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Informe practica de laboratorio 11 sobre aldehidos y cetonas, para ingeniería ambiental. ...

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OBJETIVOS

MARCO TEORICO

Identificar por medio de reacciones

Aldehidos y Cetonas

sencillas algunas propiedades físico químicas de los aldehídos y cetonas.

Los aldehidos son sustancias de formula general

RCHO:

las

cetonas

son

compuestos de formula general RRCO. Determinar

de

generación

de

forma

adecuada

cambios

en

compuestos.

la los

Los grupos R y R' pueden ser alifalicos o aromaticos. (En el aldehido. HCHO R es H). (Morrison & Boyd, 1990)

MATERIALES Aldehidos



Tubos de ensayo



Vaso de precipitado



Pinzas para tubo de ensayo



Aro



2,4 dinitrofenilhidracina



Etanol



Fehling A



Fehling B

Los aldehidos y las cetonas contienen el



Schiff

grupo carbonilo C = O y a menudo se



NaOH



Solucion de yodo



Nitroprusiato de sodio



Piridina



Compuestos carbonilicos



Tollens



Dioxano

denominan colectivamente compuestos carbonilicos. El grupo carbonilo es el que determina en gran medida la quimica de aldehidos y cetonas. No es de sorprender que aldehidos y cetonas se asemejen en la mayoria de sus propiedades. Sin embargo, el grupo carbonilico de los aldehidos contiene, ademas, un hidrogeno, mientras el de

cetonas tiene dos grupos organicos. Esta diferencia estructural afecta a sus propiedades de dos formas: (a) los aldehidos se oxidan con facilidad: las cetonas solo lo hacen con dificultad (b)

De acuerdo con el sistema IUPAC la

los aldehidos suelen ser mas reactivos

cadena mas larga que contiene d

que

adiciones

carbonilo se considera estructura matriz

nucleofilicas. reacciones estas ultimas

y recibe su nombre al reemplazar la

caracteristicas

terminacion

las

cetonas de

en los

compuestos

carbonilicos. (ídem)

del

o

alcano

correspondiente por ona. Las posiciones de los diversos grupos se Indican con

Nomenclatura

números

Los nombres IUPAC de los aldehidos

carbonilico el mas bajo posible. En

siguen un patron comun; la cadena mas

ciertos

larga que contiene el grupo CHO se

puede

considera como estructura matriz y

carbonilo por el prefijo oxo, y tienen un

recibe su nombre de reemplazar la

numero para indicar la posicion de estos

terminacion o del alcano por ai La

en la molécula. (Morrison & Boyd, 1990)

recibiendo compuestos indicarse

posicion de un sustituyeme se indica por un numero, manteniendose siempre el carbono carbonilico como C~1. Se observa que el C-2.

Ejemplos:

Ejemplos:

la

el

carbono

polifuncionales presencia

del

1. Oxidacion de alcoholes primarios:

Propiedades físicas El grupo carbonilico polarizado convierte a aldehidos y cotonas en sustancias polares por lo que tienen puntos de ebullicion

mas

compuestos

elevados

no

que

polares

de

los

2. Reduccion de cloruros de acidos:

peso

molecular comparable. Por si mismas, no

son

capaces

de

intermolecularmente por

unirse

puentes de

hidrogeno debido a que solo poseen hidrogeno unido a carbono. Como consecuencia de lo anterior, sus puntos dc ebullicion son inferiores a los de alcoholes

y

acidos

carboxilicos

Algunos de los procedimientos mas importantes

para

la

obtención

cetonas son: 1. Oxidacion

de

un

alcohol

secundario:

comparables. Los aldehidos y las celonas inferiores son solubles en agua, probablemente por los puentes de hidrogeno que pueden

establecerse

entre

las

moleculas de disolvente y las de soluto. La

solubilidad

limite

se

alcanza

alrededor de unos cinco carbonos. Los aldehidos y cetonas son solubles en los disolventes

organicos

usuales.

