Manual Practicas Organica II

MANUAL PRCTICAS ORGNICA IPROGRAMA DE QUMICA

UNIVERSIDAD DE CRDOBAFACULTAD DE CIENCIAS BSICASDEPARTAMENTO DE QUMICA

MANUAL PRCTICAS ORGNICA II PROGRAMA DE QUMICA UNIVERSIDAD DE CRDOBA FACULTAD DE CIENCIAS BSICAS DEPARTAMENTO DE QUMICA

MANUAL PRCTICAS

MANUAL PRCTICAS ORGNICA II

DEPARTAMENTO DE QUMICA

UNIVERSIDAD DE CRDOBA

FACULTAD DE CIENCIAS BSICAS


PROGRAMA DE LA CARRERA DE QUIMICA

MANUAL DE PRCTICAS DE LABORATORIO

QUMICA ORGNICA II

PROFESOR

JENNIFER LAFONT MENDOZA M.Sc en Ciencias Qumicas

Montera



INSTRUCCIONES GENERALES

Antes de iniciar el trabajo de laboratorio, es necesario tener en cuenta ciertas recomendaciones que son de gran importancia para el mejor desarrollo de las experiencias y la aplicacin de los resultados obtenidos.

IMPORTANTE: Durante el trabajo de laboratorio, es importante que usted cuente con el siguiente material, el cual se exigir como obligatorio:

Bata de laboratorio

Panola para el aseo del puesto de trabajo Caja pequea de detergente se trae al iniciar el curso Cuaderno de apuntes con pasta dura para realizar las observaciones Caja de fsforos para el encendido del mechero.

METODOLOGA PARA EL TRABAJO EN EL LABORATORIO

Para el mejor aprovechamiento de las experiencias que el estudiante realiza bajo la direccin del profesor es necesario que:

El estudiante conozca previamente la experiencia que va a realizar, con el estudio de la teora y el procedimiento contenido en el manual de laboratorio.

El estudiante consulte con el profesor las dudas que tenga sobre los temas tericos previamente al desarrollo de la accin posterior.

El estudiante elabore un diagrama esquemtico resumido de los pasos y operaciones de procedimiento. Las sesiones de trabajo sern eminentemente prcticas e incluirn: la revisin inicial del equipo de trabajo, el reporte de daos o faltantes, el desarrollo experimental del procedimiento con la observacin de los hechos cientficos y la toma de datos experimentales, para su aplicacin posterior en la elaboracin del informe de la respectiva experiencia.

En los casos en que sea necesario efectuar un montaje especial, el profesor y el tcnico de laboratorio prepararn una demostracin que se efectuar al comienzo de la sesin.

El estudiante debe tener presente operar los implementos: reactivos y equipos, practicando rigurosamente las normas de seguridad y las instrucciones de trabajo impartidas por el profesor.



NORMAS GENERALES DE SEGURIDAD

No debe hacerse ningn tipo de experiencias sin autorizacin del profesor o instructor de laboratorio.

Cuando se lleve a cabo un calentamiento en tubo de ensayo, no se debe dirigir la boca del tubo hacia s mismo o hacia el compaero de mesa.

Nunca deben probarse los reactivos. Cuando deba olerse un reactivo o producto de una reaccin, se deben dirigir

los vapores hacia la nariz con la mano Cuando se inserte un tubo de vidrio en un tapn, se debe proteger la mano con

una toalla. Cuando se prepare una solucin diluda en un cido a partir de una solucin

concentrada del mismo, el cido concentrado debe verterse cuidadosamente sobre el agua, nunca lo contrario.

Cuando en una operacin se desprenden gases txicos, esta debe efectuarse en una campana de gases.

Cada reactivo se mantiene en recipientes rotulados con el nombre del reactivo y fecha de preparacin. Cuando se necesite hacer uso del reactivo, debe leerse bien el rtulo para estar seguro que es el indicado.

Cuando se vaya a usar un reactivo lquido conservado en botella, este debe verterse por el lado contrario al rotulo, de esta manera, en caso de que algo del reactivo resbale por la parte exterior del envase no se mancha el rotulo.

No deben introducirse pipetas o esptulas en los recipientes originales de los reactivos.

No deben pipetearse con la boca reactivos corrosivos o venenosos; para ello debe emplearse una perilla de seguridad o un pedazo de tubo plstico en el extremo superior de la pipeta.

INCENDIOS

Cuando se produce fuego sobre la mesa de trabajo, puede controlarse utilizando un trapo hmedo si el rea afectada es pequea. En caso contrario, utilizar un extintor apropiado.

Siempre que se origine fuego, se deben apartar las sustancias inflamables.

QUEMADURAS

Si se vierte sobre s un cido, u otro compuesto qumico corrosivo, debe lavarse con abundante agua enseguida, informar inmediatamente al tcnico o al profesor, en caso de accidente an leve.

El rostro debe mantenerse retirado de vasos de precipitados o tubos de ensayo donde se lleve a cabo una reaccin qumica, pues el contenido podra salpicarle la cara.

Evite frotar la cara con las manos, cuando estas estn contaminadas con sustancias qumicas.



Las reacciones que producen vapores irritantes o txicos, deben realizarse en la campana para gases.



UNIVERSIDAD DE CRDOBA LABORATORIO DE QUMICA ORGNICA II

PRCTICA N 1

ALGUNAS PRUEBAS DE ALDEHIDOS Y CETONAS

1. OBJETIVOS

Al terminar sta sesin, el estudiante ser capaz de:

Comprobar la miscibilidad en agua de los aldehdos y cetonas que tienen hasta cuatro tomos de carbono, y la poca miscibilidad de los aldehdos y cetonas con ms de cuatro tomos de carbono.

