Estudio de las propiedades de los Aldehídos y Cetonas

1. Objetivo:

Tener conocimiento de los diferentes tipos de reactivos que participan en las reacciones de aldehídos y cetonas y que nos ayudan a tener un conocimiento profundo de las características de las mismas.

2. Fundamento Teórico:

Aldehído, cada uno de los compuestos orgánicos que contienen el grupo carbonilo (CO)

La mayoría de los aldehídos son solubles en agua y presentan puntos de ebullición elevados. El grupo carbonilo les proporciona una gran reactividad desde el punto de vista químico; dan ácidos carboxílicos con mucha facilidad. Los aldehídos se obtienen a partir de los alcoholes primarios, controlando el proceso para evitar que el aldehído pase a ácido.

Estos compuestos están presentes en muchas frutas, siendo responsables de su olor y sabor característicos, y tienen mucha importancia en la fabricación de plásticos, tintes, aditivos y otros compuestos químicos. Los dos primeros de la serie son el metanal y el etanal.

Cetona, cada uno de los compuestos orgánicos que contienen el grupo carbonilo (CO) y que responden a la fórmula general R—CO—R', en la que R y R' representan radicales orgánicos.

Al grupo carbonilo se debe la disolución de las cetonas en agua. Son compuestos relativamente reactivos, y por eso resultan muy útiles para sintetizar otros compuestos; también son productos intermedios importantes en el metabolismo de las células. Se obtienen a partir de los alcoholes secundarios.

La cetona más simple, la propanona o acetona, CH3COCH3, es un producto del metabolismo de las grasas, pero en condiciones normales se oxida rápidamente a agua y dióxido de carbono. Sin embargo, en la diabetes mellitus la propanona se acumula en el cuerpo y puede ser detectada en la orina. Otras cetonas son el alcanfor, muchos de los esteroides, y algunas fragancias y azúcares.

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Propiedades físicas

Los compuestos carbonílicos presentan puntos de ebullición más bajos que los alcoholes de su mismo peso molecular. No hay grandes diferencias entre los puntos de ebullición de aldehídos y cetonas de igual peso molecular.

Los compuestos carbonílicos de cadena corta son solubles en agua y a medida que aumenta la longitud de la cadena disminuye la solubilidad.

Reacciones

La reacciones de los aldehídos y cetonas son esencialmente de tres tipos; adición nucleofílica, oxidación y reducción.

Adición nucleofílica

Debido a la resonancia del grupo carbonilo

la reacción más importante de aldehídos y cetonas es la reacción de adición nucleofílica cuyo mecanismo es el siguiente:

Siguen este esquema la reacción con hidruros ( NaBH4, LiAlH4 ) donde Nu- = H- y la reacción con organometálicos (RMgLi, RLi) donde Nu- = R-.

Oxidación

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3. Reacciones y mecanismos:

1. Prueba de fehling

Formaldehído

R C

O

H R C

O

O OH2Cu2OCu

2+OH-

Aldehído+ + + +

Benedict: CitratoFehling:Tartrato

Óxido cuproso(precipita de

color rojo ladrillo)

(Complejo)

Ión carboxilato

Benzaldehído

2. Prueba de Tollens

Formaldehído

R C

O

H R C

O

O OH2Ag NH3Ag(NH3)2+ OH-

Aldehído+ + + +

Reactivo de TollensPlata metálica

(precipitaformando un

espejo)

+Ión carboxilato

3. Reactivo de Shiff

Formaldehído

4. Adición con el bisulfito de sodio

Benzaldehido

Reacción general

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Mecanismo

Formaldehído

Reacción general

Mecanismo

5. Oxidación del benzaldehído

Reacción

Mecanismo

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6. Preparación de los D,N,F,H

Acetona

Mecanismo

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4. Diagrama de flujo:

Reactivo de Fehling

Reactivo de Tollens

Reactivo de Shiff

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Producto de adición con bisulfito de sodio

Oxidación atmosférica

Solubilidad del benzaldehído

Solvente: Agua Etanol

Nº gotas: 5 gotas 30 gotas No es soluble Soluble

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Preparación de los DNFH

5. Datos experimentales:

Reactivo de Fehling:

Formaldehído: Azul ------------------------------- Verde rojizoAcetona: 2 fases ------------------------------------ anillo rojizoBenzaldehido: Aceitoso --------------------------- ligeramente rojizo

Reactivo de Tollens:

Tanto en el formaldehído como en el benzaldehído se formó el espejo de plata. Pero para el benzaldehído necesita la adición del NaOH.

