IDENTIFICACIÓN DE ALDEHÍDOS Y CETONAS DESCONOCIDOS( PUNTO DE EBULLICION) PDF

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Summary

El grupo funcional conocido como grupo carbonilo, un átomo de carbono unido a un átomo de oxigeno por un doble enlace- se encuentra en compuestos llamados aldehídos y cetonas.
En los aldehídos el grupo carbonilo se une a un átomo de hidrógeno y a un radical Alquilo, con excepción del formaldeh...

Description

Universidad de Guayaquil Facultad de Ciencias Químicas Carrera: Química y Farmacia Guía de Prácticas de Laboratorio de Análisis Orgánico NOMBRE Y APELLIDO DEL ESTUDIANTE: Joseph Galeas GRUPO;: 5-1 FECHA:21/09/2020 Práctica N° 9 TÍTULO: IDENTIFICACIÓN DE ALDEHÍDOS Y CETONAS Objetivo de la práctica de laboratorio   

CICLO I (2020-2021)

Demostrar la presencia de los grupos carbonilo en una muestra problema. Identificar un aldehído de una cetona con la ayuda de un reactivo químico. Diferenciar un aldehído alifático de un aromático en una muestra problema.

Instrucciones o consideraciones previas El grupo funcional conocido como grupo carbonilo, un átomo de carbono unido a un átomo de oxigeno por un doble enlace- se encuentra en compuestos llamados aldehídos y cetonas. En los aldehídos el grupo carbonilo se une a un átomo de hidrógeno y a un radical Alquilo, con excepción del formaldehído o metanal. (Castañedo Carrillo, 2004)

En las cetonas, el carbonilo está unido a dos radicales que pueden ser iguales, diferentes, alquílicos. La fórmula abreviada de una cetona es RCOR.

Puntos de ebullición Los aldehídos y las cetonas no pueden formar enlaces intermoleculares de hidrógeno, porque al carecer de grupos hidroxilo (-OH) sus puntos de ebullición son más bajos que los alcoholes correspondientes. Sin embargo, los aldehídos y las cetonas pueden atraerse entre sí mediante las interacciones polar-polar de sus grupos carbonilo y sus puntos de ebullición son más altos que los de los alcanos correspondientes.(Flores de Labardini, 2005) Con excepción del metanal, que es gaseoso a la temperatura ambiente, la mayor parte de los aldehídos y cetonas son líquidos y los términos superiores son sólidos. Los primeros términos de la serie de los aldehídos alifáticos tienen olor fuerte e irritante, pero los demás aldehídos y casi todas las cetonas presentan olor agradable por lo que se utilizan en perfumería y como agentes aromatizantes. Solubilidad en agua Los aldehídos y las cetonas pueden formar enlaces de hidrógeno con las moléculas polares del agua. Los primeros miembros de la serie (formaldehído, acetaldehído y acetona) son solubles en agua en todas las proporciones. A medida que aumenta la longitud de la cadena del hidrocarburo, la solubilidad en agua decrece. Cuando la cadena carbonada es superior a cinco o seis carbonos, la solubilidad de los aldehídos y de las cetonas es muy baja. Como era de suponer, todos los aldehídos y cetonas son solubles en solventes no polares.

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Reacciones de Oxidación de Alcoholes Los alcoholes primarios pueden oxidarse a aldehídos y los alcoholes secundarios, a cetonas. Los alcoholes terciarios no se oxidan, pues no hay hidrógeno que pueda eliminarse del carbono que soporta el grupo hidroxilo. (Flores Jasso, 2009)

Reacciones de adición al grupo carbonilo Las reacciones más características para aldehídos y cetonas son las reacciones de adición. Al doble enlace carbono oxígeno del grupo carbonilo se añade una gran variedad de compuestos. Adición de agua Los aldehídos y las cetonas manifiestan poca tendencia a adicionar agua y forma compuestos estables.( Gutiérrez Franco, 2009)

Adición de alcoholes. Los aldehídos reaccionan con los alcoholes en presencia de ácido clorhídrico (catalizador), formando unos compuestos de adición inestable, llamado hemiacetal, que, por adición de otra molécula de alcohol, forma un acetal.