Diferenciar los aldehdos de las cetonas, utilizando los reactivos de Tollens y de Fehling, y observando la formacin de precipitados.

Comprobar experimentalmente, que las cetonas metlicas reaccionan (+) con el reactivo de yodoformo y, en cambio, los aldehdos, excepto el etanol dan (-) esta prueba con dicho reactivo; tomando como evidencia visual (+) de reaccin, la formacin de un precipitado amarillo.

Sintetizar y purificar las 2,4 dinitrofenilhidrazonas de un aldehdo y de una cetona desconocidos.

2. TEORA RELACIONADA

El doble enlace del grupo carbonilo

O

C es comn para aldehdos y cetonas; los

aldehdos tienen por lo menos un hidrgeno unido al carbono del grupo carbonilo, ejemplo el formaldehdo o metanal que es el mas simple de los aldehdos el grupo carbonilo est unido a dos hidrgenos; en las cetonas el grupo carbonilo est unido a dos grupos hidrocarbonados. Estas especies se pueden representar mediante las siguientes estructuras generales:

R C R

O

OCR H

CETONA ALDEHIDO

Donde R, es un grupo alqulico, cicloalqulico, o aromtico.



REACCIONES: 1.1 CON OXIDANTES SUAVES Una de las diferencias importantes entre los aldehdos y cetonas es su facilidad relativa de oxidacin. Los aldehdos se oxidan muy fcilmente, las cetonas solo experimentan oxidaciones con oxidantes fuertes y en condiciones bastantes excepcionales. Se emplean varios ensayos basados en esta diferencia de comportamiento para distinguir aldehdos de cetonas.

Oxidantes muy suaves como el reactivo de Tollens, Solucin de Fehling, pueden usarse con este objetivo porque no reacciona con cetonas.

El reactivo de Tollens es una solucin bsica amoniacal de nitrato de plata (el amoniaco evita la formacin de Ag2O).

La reaccin del aldehdo con este reactivo convierte el aldehdo en una sal de cido carboxlico y el ion complejo de plata amoniacal es reducido a plata metlica(que se manifiesta con la formacin de un espejo de plata o precipitado negruzco). La ecuacin simplificada de esta reaccin es:

O

CR H + 2 Ag(NH3)2 + 3 OH R CO

O + 2 Ag + 2H2O + 4NH3

El reactivo de Fehling es una solucin alcalina de sulfato cprico en forma de complejo con el cido tartrico (el cido tartrico evita la formacin de Cu(OH)2. El reactivo de Fehling consta de dos soluciones que se mezclan en el momento de emplearlas. El Cu+2 es reducido por el aldehdo a oxido cuproso (Cu2O) y en algunos casos es reducido hasta cobre metlico, mientras que el aldehdo se oxida a la sal de cido carboxlico. La ecuacin parea la reaccin puede escribirse as:

R C

O

H + Cu+2 OH Cu2O + O

OCR

1.2. CON OXIDANTES FUERTES: Las cetonas resisten la oxidacin suave, pero con agentes oxidantes fuertes, generalmente a lateas temperaturas experimentan rompimiento de los enlaces carbono-carbono en cualquier lado del grupo carbonilo (oxidacin degradativa).



1.3 PRUEBA DEL YODOFORMO:

Una solucin de yodo en yoduro de potasio en medio bsico (I2, KI, NaOH), se utiliza

para detectar la presencia del grupo R CO

en aldehdos y cetonas o que por oxidacin pueda generar este grupo. La evidencia visual de esta reaccin es la formacin de un slido amarillo llamado comnmente yodoformo de formula molecular CHI3.

1.4 REACCIONES DE ADICION:

Debido a la insaturacin y a la polaridad del enlace carbono-oxgeno, los compuestos carbonilos presentan reacciones de adicin en la cual la parte nucleoflica del reaccionante se une al carbono del grupo. Un ejemplo de esta reaccin es la formacin de formacin de hidrazonas as partir de aldehdos y cetonas. En este experimento se prepara la 2,4-dinitrofenilhidrazona, mediante la reaccin de la 2,4-dinitrofenilhidrazina y un compuesto carbonilo, para dar un producto cristalino coloreado. La reaccin con la acetona es la siguiente:

CH3CO

H3C + NO2

NO2

H2N NHNH

NO2

NO2H3C C

CH3

OH

N

HPRODUCTO DE ADICION

C NH3C

H3C

NO2

NO2

NH

PRODUCTO DE ELIMINACION

3. PARTE O SECCIN EXPERIMENTAL

Pruebas de solubilidad (miscibilidad) en agua como disolvente. Colocar 2.0 ml de agua en cada uno de tres tubos de ensayo, y luego adicionar al primer tubo 1 ml de formaldehdo; al segundo 1 ml de acetona y al tercero 1 ml de acetofenona. Agitar vigorosamente cada uno de los tubos a temperatura ambiente. Si el compuesto se disuelve totalmente, anotarlo como miscible en agua.



3.2. REACTIVOS OXIDANTES SUAVES

REACTIVO DE TOLLENS [Ag (NH3)2] + /OH

Colocar 1 ml de formaldehdo, acetona y acetofenona en sendos tubos de ensayo. A cada uno agregarle 0.5 ml de reactivo de Tollens. Agitar y dejar en reposo durante 15 minutos. Si observa precipitados, con qu rapidez se forman stos? Si es necesario, calentar al bao de mara despus de transcurrido el tiempo indicado. Anotar los resultados.

REACTIVO DE FEHLING:

Colocar 1 ml de formaldehdo, acetona y acetofenona en sendos tubos de ensayo. A cada uno agregarle 0.5 ml de Fehling No. 1(A) 0.5 ml de Fehling No. 2(B). Agitar bien y calentar los tubos en bao mara durante 3 minutos.

