medidas del ndice de refraccin de la sustancia en diferentes porcentajes de

etanol; para ello cada grupo debe hacer las concentraciones adecuadas de etanol en el agua


- 45 -

empleando alcohol etlico al 96% (ya que este es muy econmico), y por medio de clculos

buscar la manera ms apropiada para realizar dicha combinacin binaria aproximndose a

los porcentajes requeridos.

En la segunda parte, teniendo hexano, octano y decano se procede a medir el ndice de

refraccin empleando un refractmetro. Se mide la temperatura en la cual se obtuvieron las

lecturas y se comparan con las reportadas en la literatura.

3.4.3 Procedimiento: determinar el punto de ebullicin de la serie homologa

1 En un tubo pequeo (3 mm de dimetro de 6 a 8 cm de longitud), se colocan de 5 a 6

gotas de la muestra.

2 Se introduce un tubo capilar cerrado por un extremo y la seccin abierta dirigida al

fondo del primer tubo. Se liga al tubo, conteniendo el capilar, a un termmetro,

procurando que la columna del lquido quede pegada al bulbo.

3 Tubo y termmetro se introducen en un Thiele o en un bao de los que se emplean para

determinar puntos de fusin, se calienta el bao lentamente hasta que el capilar empiece

a desprender burbujas.

4 Se detiene el calentamiento y se anota la temperatura que registr el termmetro en el

momento en el que dejan de desprenderse burbujas. La temperatura leda corresponde al

punto de ebullicin de la muestra a la presin ambiente.

Todas las dems muestras se determinan de la misma manera

4. DISCUSION Y RESULTADOS

4.1 Datos obtenidos con el picnmetro

Mtodo del picnmetro

Lquido wpl (g) wpl- wp (g)

pentano

hexano

octano

decano


- 46 -

4.2 Complete el cuadro.

PUNTO DE EBULLICION

Compuesto Formula Peso

Molecular

P. Ebullicin

terico

P. Ebullicin

experimental

pentano

hexano

octano

decano

4.3 INDICE DE REFRACCION

Indice de fraccin

Terico Practico

pentano

hexano

octano

decano

5. CONCLUSIONES

El alumno concluir si los objetivos se cumplieron. Se oberva alguna tendencia en la serie

homologa?

6 CUESTIONARIO

6.1. Qu factores afectan el ndice de refraccin?

6.2. Es posible identificar un liquido conociendo nicamente su ndice de refraccin?

Justique su respuesta

6.3. Son el ndice de refraccin y la densidad de un liquido directa o inversamente

proporcional?


- 47 -

6.4 Cree usted que el ndice de refraccin se puede utilizar para determinar el fin de una

reaccin.

6.5. Por que es importante la determinacin de los puntos de fusin y de ebullicin ?

6.6 Como se determinan puntos de fusin mixtos ? (sustancias mezcladas)

6.7 Qu se entiende por curva de correccin ?

6.8 Defina lo que es Punto de ebullicin.

6.9 En que consiste el mtodo microqumico de Emich para determinar puntos de

ebullicin ?

6.10 Cite otras propiedades fsicas de las substancias que pueden ayudarnos a identificarlas.

7. BIBLIOGRAFIA

8.1http://docencia.udea.edu.co/cen/tecnicaslabquimico/02practicas/practica03.htm

8.2.http://www.google.com.mx/search?hl=es&q=practica+de+determinacion+puntos+de+e

bullicion&btnG=Buscar&meta=



- 48 -

PRCTICA No. 5

SINTESIS DEL CLORURO DE terc-BUTILO A PARTIR DE terc-BUTANOL

1. OBJETIVOS

El alumno:

1.1. Sntetizar del cloruro de terc-butilo mediante reaccin de susbstitucin

nucleoflica del terc-butanol.

1.2 Purificar y caracterizar el cloruro de tercbutilo.

2. INTRODUCCION

La conversin de alcoholes en cloruros de alquilo se puede efectuar por varios

procedimientos. Con alcoholes primarios y secundarios se usan frecuentement cloruro de

tionilo y haluros de fsforo;tambien se pueden obtener calentando el alcohol con acido

clorhidrico concentrado y cloruro de zinc anhidro. Los alcoholes terciarios s convierten al

haluros de alquilo con cido clorhidrico solo y en algunos casos sin calentamieno. CH3

C

CH3

H3C OH

CH3

C

CH3

H3C ClHCl + H2O

Terc-butanol Cloruro de terc-butilo

3. SECCION EXPERIMENTAL

Materiales Reactivos

Parrilla calentamiento tercbutanol

Balanza analtica Acido clorhdrico

Sistema de destilacinsimple Bicarbonato de sodio

Matraz esfrico 250 ml/junta 24/40 hielo

1.Embudo de separacin

2. Vasos de precipitados de 100ml

Barra de agitacin

termomentro

Bomba de agua


- 49 -

En un matraz de fondo redondo provisto de una barra magntica se aaden 18 mL de

alcohol terc-butlico y 60 mL de cido clorhdrico concentrado. Sin tapar, se agita la mezcla

suavemente. Despus de un minuto aproximadamente, se aumenta la agitacin y se agita

vigorosamente durante cinco minutos ms. Finalmente la mezcla se transvasa a un embudo

de decantacin y se deja en reposo hasta que las dos capas se separen completamente.