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Adición del reactivo de Grignard Al reaccionar con un compuesto de Grignard, el metanal da lugar a la formación de alcoholes primarios; los otros aldehídos producen alcoholes secundarios; y las cetonas, alcoholes terciarios. En todas estas adiciones, el grupo Mg.halógeno (reactivo electrofílico) se adicionan al oxígeno negativo y el radical alquilo, al carbono del grupo carbonílico.

Reacciones de reducción El grupo carbonilo de los aldehídos y cetonas puede reducirse, dando alcoholes primarios o secundarios, respectivamente. La reducción puede realizarse por acción del hidrógeno molecular en contacto con un metal finamente dividido como Ni o Pt, que actúan como catalizadores. También pueden hidrogenarse (reducirse) con hidrogeno obtenido por la acción de un ácido sobre un metal.  Los aldehídos se transforman en alcoholes primarios  En las mismas condiciones, las cetonas se transforman en alcoholes secundarios

Reactivos de laboratorio 1. Muestra( Benzaldehído, acetona, formaldehido, maltosa Arabinosa, Fructuosa , Sacarosa, Glucosa , Almidón, Lactosa) 2. Reactivo de Benedict 3. Reactivo de Fehling 4. Reactivo de Tollens 5. Reactivo de Molisch 6. Yodoformo 7. NaOH 8. H2SO4 conc.

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Materiales de laboratorio 1. 2. 3. 4. 5.

Gradilla Tubos de ensayo Pinzas Pipetas Vaso de precipitado

Equipos de laboratorio 1. Estufa 2. Sorbona Actividades desarrolladas ALDEHÍDOS Y CETONAS 

Elaborar un cuadro o un esquema para identificar aldehídos y cetonas.

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 Describir las reacciones de aldehídos y cetonas con los compuestos de carbonilo utilizados en la práctica. Reacción de Benedict En esta prueba el agente oxidante es una solución básica de Cu+2(ac); se adicionan iones citrato para evitar la precipitación del Cu+2 en la solución básica. El ion Cu+2 da a la solución de Benedict su color azul característico. Cuando el Cu+2 oxida un aldehído, gana un electrón y se reduce a Cu+, el cual se precipita como óxido de cobre (I), Cu2O, de color rojo ladrillo. Debido a su color rojo ladrillo el óxido de cobre (I) es fácilmente detectable. Reacción de Tollens La prueba de Tollens es un procedimiento de laboratorio para distinguir un aldehído de una cetona: se mezcla un agente oxidante suave con un aldehído o una cetona desconocida; si el compuesto se oxida, es un aldehído, si no ocurre reacción, es una cetona. El complejo de plata amoniacal [Ag (NH3)2]+ en solución básica es el agente oxidante utilizado en la prueba de Tollens. Si hay un aldehído presente, éste se oxida a la sal del ácido RCOO-. Al mismo tiempo, se produce plata metálica Ag(s) por la reducción del complejo de plata amoniacal. La plata metálica producida en esta reacción recubre la parte interna del recipiente y forma un espejo de plata

El formaldehido al reaccionar con el reactivo de Tollens forma Formato de amonio que es la sal acida del ácido fórmico y la plata se reduce a ion plata +1 Test de yodoformo Acetona o propanona positivo se forma precipitado color amarillo por la ruptura del compuesto carbonilo por el enlace metil-carbonilo y la oxidación posterior a ácido carboxílico

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

Describir el resultado de los ensayos de la práctica. Describir el resultado de las reacciones, en cuanto a cambio de color, precipitaciones, cambios de temperaturas

Reactivos Reactivo de Tollens

Sustancia Lactosa Maltosa Glucosa Formaldehido



Acetona No reacciona

Reactivo de Fehling Al agregar las sustancias a los tubos con Fehling el color es azul oscuro A baño se forma un precipitado color rojizo en el fondo del tubo indiciando el poder reductor de estos azucares y el poder reductor del formaldehido debido a que en su estructura tiene el grupo funcional aldehído

Discutir la diferencia si la hay, entre estos dos grupos de carbonilos cuando reaccionan con estos reactivos.