Anotar sus observaciones.

PRUEBA DEL YODOFORMO (KL I2/OH)

Colocar 1 ml de NaOH al 2% en un tubo de ensayo. Adicionar 1 ml de formaldehdo y, a sta mezcla, agregarle gota a gota y agitando, hasta 1 ml del reactivo de yodoformo. Observar si aparece un precipitado amarillo que indique la presencia de yodoformo. Realizar lo mismo con acetona y acetofenona. Anotar los resultados.

PREPARACIN DE LA 2,4-DINITROFENILHIDRAZONA:

En un tubo de ensayo grande colocar 1 ml del reactivo previamente preparado de la 2,4-dinitrofenilhidrazina (7 grs de 2,4-dinitrofenilhidrazina, 145ml de etanol, 20 ml de agua, 20 ml de cido sulfrico); luego adicione 1 ml de acetona, agitar el tubo de ensayo y dejarlo en reposo durante 5 minutos. Enfriar la mezcla en un bao de agua-hielo y finalmente filtrar por succin. Secar los cristales y determinar el punto de fusin.

Repita la experiencia utilizando formaldehdo en lugar de acetona.

Tabla de Resultados

Sustrato Estructura Reactivo Frmula Reaccin Evidencia Visual (+)

Formol 2.4 DNFH

(+) Precipitado amarillo



4. PREGUNTAS Y/O COMENTARIOS

4.1. Cmo diferenciara usted, explicando con reacciones qumicas apropiadas, los compuestos siguientes: a) Etil metil cetona? b) Benzaldehdo? c) Etanal?

4.2. Ordenar decrecientemente (de mayor a menor) los compuestos que siguen, segn su reactividad hacia una adicin nucleofilica:

a) Ciclobutano - carboxaldehdo b) Benzaldehdo c) metanol d) Etanal e) Acetofenona f) Etil metil cetona ___________________ _______________________ _______________________

___________________ _______________________ _______________________

Explique en forma clara y concisa su ordenacin.

4.3. Un compuesto desconocido X, cuya frmula molecular es C8H8O, reaccion (+) con el reactivo de 2,4 D.N.F.H. y con el reactivo del yodoformo, pero dio (-) la prueba de Tollens.

Determine la estructura del compuesto X: ________________________________




PRCTICA N 2

OXIDACIN DE ALDEHIDOS Y CETONAS: OBTENCIN DE CIDOS POR OXIDACION

1. ANTECEDENTES Por oxidacin de alcoholes primarios o aldehdos se obtiene un slo cido carboxlico con igual nmero de tomos de carbono. La oxidacin de alcoholes alifticos secundarios, hidrocarburos alifticos, insaturados o cetonas alifticas produce varios cidos con menor nmero de carbonos que los compuestos iniciales. Los compuestos alicclicos de cualquiera de los tres ltimos grupos por oxidacin dan cidos dicarboxilicos. En todos los casos los oxidantes ms usuales son disoluciones acidas de acido crmico o dicromato de sodio, disoluciones acidas o alcalinas de permanganato de potasio y disoluciones de acido ntrico. La diferencia de reactividad de las diversas materias primas, tanto por los grupos funcionales como por la longitud y estructura de sus cadenas de carbono, hacen necesario variar las condiciones de las oxidaciones.

REACCIONES

2. PARTE EXPERIMENTAL

a. Acido adipico por oxidacin del ciclohexeno. Con precaucin, disuelva 10 mL de acido sulfrico concentrado en 10 g de hielo picado contenidos en un matraz erlenmeyer de 125 ml. Aada a esta disolucin 2.0 ml (g)(mol) de ciclohexeno, agite la mezcla hasta que se disuelva el hidrocarburo. Introduzca el matraz en un bao de hielo y despus aada, gota a gota agitando con un termmetro de 0 a 110 C y manteniendo siempre la temperatura entre 25 y 60 C, una disolucin de 4.5 g de dicromato de sodio (Na2Cr2O9.2H2O) en 5 ml de agua. Terminada la adicin (5 a 10 minutos), la suspensin verdosa se calienta en un bao de mara durante 10 minutos. El contenido del matraz se vierte sobre 15 gramos de hielo contenidos en un vaso de precipitados de 100 ml. La suspensin se deja en un bao de hielo o en el refrigerador durante 10 a 30 minutos. Despus se filtra en un Buchner de 4.5 cm; el slido se lava con 2 ml de agua helada (el acido adipico es soluble en agua). Recristalcelo en la mnima cantidad de agua caliente. Al concentrar las aguas madres se obtiene una segunda cosecha. Seque los precipitados, pselos y determneles el punto de fusin.

b. Acido adipico por oxidacin del ciclohexanol. La reaccin se efecta en la campana de humos. USE GUANTES Y ANTEOJOS. En un matraz erlenmeyer de 200 ml colocado sobre un anillo y unido con una pinza a un soporte universal, se ponen 4 ml de agua y 8 ml de acido ntrico concentrado. Se introduce un termmetro y se calienta la mezcla hasta 80 C, despus aada 2 gotas de ciclohexanol (use un gotero). En menos de un minuto se



desprendern xidos de nitrgeno y la temperatura se elevar. Djela descender hasta 80 u 85 C y aada otras tres gotas de ciclohexanol hasta que haya aadido un total de 4 ml de alcohol. Deje la mezcla de 80 a 90 C durante 5 minutos, calentando si es necesario, despus enfre a 0 C el contenido del matraz. Recoja el slido en un Buchner pequeo, lvelo con 5 ml de agua helada. Recristalice el acido adipico en la mnima cantidad de agua hirviendo. Concentre las aguas madres para obtener una segunda cosecha. Seque, pese y determine el punto de fusin. Discuta sus observaciones.