(Morrison & Boyd, 1990) Preparación Algunos de los procedimientos mas importantes

para

aldehídos son:

la

obtención

de

de

2. Acilacion de Friedel Crafts:

3. Adicion de reactivos de Grignard:

Propiedades Químicas Entre

las

principales

reacciones

tenemos: 1. Oxidacion: a. En aldehidos

b. En metilcetonas

2. Reduccion:

4. Halogenacion de cetonas:

RESULTADOS Tabla 1. Formación de 2,4 dinitrofenilhidrazonas; ensayo reactivo de Schiff; oxidación con KMnO4 Ensayo Formación de 2,4 dinitrofenilhidrazonas Formaldehido

Compuestos

Observaciones

2,4 dinitrofenilhidracina+ formaldehido

Se observa una tonalidad amarilla fuerte.

C6H6N4H4

+

CH2O

Formación de 2,4 dinitrofenilhidrazonas Aldehido benzoico

2,4 dinitrofenilhidracina+ aldehído benzoico

Se observa una tonalidad naranja fuerte.

C6H6N4H4

+

C7H6O

Formación de 2,4 dinitrofenilhidrazonas Acetaldehido

2,4 dinitrofenilhidracina+ acetaldehido

Se observa una tonalidad naranja fuerte un poco diluida.

C6H6N4H4

+

C2H4O

Formación de 2,4 dinitrofenilhidrazonas Acetona

2,4 dinitrofenilhidracina+ acetona

Se observa una tonalidad naranja diluido.

C6H6N4H4

+

C3H6O

Formación de 2,4 dinitrofenilhidrazonas Metil etil cetona

2,4 dinitrofenilhidracina+ metil etil cetona

Se observa una tonalidad naranja fuerte.

C6H6N4H4

+

C4H8O

Formación de 2,4 dinitrofenilhidrazonas Acetofenona

2,4 dinitrofenilhidracina+ acetofenona

Se observa una tonalidad naranja fuerte.

C6H6N4H4

+

C8H8O

Ensayo Reactivo de

Formaldehido + reactivo de Schiff

Morado intenso

Reactivo de Schiff+

Schiff con Formaldehido

Reacción

CH2O

Foto

positivo

para aldehidos

Ensayo Reactivo de Schiff con Aldehido

Aldehido benzoico+ reactivo de Schiff

Morado intenso

C7H6O

Schiff con

Acetaldehido+ reactivo de Schiff

Morado intenso

Schiff con Metil etil

Schiff con Acetona Ensayo Reactivo de Schiff con

positivo

para aldehidos Metil etil cetona+ reactivo de Schiff

Morado claro

Reactivo de Schiff+ C4H8O

Positivo

para cetonas

cetona Ensayo Reactivo de

Reactivo de Schiff+ C2H4O

Acetaldehido Ensayo Reactivo de

positivo

para aldehidos

Benzoico Ensayo Reactivo de

Reactivo de Schiff+

Acetona + reactivo de Schiff

Morado claro

Reactivo de Schiff+ C3H6O Positivo para cetonas

Acetofenona+ reactivo de Schiff

Morado claro

Reactivo de Schiff+ C8H8O positivo para cetonas

Formaldehido+ KMnO4

Se oxida. Cambio

4KMnO4 + 7CH2O 2 K2CO3 + 2 Mn2 + 7 H2O + 5 CO2

Acetofenona Oxidación con KMnO4

de tonalidad.

Formaldehido Formaldehido KMnO4 + H2SO4

Oxidación con KMnO4

+

Exotermica. Pasa a ser incoloro.

KMnO4 H2SO4

+

CH2O+

Aldehido benzoico + KMnO4

Se oxida. Cambio de tonalidad.

KMnO4 + C7H6O

Aldehido benzoico + KMnO4 + H2SO4

Exotermica. Tonalidad fuerte.

Acetaldehido KMnO4

Se oxida. Cambio de tonalidad.

2KMnO4 + 5C7H6O + 3H2SO4 5 C7H6O2 + K2SO4 + 2 MnSO4 + 3 H2O KMnO4 + C2H4O

Aldehido benzoico

Oxidación con KMnO4 Acetaldehido

Oxidación con KMnO4 metil etil

+

mas

Aldehido benzoico + KMnO4 + H2SO4

Exotermica. Tonalidad fuerte.

Metil etil cetona + KMnO4

Cambio de coloración a café claro

KMnO4 + C4H8O

Metil etil cetona + KMnO4 + H2SO4

Se volvió transparente

KMnO4 + C4H8O + H2SO4

mas

KMnO4 + C2H4O + H2SO4

cetona

Oxidación con KMnO4 Acetofenona

Oxidación con

Acetofenona KMnO4

+

Cambio de coloración a un café más oscuro.