Reactivos Reactivo de Tollens Reactivo de Fehling

Reactivo de Benedict

Reactivo de yodo



Formaldehido Se forma espejo de plata De incoloro a color de plata

Aldehído Se forma espejo de plata es aldehído Se basa en el poder reductor del grupo carbonilo de un aldehído que pasa a ácido reduciendo la sal cúprica de cobre (II), en medio alcalino, a óxido de cobre (I). Éste forma un precipitado de color rojo. Se oxida el Cu+2 a Cu+1 en presencia de un aldehído precipitando en un color rojo El único aldehído que da prueba positiva es el acetaldehído.

Cetona No reacciona es cetona no reacciona

No reacciona

Reacción positiva para metilcetonas y alcoholes precursores del tipo estructural R-CH (OH)-CH3, (R = H, alquilo o arilo). La aparición de un precipitado amarillo indica que la sustancia es una cetona

Comprobar que los reactivos derivados del amoniaco son efectivos para la identificación del grupo carbonilo de aldehídos y cetonas. El amoniaco, las aminas primarias y otros de sus derivados son agentes nucleofílicos, y al igual que otros nucleófilos, pueden atacar al carbono carbonilo de aldehídos y cetonas. La reacción debe catalizarse por trazas de ácidos. En principio puede imaginarse la primera etapa de la reacción como una simple adición del grupo amino al grupo carbonilo. El producto de adición obtenido es inestable y puede formar un doble enlace >C=N donde inicialmente se encontraba el grupo carbonilo >C=O, por eliminación de una molécula de agua.

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CARBOHIDRATOS

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Elaborar un cuadro o un esquema para identificar carbohidratos.



Los carbohidratos reductores y no reductores tienen cada uno estructura diferente diferenciarlos. ¿Cuáles son estas estructuras diferentes? ¿Por qué razón son reductoras?

que permite

Un azúcar reductor es todo azúcar con un grupo carbonilo en su estructura, el cual puede funcionar como aldehído o cetona según su ubicación en dicha estructura. Se llaman azúcares reductores porque poseen la capacidad de reducir otros compuestos gracias a la alta reactividad del doble enlace del oxígeno.

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

Presentar los resultados mediante una tabla, describir los resultados de la práctica, y describir los cambios físicos.

Técnica operatoria o procedimiento REACCIONES DE IDENTIFICACIÓN  Reacción de 2,4-Dinitrofenilhidrazona 

Adición con Fenilhidrazina:

A 5 mL de agua se añaden 0,5 ml de fenilhidrazina y después gota a gota, ácido acético hasta que justamente se disuelva la fenilhidrazina Entonces añada 0,5 mL del carbonilo, cetona o aldehído y agite. Si no hay precipitación, caliente moderadamente, durante un minuto con flama baja, añada 2 mL de agua y enfríe. Si el compuesto no es soluble en el agua de reacción agregar alcohol gota agota para homogenizar la mezcla. Caliente y observe la presencia de un precipitado blanco o blanco amarillento es positivo para el grupo carbonilo. Se puede utilizar también la fenilhidrazina previamente disuelta. 

Adición con 2,4 dinitrofenlhidrazina: 8

A 3 mL de reactivo agregar dos gotas de un aldehído o de cetona. Dejar en reposo a la temperatura ambiente, cuando un aldehído o cetona es sólido deberán disolverse en la mínima cantidad de alcohol antes de añadirlos al reactivo. La presencia de un enturbiamiento y luego un precipitado cristalino de 2 4 dinitrofenilhidrazona. De color naranja es positivo. Determinación del grupo funcional - ALDEHÍDO REACCIONES DE IDENTIFICACIÓN  Reacción de Schiff A 2 mL de reactivo de Fuscina agregar dos gotas de aldehído. Un color rojo ligeramente azulado es positivo para aldehídos. Las cetonas no reaccionan. 