3. REFERENCIA GENERAL

GODT H. C. Y J. E QUINN, A study of the nitric and oxidation of ciclohecanol to adipic acid, J. Am. Chem. Soc. 78, 1461(1956)




PRCTICA N 3

IDENTIFICACIN DE AMINAS Y ALGUNAS REACCIONES

1. OBJETIVO

Diferenciar las aminas aromticas 1, 2 y 3 de las alifticas 1, 2 y 3, mediante diferentes pruebas cualitativas.


Las aminas son los compuestos orgnicos caractersticamente bsicos de forma anloga al amonaco, las aminas en solucin acuosa actan como bases con constantes de basicidad que varan entre 10-3 y 10-4 para las aminas alifticas y 10-9 para las aminas aromticas.

+ _

R-NH2 + H2O ========= R-NH3 + OH p H =7

Las aminas inferiores son solubles en cido clorhdrico para formar cloruros de alquilamonio, verdaderas sales solubles en agua.

Las aminas secundarias, alifticas y aromticas, forman N-nitrosaminas en presencia de cido nitroso y nitrito de sodio. Las N-nitrosaminas son amarillas e insolubles en cidos minerales.

Las aminas alifticas terciarias se oxidan con el cido nitroso, produciendo N- nitrosodialquilaminas y una mezcla de aldehdos y cetonas.

Las aminas terciarias aromticas experimentan una nitrosacin electroflica en el anillo de benceno.

3. MATERIALES Y REACTIVOS:

Tubos de ensayos

Goteros Pipetas

Hielo

Gradillas

Anilina

Acido sulfrico

Nitrito de sodio al 10%



naftol

Hidrxido de sodio al 10%

Aminas aromticas

N- metilanilina

cido clorhdrico concentrado

N,N-dimetilamina

Cloroformo Butilamina

Acetona

Ferrocianuro de potasio

4. PROCEDIMIENTO:

a. Identificacin de amina 1 aromtica:

Agregue a 0.5 ml de anilina 0.5 ml de H2SO4 concentrado, luego con precaucin aada 2 ml de agua y agite hasta lograr la disolucin de la sal primitivamente formada.

Enfre la solucin con hielo y luego agregue 2 ml de una solucin fra y recientemente preparada de nitrito de sodio al 10%.

En otro tubo de ensayo prepare 2 ml de una solucin de 0.5 g de naftol en 1 ml de solucin de NaOH al 10% y sobre ella vierta gotas de sal de diazonio preparada anteriormente, obsrvese el precipitado de color naranja que se obtiene en esta reaccin. Repita la experiencia con otras aminas aromticas y anote los diferentes colores que se obtienen en cada caso.

b. Identificacin de amina 1 aliftica:

Disuelva 1 ml de butilamina en 5 ml de agua, acidule con 0.5 ml de H2SO4 concentrado y finalmente agregue solucin recientemente preparada de nitrito de sodio al 10% y agite. Obsrvese el intenso burbujeo de la reaccin positiva, el cual es perfectamente diferenciable del que produce la solucin nitrito en medio cido.

Repita esta experiencia utilizando diferentes aminas alifticas primarias.

c. Identificacin de amina 2 aromtica :

Disuelva 1 ml de N-metilanilina o difenilamina en 1ml de HCl concentrado y diluya luego con 1 ml de agua, sobre esta solucin agregue gota a gota agitando 1 ml de solucin recientemente preparado de nitrito de sodio al 10%. Obsrvese la formacin de una emulsin caf rojiza. Repita la experiencia con otras aminas secundarias, no utilice dimetilamina , y dietilamina, debido a que los grupos nitro o derivados correspondientes son solubles en el agua.

d. Identificacin de amina 3 aromtica:

Disuelva unos mg de N,N-dimetilamina en 1ml de HCl concentrado y luego diluya 2 ml de agua enfriada con hielo, finalmente agregue gota a gota y agitando 1 ml de solucin



recientemente preparada de nitrito de sodio al 10%. Obsrvese como se forma un compuesto de color rojo fuerte.

e. Identificacin de amina 1:

Mezcle 1 ml de anilina con 1ml de cloroformo y luego aada a la solucin KOH en etanol. Caliente suavemente y en forma cuidadosa perciba el olor desagradable que se desprende del tubo con la reaccin. Repita la experiencia con cualquier amina primaria.

f. Identificacin de amina 1 aliftica:

Disuelva 0.5 ml de butilamina en 2 ml de agua y agregue 0.5 ml de acetona, agite para lograr la mezcla, luego aada gotas de una solucin recientemente preparada de nitroprusiato de sodio al 5%, observe la coloracin violeta intensa que se obtiene.

g. Identificacin de amina 3:

Prepare 1ml de solucin saturada y fra de ferrocianuro de potasio y sobre ella vierta unas gotas de solucin cida de amina terciaria, observe la aparicin de un precipitado cristalino de color amarillo.

5. PREGUNTAS:

- Mediante que pruebas diferenciara usted en el laboratorio las aminas 1 alifticas de las aromticas?



- Mediante que pruebas diferenciara usted en el laboratorio las aminas primarias de las secundarias y estas de las terciarias?.Explique.




PRCTICA N 4

ALGUNAS REACCIONES DE CIDOS CARBOXILICOS

Y SUS DERIVADOS

1. OBJETIVOS

Al terminar esta sesin los estudiantes estarn en capacidad de:

Reconocer un cido carboxlico por su reaccin con bicarbonato de sodio (NaHCO3), observando el desprendimiento de gas carbnico (CO2).

Determinar las solubilidades, en agua y en soluciones bsicas, de los cidos carboxlicos.