KMnO4 + C8H8O

Acetofenona KMnO4 + H2SO4

+

Se volvió amarillo dos fases. Arriba: precipitado blanco. Abajo: liquido amarillo-naranja No hubo cambio. No se presentó oxidación.

KMnO4 + C8H8O + H2SO4

Se volvió transparente

KMnO4 + C3H6O + H2SO4

Acetona + KMnO4

KMnO4 Acetona Acetona + KMnO4 + H2SO4

KMnO4 + C3H6O

Tabla 2. Reactivo de Tollens; oxidación de metil cetonas; nitroprusiato sódico. Ensayo Reactivo de Tollens Formaldehido

Compuestos

Observaciones

Reacción

Reactivo de Tollens+ formaldehido

Formacion espejo de plata rápidamente.

Reactivo de Tollens+ CH2O Positivo para aldehidos

Reactivo de Tollens Aldehido benzoico

Reactivo de Tollens+ aldehído benzoico

Formacion de precipitado naranja.

Reactivo de Tollens+ C7H6O Positivo para aldehidos

Reactivo de Tollens Acetaldehido

Reactivo de Tollens+ acetaldehido

Se torna café muy oscuro.

Reactivo de Tollens+ C2H4O Positivo para aldehidos

Reactivo de Tollens metil etil cetona

Reactivo de Tollens+ metil etil cetona

La solución esta transparente. Luego de 10 minutos hubo cambio.

Reactivo de Tollens+ C4H8O

Reactivo de Tollens Acetofenona

Reactivo de Tollens+ acetofenona

Reactivo de Tollens+ C8H8O

Reactivo de Tollens Acetona

Reactivo de Tollens+ acetona

Se torno café oscuro con un precipitado blanco arriba. Luego de 10 minutos hubo cambio. Se torno de color amarillo. Luego de 10 minutos hubo cambio.

Oxidación de metil-cetonas con metil etil cetona

Metil etil cetona+ dioxano+ NaOH+ yoduro de potasio

Se sustancia Soluble

C4H8O2 + NaOH+ KI+ C4H8O

observa incolora.

Reactivo de Tollens+ C3H6O

Foto

Oxidación de metil-cetonas con acetona

Acetona + dioxano+ NaOH+ yoduro de potasio

Se sustancia Soluble

observa incolora.

C4H8O2 + NaOH+ KI+ C3H6O

Oxidación de metil-cetonas con acetofenona

Acetofenona + dioxano+ NaOH+ yoduro de potasio

Se observan dos sustancias inmiscibles. Precipitado amarillo.

C4H8O2 + NaOH+ KI+ C8H8O

Nitroprusiato sódico con metil etil cetona

Metil etil cetona+ piridina+ nitroprusiato+ NaOH

C5H5N+ Na2 (Fe(CN)5NO)2H2O + NaOH+ C4H8O

Nitroprusiato sódico con acetofenona

acetofenona+ piridina+ nitroprusiato+ NaOH

Se presenta una sustancia de tonalidad roja pardusco. SE CONSIDERA POSITIVO. Se presenta un color rojo más claro.

Nitroprusiato sódico con acetona

Acetona + piridina+ nitroprusiato+ NaOH

Se produce una sustancia con tonalidad parda.

C5H5N+ Na2 (Fe(CN)5NO)2H2O + NaOH+ C3H6O

C5H5N+ Na2 (Fe(CN)5NO)2H2O + NaOH+ C8H8O

ANALISIS



Formacion

de

2,4

de Este

utiliza

la

aromáticos

y

sistemas

conjugados.