Reactivo de Tollens

Este reactivo se prepara en el momento de usar. Preparar la solución, colocando en un tubo de ensayo 2 mL de Nitrato de Plata acuoso al 5%, se añadan 2 gotas de hidróxido de sodio al 10%, luego se añade Hidróxido de amonio al 2% o solución diluida de amoniaco, justo para que se disuelva el hidróxido de plata formado, A 2 mL de solución de Tollens contenido en un tubo de ensayo lavado cuidadosamente con ácido nítrico añade unas gotas de aldehído. Sí no hay reacción a la temperatura ambiente, calentar la solución suavemente, en un baño de agua y observar el resultado. Un precipitado negro o una plata metálica colocada en la pared del tubo son positivos. 

Reacción de Fehling

Colocar en un tubo de ensayo 2ml de una mezcla a partes iguales de solución A y Solución B. Adicionar la muestra problema. Calentar el tubo que contiene la mezcla en un baño de vapor durante 2 o 3 minutos y observe los cambios que ocurren. 

Reacción de Benedict

En lugar de este reactivo use la solución de Benedict: colocar 3 mL de reactivo más 0,5 mL de muestra, Un precipitado color anaranjado rojizo es positivo para aldehídos en ambos casos. Observe en ambos casos en frio y en caliente. Determinación del grupo funcional - CETONA REACCIONES DE IDENTIFICACIÓN 

Reacción de Yodoformo

Disolver 5 gotas de la sustancia muestra (o 100 mg) en 2 mL de agua. Añadir, si fuera necesario dioxano para favorecer la solubilidad. Adicionar 1 mL de hidróxido de sodio al 10% así como el reactivo de Yodo/Yoduro, y agitación hasta que persista el color oscuro de yodo. Añadir más reactivo y posterioremente unas gotas de la disolución de hidróxido sódico, y 4 mL de agua. Dejar en reposo y la aparición de un precipitado amarillo indica que el resultado es positivo. Determinación de Carbohidratos REACCIONES DE IDENTIFICACIÓN 

Ensayo a la Llama

Someter a la llama en una espátula limpia y seca 0,1 g de muestra o 0,2 mL en una tapa de crisol. Observar la formación de agua, desprendimiento de C02 y carbón, con cierto olor característico a azúcar quemada y formación de miel. 9



Reacción de Molisch

En un tubo de ensayo colocar 0,1 g del carbohidrato agregar 10 a 20 gotas de agua y 2 a 4 gotas de solución clorofórmica o alcohólica de alfa naftol al 10%. Se agita bien y se añade 1 mL de H2SO4 concentrado, de modo que no se mezclen los dos líquidos. En la zona de separación aparece un anillo rojo y agitando la mezcla esta toma color purpura. Esta sustancia colorante que se forma en la reacción es un compuesto resultante de la condensación del alfa naftol con los derivados sulfúricos que originan los carbohidratos. 

Reacción de Fehling

En un tubo de ensayo vierta 0,5 mL de Fehling A; y 0,5 mL de Fehlling B, caliente hasta ebullición y agregue gota a gota una solución acuosa del compuesto de carbonilo. Observe la formación de un precipitado rojo ladrillo de óxido cuproso cuando la prueba es positiva. 

Reacción de Benedict

En un tubo de ensayo colocar 3 ml de reactivo y agregar solución acuosa del azúcar. Coloque el tubo en un baño de agua caliente .Observe la formación de un precipitado rojo ladrillo de óxido cuproso. 

Reacción de Fenilhidrazina

En un tubo de ensayo coloque 0,2 g del carbohidrato añada 0,4 g de clorhidrato de fenilhidrazina 0,6 g de acetato de sodio y 4 mL de agua destilada, tape el tubo y colóquelo por 20 minutos en un baño de maría hirviendo, observe la formación de un precipitado amarillo y tome en cuenta el tiempo de formación de osazonas para diferencia entre azucares. 