Realizar varias reacciones de hidrlisis en sales, steres y amidas (sustituciones nucleoflicas).

Preparar jabn mediante la hidrlisis bsica de un aceite o de una grasa (steres de cidos grasos insaturados o saturados, respectivamente).

Comparar las propiedades de los jabones y los detergentes. Demostrar que ocurri la hidrlisis de sales y amidas determinando el pH de la

solucin resultante.


Los cidos carboxlicos pueden ser alifticos o aromticos.

Cuando en un cido carboxlico se reemplaza total o parcialmente el grupo hidroxilo (OH) se tiene los derivados de cido. 2.1 Los cidos carboxlicos se reconocen por su facilidad para formar sales mediante la reaccin de neutralizacin cido-base.

El hidrxido de sodio se puede cambiar por el bicarbonato de sodio para reconocer los cidos carboxlicos tomando como criterio el desprendimiento de CO2.

Con excepcin de los cidos de cuatro o menos carbonos, que son solubles tanto en agua como en disolventes orgnicos, los cidos carboxlicos y sus sales de metales alcalinos, exhiben un comportamiento de solubilidad opuesto: cidos carboxlicos insolubles en agua y solubles en disolventes orgnicos. Este comportamiento puede emplearse como criterio de identificacin y para lograr la separacin de ellos.

Los haluros de cidos, son los derivados ms reactivos y por ello es posible obtener muchos otros tipos de compuestos a partir de ellos, por la facilidad con la que dan reacciones de sustitucin nucleoflica. El solo contacto con el vapor de agua, de la atmsfera los transforma en cido carboxlico.



2.2 Los anhdridos de cido se preparan a veces por deshidratacin de dos molculas de cido monocarboxlico, o una de dicarboxlico, empleando como agente deshidratante otro anhdrido.

Otras por sustitucin nucleoflica sobre un haluro de cido. 2.3 Los steres se forman por la reaccin, en medio cido, entre un alcohol y un cido carboxlico. La reaccin llega rapidamente al equilibrio, por lo que es conveniente agregar un exceso de alcohol o eliminar el agua con el fin de que la reaccin se desplace a la derecha, favoreciendo la formacin del ter. (Principio de Chatelier). 2.4 Las amidas se preparan por la reaccin del amonaco y de las aminas con haluros de cido o con anhdridos.

Cuando las amidas se calientan con cidos o bases acuosas se hidrolizan produciendo sales de amonio o sales alcalinas, respectivamente.

Las sales de amonio se pueden calentar y por prdida de agua forman amidas.

3. PARTE O SECCIN EXPERIMENTAL

3.1 CARACTERSTICAS DE LOS CIDOS CARBOXLICOS

Disolver 0.5 ml 0.2 g. de un cido carboxlico en 1 ml de H2O, agregar 1 ml de NaHCO3 al 5%. El desprendimiento de CO2 (g) confirma la presencia de cido. Si el cido es innoble en agua, agregar 1 ml de MeOH o EtOH y luego solucin al 5% de bicarbonato de sodio.

FORMACIN DE SALES

Tomar en la punta de una esptula una pequea cantidad de cido benzoico y agregarle a un tubo de ensayo que contiene 3.0 ml. de agua. Observar la solubilidad. Otra muestra de cido benzoico agregarle a un tubo de ensayo que contiene 3.0 ml. de NaOH al 10%. Agitar y observar la solubilidad.

HIDRLISIS DE SALES

Tomar en la punta de una esptula una pequea cantidad de etanoato de sodio o acetato de sodio (CH3 COO-Na+) y agregarle a un tubo de ensayo que contiene 3.0 ml. de agua. Agitar y luego determinar la acidez con papel indicador. Efectuar lo mismo con nitrato de sodio en lugar de acetato de sodio.

HIDRLISIS BSICA DE STERES (Saponificacin)

Colocar 0.5 g de grasa (sebo o tocino) o de aceite en un tubo de ensayo grande y agregar 3.0 ml de NaOH al 25% y 3.0 ml de metanol. Calentar en bao mara por 20 minutos y agitar para disolver la grasa. Al terminar el calentamiento dividir el contenido del tubo en dos mitades y marcar como tubo A y B



Tapar el tubo A y agitar por un minuto, dejar reposar y medir el tiempo que tarda en desaparecer la espuma. Para comparar hacer lo mismo con una solucin al 2% de un detergente comercial. Calentar el tubo A y aadir esta mezcla a un tubo grande que contiene 10.0 ml de solucin acuosa al 25% de NaCl . Agitar por 2 minutos y observar la separacin del japn por efecto salino. Para comparar hacer lo mismo con solucin al 2% de detergente comercial.

Tomar en contenido del tubo B y agregar 2.5 ml de una solucin al 10% de cloruro de calcio (CaCl2), agitar la mezcla y observar si se forma espuma. Continuar adicionando solucin de CaCl2 hasta que no se forme ms espuma. Para comparar hacer lo mismo con otra solucin al 2% de detergente comercial.

PREPARACIN DE UNA AMIDA

Tomar un tubo de ensayo 1.0 ml de anhdrido actico y 1.0 ml de anilina, calentar a ebullicin por 6 minutos en bao mara. Enfriar la mezcla en un bao de agua hielo y provocar la cristalizacin de acetanilida. Guardar el producto para la parte 3.6 y 3.7.

HIDRLISIS BSICA DE UNA AMIDA

Tomar en un tubo de ensayo la mitad de la muestra de 3.5 y agregar 1.0 ml de NaOH al 10% en agua y calentar hasta ebullcin. Percibir el olor del gas desprendido y comprobar su basicidad colocando papel indicador en la boca del tubo.