La capa acuosa se saca del embudo y se desprecia. El cloruro de terc-butilo se lava con

unos 25 mL de disolucin saturada de bicarbonato sdico. El embudo de llave, destapado,

se agita suavemente mediante un ligero movimiento circular hasta que cese el fuerte

desprendimiento gaseoso. Entonces se tapa el embudo, se invierte cuidadosamente y se abre

la llave para igualar la presin. A continuacin se agita, primero con suavidad, luego

enrgicamente, abriendo la llave con frecuencia para que salgan los gases. Por ltimo se

saca y se desprecia la capa de bicarbonato y el cloruro de terc-butilo se lava una vez ms

con unos 20 mL de agua. Tras decantar la capa acuosa, se transvasa el cloruro de terc-butilo

bruto a un erlenmeyer pequeo y se deja secar con cloruro clcico escoriforme (como el

cloruro de terc-butilo es muy voltil, conviene mantener tapado el erlenmeyer y agitar ste

de vez en cuando, para acelerar el secado). El lquido del erlenmeyer se decanta a un

matraz de fondo redondo y se destila recogiendo la fraccin que destila entre 48-52C(es

aconsejable enfriar el matraz de recogida en un bao de agua-hielo). Determinar el

rendimiento de la reaccin.


4.1 Anote las propiedades fisicoquimicas observadas del producto de reaccin y comparelas

con las reportadas en la literatura.

4.2 Calcule el rendimiento de la reaccin

5. CONCLUSIONES

El alumno concluir en base a su experimentacin si se alcanzaron los objetivos de la

prctica.

6. CUESTIONARIO

6.1 Cul es el mecanismo de reaccin para la obtencin del cloruro de terbutilo


- 50 -

6.2 Consulte la toxicidad del cloruro de terbutilo, del terbutanol, acido clorhidrico

6.3 Los residuos de la reaccin contienen agua,cloruro de calcio y terbutanol. Qu es

necesario hacer antes de desecharlos por el drenaje?

6.6 Reporte los espectros de IR del terbutanol y del cloruro de terbutilo, asignado las

bandas caractersticas de los grupos funcionales.

7. BIBLIOGRAFIA

7.1 "Curso Prctico de Qumica Orgnica" R. Brewster, C.A. Vanderwert y W.E. McEwen.

Ed. Alhambra, Madrid, 1965.

7.2 "Qumica Orgnica Experimental". H.D. Durst y G.W. Gokel. Ed. Revert, Barcelona,

1985

7.3.http://search.conduit.com/Results.aspx?q=SINTESIS+DEL+CLORURO+DE+TERTBUTILO&ctid=CT2126482&octid=CT2126482



- 51 -

PRACTICA No. 6

ALDEHIDOS Y CETONAS; SINTESIS DE DIBENZALACETONA

1. OBJETIVOS

1.1. Identificar el grupo carbonilo mediante reacciones qumicas.

1.2. Demostrar la influencia de los sustituyentes del carbono carbonlico en los aldehdos y

cetonas mediante reacciones qumicas especficas.

1.3. Sintetizar la dibenzalacetona mediante una reaccin de condenzacin aldolica cruzada

2. INTRODUCCION

Uno de los grupos funcionales ms importantes en qumica orgnica es el grupo

carbonilo (C=O), figura 1. Existen muchas clases de compuestos carbonlicos,

dependiendo de que grupos R2 estn unidos a la unidad C=O, sin embargo, la qumica de

los grupos carbonilo es muy similar, independientemente de su estructura exacta. Cuando

un grupo R1 es un grupo alquilo, alquenilo, alquinilo o arilo, al grupo R1-C=O se le conoce

como grupo acilo. El grupo acilo forma parte de la estructura de un gran nmero de

compuestos, por ejemplo, los cidos carboxlicos (R2 = OH), steres R2 = OR), tiosteres

(R2 = SR), amidas (R2 = NHR), anhdridos (R2 = O(O=)CR), halogenuros de cidos (R2 =

Cl), que conjuntamente con los aldehdos (R2 = H) y cetonas [R2 = alquilo o fenilo],

participan como intermediarios fundamentales en la biosntesis de molculas de

importancia biolgica en los organismos vivos.

Figura 1. Grupo carbonilo


- 52 -

Reactividad qumica de los compuestos carbonlicos

Particularmente la conducta qumica y espectroscpica de de los compuestos

carbonlcos dependen principalmente del grupo carbonilo, adems de algunas variaciones

que se manifiestan por las diferencias en la naturaleza qumica de los grupos R unidos a l.

El doble enlace carbono-oxgeno del grupo carbonilo se encuentra polarizado

debido a la alta electronegatividad del oxgeno respecto a la del carbono, por tanto los

compuestos carbonlicos tienen momento bipolar grande. En consecuencia, el carbono

carbonlico tiene carga parcial positiva por lo que es un sitio electrfilo y es atacado por

nuclefilos. A la inversa, el oxgeno carbonlico tiene carga parcial negativa y es u sitio

nuclefilo. As, una de las reacciones ms generales para esta clase de compuestos son las

adiciones de agentes nucleflicos.

En los aldehdos y cetonas, los grupos H y R que estn unidos al grupo acilo, no

pueden estabilizar una carga negativa y por tanto no pueden actuar como grupos salientes.

manual de practicas de quimica bioorganica

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