Reacción de Lugol

En un tubo de ensayo agregue 100 mg de la muestra y 1 mL de agua; disuélvalo y luego añada 1 gota del reactivo de Lugol (5 g de yodo y 10 g de yoduro de potasio, disuelto en agua, en cantidad suficiente para preparar una disolución de 100 mL). Mezclar y observar. La aparición de una coloración azul indica la presencia de almidón y una coloración roja, indica presencia de glucógeno. Si el color no cambia, se trataría de un monosacárido o disacárido RESULTADOS

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Discusión de resultados Reacción de molish Las reacción de molish es positiva para todas las azucares que presentan u grupo reductor (carbonilo) en su estructura el cual al reaccionar con el reactivo de molish originan un furfural. La glucosa y la fructosa presentaron la formación de un anillo de color rojo violeta en interfase inmediatamente. Lo que nos indica que corresponde a un carbohidrato (monosacárido). La sacarosa y la maltosa presentaron en Interfase la formación de un anillo de color rojo violeta después de un tiempo. Lo que nos indica que corresponde a un carbohidrato (disacárido). Reacción con agua de yodo La reacción del almidón con el yodo, es una reacción física que forma un compuesto de inclusión que altera las propiedades físicas de esta molécula, indicándonos una coloración azul negro. Este complejo que se forma es sensible a la temperatura, ya que si se calienta el tubo, el color desaparece esto se debe a que en las espiras del almidón se produce una modificación y el yodo se libera. Reacción de Benedict Permite identificar azucares reductores pero en este caso sirvió para semicuantificar el contenido de trazas de azúcar reductor presente 0.5 gr %con una tonalidad color verde opaca, mas no se identificó la muestra. Test de Tollens Solo fue positivo para el formaldehido debido a que el formaldehido reaccionara con el agua formando dos cargas parciales, se desprotonara y finalmente reaccionara con el óxido de manganeso trasladando los electrones por una reacción de Cannizzaro para la formación del ácido carboxílico y la plata metálica

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Test de Fehling El formaldehido se oxido a acido fórmico y el cobre se oxida a ion cuproso, todas los azucares reaccionaron de manera positiva ya que poseen la capacidad de reducir a otras debido a que poseen un grupo carbonilo aldehído

Adición con 2,4 dinitrofenlhidrazina La prueba fue positiva para ambas soluciones ya que poseen un grupo carbonilo en su estructura, en este caso para aldehídos y cetonas, formando las respectivas hidrazinas. Test de yodoformo La prueba es positiva para acetona ya que esta precipito el yodoformo, la reacción consistirá en formar carboxilatos y haloformos.

Conclusiones  

 

Con la reacción del Lugol podemos identificar de modo general polisacáridos. La reacción de Molish es un método cualitativo la cual se utiliza para poder observar la presencia de carbohidratos en una muestra desconocida y a su vez poder determinar si la muestra es un monosacárido o un disacárido por el tiempo en que se forma el precipitado. Mediante la reacción de Benedict podemos identificar azúcares reductores y comprobar que la reducción que se lleva a cabo es por el efecto del grupo aldehído del azúcar (CHO) en forma de Cu+ y el nuevo ión se observa a modo de precipitado de color rojo anaranjado o amarillo ladrillo que corresponde al óxido cuproso(Cu2O). El test de yodoformo tiene como finalidad identificar cetonas de manera analítica a través de la precipitación de yodoformo.

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Recomendaciones   

Anotar los tiempos de formación del precipitado en la reacción de Molisch para clasificar los azucares en monosacáridos o disacáridos. Trabajar los ácidos fuertes en la Sorbona. Observar la coloración de los precipitados o anillos de interfase que se formen en las sustancias empleadas en las reacciones de identificaron.

Bibliografía 1. Castañedo Carrillo, María de los Ángeles, Química Orgánica, McGraw-Hill Interamericana, México, 2004. 2. Flores de Labardini, Teresita, Ramírez de Delgado, Arcelia, Química orgánica: para nivel medio superior, 18 ª ed., Esfinge, 2005, México. 3. Flores Jasso, Yolanda et al. Libro de Texto: Química IV Área II, 1ª ed., Universidad Nacional Autónoma de México, México D.F., 2009. 4. Gutiérrez Franco, Química Orgánica, Ed. Pearson Educación, México, 2009, pp. 119-130.

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