HIDRLISIS CIDA DE UNA AMIDA

Efectuar con la otra mitad de la muestra de 3.5, lo mismo del caso anterior pero reemplazando el NaOH al 10% por H2SO4 al 10% en agua.

4. PREGUNTAS Y/O EJERCICIOS

4.1 Ordenar los siguientes compuestos de acuerdo a su acidez decreciente: a) cido metanoico b) cido propanoico c) cido cloroetanoico d) cido benzoico e) cido p-metilbenzoico.

Escribir la reaccin entre el cido etanodioico y el NaHCO3.

4.3 Calcular el pH de una solucin de CH3COO-Na+ que contiene 0.2 gramos de soluto en 5.0 ml de solucin acuosa s Ka = 1.8 X 10-5. Escribir la reaccin de hidrlisis.

4.4 Explique porqu no ocurre hidrlisis en la solucin de nitrato de sodio.



4.5 Escribir la reaccin de hidrlisis bsica del triesterato de glicerilo. Cul es el nombre sistemtico del jabn obtenido?

4.6 Qu papel desempea la solucin salina sobre la sal de cido y el alcohol ya formados en la hidrlisis.

4.7 Para qu se agrega CaCl2 sobre la solucin de jabn?

4.8 Qu conclusiones puede sacar respecto a las comparaciones que realiz entre un jabn y un detergente? 4.9 En la hidrlisis bsica de una amida. Por qu no sera necesario el papel indicador para determinar que s ocurri la reaccin?

4.10 Indicar el mecanismo de la reaccin de obtencin de acetanilida. Cul es el nombre sistemtico de este compuesto?.


LABORATORIO DE QUMICA ORGNICA II

SAPONIFICACIN DE UNA GRASA

1. OBJETIVOS Obtener jabn como producto principal de la hidrlisis bsica de una grasa

animal. Adquirir destreza en la pr

compuestos orgnicos de uso comn.


La manufactura del jabn es una de las sntesis qumica mas antiguas cuando las tribus germanas de la poca de Cesar hervan cebo de cabra con potasa que obtenpor lixiviacin de las cenizas del fuego de lea, efectuaban la misma reaccin qumica que la que realizan los fabricantes de jabn modernos en escala enorme: de los glicridos. La hidrlisis produce sales de cidos carboxlicos y glicerol

Fig. 1

A travs del siglo XIX la manufactura del jabn fue mejor entendida con el descubrimiento de diferentes cidos grasos los cuales dieron el fundamento de los procesos modernos que relacionan le saponificacin de grasa neutras o cidos grasos con un material custico apropiado.

La sosa custica producira un jabn de sodio de los mas fuertes en cambio con KOH se obtendra uno de los jabones mas suaves adems que la seleccin de aceites o grasa en especifico nos pueden dar un jabn lquido.

Las grasas y aceites presentan estructura general mostrada en la FIG. 1 y se denominan glicridos estos compuestos son tristeres derivados a partir del glicerol (un compuesto trioxi) y tres cidos carboxlicos.




PRCTICA N 5

SAPONIFICACIN DE UNA GRASA ANIMAL: PREPARACINJABN

Obtener jabn como producto principal de la hidrlisis bsica de una grasa

Adquirir destreza en la preparacin, separacin y formulacin de compuestos orgnicos de uso comn.

TEORA RELACIONADA

La manufactura del jabn es una de las sntesis qumica mas antiguas cuando las tribus germanas de la poca de Cesar hervan cebo de cabra con potasa que obtenpor lixiviacin de las cenizas del fuego de lea, efectuaban la misma reaccin qumica que la que realizan los fabricantes de jabn modernos en escala enorme:

La hidrlisis produce sales de cidos carboxlicos y glicerol

A travs del siglo XIX la manufactura del jabn fue mejor entendida con el descubrimiento de diferentes cidos grasos los cuales dieron el fundamento de los procesos modernos que relacionan le saponificacin de grasa neutras o cidos grasos

un material custico apropiado.

La sosa custica producira un jabn de sodio de los mas fuertes en cambio con KOH se obtendra uno de los jabones mas suaves adems que la seleccin de aceites o grasa en especifico nos pueden dar un jabn lquido.

as y aceites presentan estructura general mostrada en la FIG. 1 y se denominan glicridos estos compuestos son tristeres derivados a partir del glicerol (un compuesto trioxi) y tres cidos carboxlicos.


ANIMAL: PREPARACIN DE UN

Obtener jabn como producto principal de la hidrlisis bsica de una grasa

eparacin, separacin y formulacin de

La manufactura del jabn es una de las sntesis qumica mas antiguas cuando las tribus germanas de la poca de Cesar hervan cebo de cabra con potasa que obtenan por lixiviacin de las cenizas del fuego de lea, efectuaban la misma reaccin qumica que la que realizan los fabricantes de jabn modernos en escala enorme: La hidrlisis

La hidrlisis produce sales de cidos carboxlicos y glicerol.

A travs del siglo XIX la manufactura del jabn fue mejor entendida con el descubrimiento de diferentes cidos grasos los cuales dieron el fundamento de los procesos modernos que relacionan le saponificacin de grasa neutras o cidos grasos

La sosa custica producira un jabn de sodio de los mas fuertes en cambio con KOH se obtendra uno de los jabones mas suaves adems que la seleccin de aceites o

as y aceites presentan estructura general mostrada en la FIG. 1 y se denominan glicridos estos compuestos son tristeres derivados a partir del glicerol



Las grasas y aceites son triglicridos. La principal diferencia entre ellos es que una grasa es un slido a temperatura ambiente, mientras que un aceite es un lquido en las mismas condiciones. Generalmente las grasas provienen de los animales y los aceites suelen obtenerse a partir de las plantas. Por tanto, se usan los trminos grasas animales y aceites vegetales.