dinitrofenilhidrazonas Se

anillos

2,4-dinitrofenilhidrazina

tipo

de

reacción

es

adición

nucleofílica y se ve favorecida en medio

(reactivo de Brady), ésta reacciona con

ácido ya que este

el grupo carbonilo de los aldehídos y

polarización

cetonas

2,4-

facilitando el ataque nucleofílico del

las cuales son

reactivo al carbocatión. Por otro lado un

sólidas, observando un precipitado de

exceso de acidez en el medio es

color

perjudicial

formando

dinitrofenilhidrazonas, amarillo

en

las

del

contribuye a la grupo

porque

carbonilo

la

2,4-

dinitrofenilhidrazonas de aldehídos y

dinitrofenilhidrazina forma una sal en la

cetonas

cual el par de electrones no compartidos

saturadas,

y

de

color

anaranjado en las dinitrofenilhidrazonas

del

átomo

del

nitrógeno

quedan

bloqueados por el protón y pierde sus

propiedades nucleofílicas. También es

Fehling,

Benedict y

una reacción de condensación que se

cetonas

resisten

puede observar en la liberación de

suave,

pero

Tollens. la

con

Las

oxidación oxidantes

agua. (Calderón & Fuentes, 2013) sufren la fragmentación de los enérgicos a altas temperaturas, enlaces C — C a ambos lados del grupo carbonilo para dar una mezcla de Ácidos carboxílicos. (ídem)

 Los



Oxidacion con KMnO4 aldehídos

oxidan

fácilmente

y

se convierten en el ácido carboxílico

Reacción con el reactivo de Tollens

El reactivo de Tollens, el agente de

respectivo, en contraste con las cetonas

oxidación suave usado en esta prueba,

que son difíciles de oxidar, en presencia

es una solución alcalina de nitrato de

de los agentes oxidantes habituales

plata, es transparente e incolora. Para

degran poder como el permanganato de

evitar la precipitación de iones de plata

potasio, dicromato de potasio y otros.La

como oxido de plata a un pH alto, se

reacción

agregan unas gotas de una solución de

global

de

oxidación

de

un aldehído es la siguiente:

amoniaco, que forma con los iones plata un complejo soluble en agua:

Al añadirle la mezcla oxidante a una cetona se comprueba que no hay

Al oxidar un aldehído con el reactivo de

oxidación por no cambiar el color. Esta

Tollens, se produce el correspondiente

propiedad

ácido carboxílico y los iones plata se

permite

diferenciar

un

aldehído de una cetona, mediante la

reducen

utilización de oxidantes relativamente

metálica. Por ejemplo, el acetaldehído

débiles, como soluciones alcalinas de

produce ácido acético, la plata suele

compuestos cúpricos o argentosos que

depositarse formando un espejo en la

reciben

superficie interna del recipiente de

el nombre

de

reactivos de

simultáneamente

a

plata

reacción. La aparición de un espejo de plata es una prueba positiva de un aldehído. Si se trata el acetaldehído con el reactivo de Tollens, la reacción es la siguiente: 

Oxidacion de metil cetonas

Reacción exclusiva de metilcetonas que se oxidan hasta ácido carboxílico con El aldehído se oxida a ácido carboxílico;

eliminación un haloformo, precipitado

es un agente reductor. Los iones de

voluminoso y coloreado, que permite

plata se reducen a plata metálica; son

identificar este tipo de cetonas. (ídem)

agentes

oxidantes.

El

plateado

de

espejos se suele hacer con el reactivo de

Tollens.

comercial

se

En

el

procedimiento

utiliza

glucosa

o

formaldehído como agente reductor. (Carla & Soto, 2013)  

Ensayo

con

nitroprusiato

sódico

Reacción con el reactivo de

Las metil cetonas contienen hidrógenos

Schiff El reactivo de Schiff (clorhidrato de

alfa en los átomos de carbono contiguos

p~rosanilina) reacciona con aldehídos

al grupo carbonilo que son relativamente

produciendo una coloración purpura

ácidos y pueden ser capturados con

fuerte característica que nos permite

bases adecuadas. Cuando tiene lugar

identificar los aldehídos de las cetonas.

esta reacción ácido-base el compuesto

Morrison

coloración

carbonílico se convierte en un anión

vino~purpura indica una prueba positiva

enolato, que es una especie nucleofílica

para aldehídos, se nota la diferencia con

capaz

las cetonas ya que estas poseen un

electrófilos.

color mas bajo. (Mejia)

Las metil cetonas en medio alcalino

dice

que

una

de

reaccionar

con

ciertos

reaccionan con el nitroprusiato de sodio virando a color rojo, luego al agregarle

ácido acético glacial vuelven a virar

el

hacia

(Nicasio, 2013)

un

color

violeta.

En un ensayo en blanco en las mismas condiciones se produce la decoloración de la solución. (Calderón & Fuentes,

aumento

de

las

ramificaciones.

2. Formule la ecuacion ajustada de la reacción

del

for...