Reactivo de Shiff:

Formaldehído: coloración fucsiaAcetona: coloración fucsia de menor intensidad

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Producto de adición con bisulfito de sodio:

Sólo se formó cristales con el benzaldehído.

Preparación de las D. N. F. H :

El punto de fusión encontrado fue: T f = 129 º C Masa del producto fue g

Solubilidad del benzaldehído:

El benzaldehído es insoluble en agua pero soluble en alcohol.

Oxidación atmosférica:

Forma un precipitado sólido ( se produce la oxidación )

6. Discusión de resultados y observaciones:

- En la prueba de Fehling, cuando trabajamos con la acetona, demoró un poco más ya que fue complicado hacer que este forme el precipitado rojo deseado, debido a que fehling y la acetona eran líquidos inmiscibles.

- Hay que tener mucho cuidado en mantener la temperatura a casi 60°C para que se pueda adquirir la coloración plateada. Y además otro cuidado especial es no olvidar la extrema limpieza en la que deben estar los tubos para esta prueba.

- Al realizar la prueba de Tollens, observamos que en el tubo de ensayo se produce una coloración plateada simulando un espejo. Que a veces se torna un poco negruzca debido a las impurezas.

- En la prueba de Shiff observamos que la prueba con acetaldehído produce reacción química (cambio de color muy intenso), mientras que con la acetona casi no sucede nada.

- En la prueba con bisulfuro de sodio, el benzaldehído es el único que reacciona formando los cristales.

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- En una prueba de solubilidad con benzaldehído este es muy soluble en alcohol, mas no en agua. Para agua ---- 5 gotas, para alcohol --- ilimitado

7. Conclusiones:

- En la prueba de la D. N. F. H se obtuvo un valor muy aproximado en la T f al teórico ( T f = 130 º C )

- Los aldehídos dan una prueba de Tollens positiva.

- La prueba de Shiff es favorable con los aldehídos.

- En la prueba de Fehling, notamos que la acetona es la más reactiva.

- Oxidación espontánea del benzaldehído.

8. Bibliografía:

1. L.G.Wade , Química orgánica Tomo II , segunda edición en español , Editorial Hispanoamericana S.A. , 1993 , Págs.820-821, 824, 834.

2. Perry Robert H. , Biblioteca del Ingeniero Químico volumen 1 , segunda edición en español, McGraw- Hill , 1986 , México , Págs. 3-2,38,41,147.

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9. Apéndice:

FehlingTambién conocido como reactivo de Fehling es una solución A: sulfato de cobre cristalizado, 35 g; agua destilada, hasta 1.000 ml. Solución B: sal de Seignette, 150 g; solución de hidróxido de sodio al 40%, 3; agua, hasta 1.000 ml. se utiliza como reactivo para la determinación de azúcares reductores. Sirve para demostrar la presencia de glucosa en la orina.

Licor de Fehling, disolución descubierta por el químico alemán Hermann von Fehling y que se utiliza como reactivo para la determinación de azúcares reductores. Sirve para demostrar la presencia de glucosa en la orina.

El licor de Fehling consiste en dos disoluciones acuosas, una de sulfato de cobre (II) y otra de hidróxido de sodio y tartrato de sodio y potasio, que se guardan separadas hasta el momento de su uso para evitar la precipitación del hidróxido de cobre (II).

El ensayo con el licor de Fehling se funda en el poder reductor del grupo carbonilo de un aldehído. Éste se oxida a ácido y reduce la sal de cobre (II) en medio alcalino a óxido de cobre (I), que forma un precipitado de color rojo. Un aspecto importante de esta reacción es que la forma aldehído puede detectarse fácilmente aunque exista en muy pequeña cantidad. Si un azúcar reduce el licor de Fehling a óxido de cobre (I) rojo, se dice que es un azúcar reductor.

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