Ms observaciones generales acerca de las grasas y aceites involucran a las partes de cido carboxlico del ster. Algunos de los cidos son saturados mientras que otros no lo son, y la mayora son compuestos de cadena recta. En los que son insaturados, los dobles enlaces generalmente son cis y rara vez trans. La mayora de los cidos contienen un nmero par de tomos de carbono por lo general de 12 a 20. Por esta razn, la mayora de los cidos que presentan 6 o mas tomos de carbono en mltiplos pares reciben el nombre de cidos grasos.

Los glicridos son una fuente til y barata de cidos grasos al igual que de los alcoholes correspondientes. por ejemplo, la hidrlisis cida o bsica de un glicrido da lugar a cidos carboxlicos directamente.

Cuando se hace un extracto de tejidos vegetales o animales con un disolvente apolar (por ejemplo, ter, cloroformo, benceno o un alcano), una fraccin del material se disuelve. Los componentes de esta fraccin se denominan lpidos.

Los lpidos abarcan una amplia variedad de tipos estructurales, entre los que mencionaremos los siguientes : cidos carboxlicos (o "cidos grasos"), Trigliceroles (o grasas neutras), Fosfolpidos, Glicolpidos, Ceras, terpenos, Esteroides, Prostaglandinas.

La mayora de los cidos carboxlicos se encuentran como steres del glicerol, es decir como Trigliceroles (en la literatura antigua tambin se les denominaba triglicridos o simplemente glicridos). Los mas comunes son los Trigliceroles de cadena larga.

Los triglicridos son los aceites y grasas de origen vegetal o animal. A ellos pertenecen algunos aceites muy comunes como el aceite de cacahuate, oliva, soya, maz y mantequilla , sebo. Los glicridos que se comportan a temperatura ambiente como lquidos se conocen, por lo general, como aceites; los que se comportan como slidos se les conoce como grasas.

Los cidos carboxlicos que se obtienen por hidrlisis de las grasas y aceites naturales suelen tener cadenas no ramificadas y con un numero par de tomos de carbono.

Casi todos los aceites constan de un alto porcentaje de cido grasos insaturados. El hecho de que los aceites tengan de puntos de fusin mas bajos que las grasas tienen relacin con estos; la hidrogenacin de un aceite produce una grasa slida. Los enlaces cis-dobles de los cidos grasos insaturados hacen que sus cadenas de carbono asuman conformaciones que no agrupan con facilidad en una estructura cristalina ordenada y slida. Las cadenas saturadas producidas por hidrogenacin de un aceite se acomodan mucho mejor.



Los aceites vegetales se hidrogenan hasta obtener una grasa semi-slida de aspecto atractivo. Se evita la hidrogenacin total por el hecho de que los triglicridos completamente saturados son muy duros y quebradizos.

3. MATERIALES Y REACTIVOS

Beacker de 200 ml

Estufa

Termmetro

Molde de madera o plstico

Esptula para agitar

Sln de NaOH al 35%

50 g de detergente comercial

10 g de azul de altamar

200g de sebo fundido

200g de aceite de coco

Solucin de fenolftalena

Agua destilada

perfume de acuerdo con el color

4. PROCEDIMIENTO N1.

Funda la grasa en un Beacker de 200 ml y adicionar 100 ml de agua destilada para formar una emulsin. Agitar y calentar hasta 90 o 100C. Adicionar la solucin de soda preparada previamente al 35% poco a poco y agitar para favorecer al proceso de saponificacin; a medida que avanza la reaccin la suspensin va adquiriendo un aspecto homogneo y transparente como una jalea; no se debe agregar un exceso de solucin de soda porque se puede endurecer y afectar la reaccin, si esto ocurre hay que agregar mas agua para volverla fluida. Es posible que la grasa no necesite toda la solucin de soda para la saponificacin. La solucin salina (NaCl) tiene el efecto de aflojar la masa jabonosa y se puede utilizar cuando el jabn endurezca por la accin de la soda.

Cuando se ha consumido la totalidad de la soda y el aspecto de la masa es homogneo (jalea), se procede a disolver una muestra de jabn en agua caliente, si aparecen en la superficie sustancias grasosas liberadas, hay que agregar ms soda y seguir la reaccin, en caso contrario ha finalizado.

Una vez finalizado, se saca otra muestra de jabn, se disuelve en agua y agregndole unas gotas de fenolftalena debe aparecer una coloracin rosada, no muy intensa, prueba de que el jabn est en su punto de causticidad, si aparece muy custico, se agrega una porcin de aceite para neutralizar el lcali en exceso.


Finalmente se le agrega solucia poco, manteniendo la uniformidad en la masa, luego se enfra el jabn hasta 65se le agrega el perfume.

Se recomienda usar bao de mara para darle calor a la reaccin.

Si en algn momento el jadiciona una pequea cantidad de agua y se agita.

PROCEDIMIENTO N2

Se hacen hervir grasas y aceites en xidos de sodio hasta que se cumpla la hidrlisis. La incorporacin de un cloruro de sodijabn. (Una vez que el jabn se separ, el glicerol se puede aislar de la fase acuosa por destilacin).

Los jabones crudos suelen purificarse mediante varias precipitaciones y, si el producto deseado es un jabn de tocador se le agregan perfumescarbonato de sodio y otros rellenos, el jabn es til parar fregar, para un jabn que flote se le burbujeas aire a travs del jabn fundido.

Se puede calcular el ndice de saponificacin.

5. PREGUNTAS 1. Proponga el mecanismo que ocurre desde la hidrlisis cida de la grasa hasta

obtener el jabn .2. Describa detalladamente el ndice de saponificacin. Para qu sirve?.3. Qu funcin cumple la solucin salina sobre la sal de cido y el alcohol ya

formado en calentamiento?.



Finalmente se le agrega solucin de azul y el detergente, agitando y adicionando poco a poco, manteniendo la uniformidad en la masa, luego se enfra el jabn hasta 65se le agrega el perfume.

Se recomienda usar bao de mara para darle calor a la reaccin.

Si en algn momento el jabn tiende a subirse se suspende el calentamiento y se le adiciona una pequea cantidad de agua y se agita.

PROCEDIMIENTO N2

Se hacen hervir grasas y aceites en xidos de sodio hasta que se cumpla la hidrlisis. La incorporacin de un cloruro de sodio de la mezcla da lugar a que se precipite el jabn. (Una vez que el jabn se separ, el glicerol se puede aislar de la fase acuosa

Los jabones crudos suelen purificarse mediante varias precipitaciones y, si el producto bn de tocador se le agregan perfumes ; cuando se agrega arenas,

carbonato de sodio y otros rellenos, el jabn es til parar fregar, para un jabn que flote se le burbujeas aire a travs del jabn fundido.

Se puede calcular el ndice de saponificacin.

Proponga el mecanismo que ocurre desde la hidrlisis cida de la grasa hasta obtener el jabn . Describa detalladamente el ndice de saponificacin. Para qu sirve?.Qu funcin cumple la solucin salina sobre la sal de cido y el alcohol ya

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Se hacen hervir grasas y aceites en xidos de sodio hasta que se cumpla la hidrlisis. o de la mezcla da lugar a que se precipite el

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Los jabones crudos suelen purificarse mediante varias precipitaciones y, si el producto ; cuando se agrega arenas,

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Proponga el mecanismo que ocurre desde la hidrlisis cida de la grasa hasta

Describa detalladamente el ndice de saponificacin. Para qu sirve?. Qu funcin cumple la solucin salina sobre la sal de cido y el alcohol ya




LABORATORIO DE QUMICA ORGNICA II

PRCTICA N 6

SUSTITUCIN NUCLEOFILICA SN1: OBTENCIN DEL CLORURO DE TERBUTILO

1. OBJETIVO

Convertir el alcohol terbutilico en el cloruro correspondiente mediante la accin de cido clorhdrico como ilustracin de sustitucin nucleofilica.

2. TEORIA RELACIONADA

En el laboratorio, los alcoholes son materia muy comn para la sntesis de compuestos alifticos y generalmente como primera etapa est su conversin en haluros de alquilo, por reaccin con haluros de hidrgeno. La reaccin se produce ya sea burbujeando el haluro de hidrogeno seco o calentando el alcohol con el acido concentrado. Otros reactivos para producir haluros de alquilo son:

SOCl2, PCL3, POCL3, PCL5

Algunas caractersticas de la reaccin con haluros de hidrgeno son:

a- La reaccin es catalizada por cidos. Aun cuando los haluros de hidrgeno acuosos son cidos fuertes, la presencia de acido sulfrico acelera la reaccin.

b- La reaccin se puede dar con reordenamientos: el grupo alquilo en el haluro no siempre tiene la misma estructura que el grupo alquilo en el alcohol, excepto en el caso de la mayora de los alcoholes primarios que producen haluros de alquilo sin reordenamientos.

c- El orden de reactividad de alcoholes en condiciones para un mecanismo de sustitucin unimolecular hacia HX en 321CH3( ver pruebas de Lucas)

La catlisis por cidos sugiere que el alcohol protonado RO+H2 interviene en la reaccin. La existencia de reordenamientos implica carbocation como intermedio, aunque no con alcoholes primarios. Esto es apoyado por el orden de reactividad que coincide con la estabilidad de los carbocationes. El mecanismo aceptado para este tipo de reaccin se denomina SN1. Sustitucin nucleofilica unimolecular.

ROH + H+ RO+ H2 + X-

RO+ H2 R+ + H2O

R+ + X- RX



Los alcoholes primarios reaccionan a travs de un mecanismo distinto conocido como SN2 : Sustitucin nucleoflica bimolecular.

X- + RO+H2 {XROH2} X-R + H2O

3. PROCEDIMIENTO

Aade 10 gramos de alcohol terbutlico ( 2-metil 2- propanol) y 20 ml de acido clorhdrico concentrado a un embudo de separacin. Suavemente agite la mezcla durante 1 minuto.(embudo destapado) y luego agite vigorosamente durante 4 minutos (alivie la presin interna ocasionalmente). Separe la capa acuosa y descrtela. Lave la fase orgnica con 20 ml de solucin saturada de bicarbonato de sodio, agitando suavemente el embudo destapado. Luego tpelo, invierta y sacuda suavemente al principio y con fuerza despus (alivie la presin interna interna ocasionalmente). Drene y descarte la capa acuosa. Repita el lavado con 20 ml de agua.

Transfiera el cloruro de terbutilo a un erlenmeyer pequeo y squelo con 6-10 grnulos pequeos de cloruro de calcio, hasta que la solucin sea clara.

Decante el liquido directamente en un frasco de destilacin pequeo bien seco y destile.

Enfri el frasco colector en un bao de hielo. Recoja la fraccin que destila entre 48-53C. Redestile la fraccin recogida por debajo de 48 C.

4. PREGUNTAS

1. La prueba de Lucas se utiliza para distinguir entre alcoholes primarios, secundarios y terciarios. Investigue esta reaccin y su fundamento para distinguir entre distintos tipos de alcoholes.

2. La halogenacin directa de hidrocarburos muy rara vez es utilizada para la obtencin de haluros de alquilo. Explique este hecho

X2 + RH R-H + HX

Luz



3. En los procesos de lavado acuoso es absolutamente necesario reconocer cual es la capa acuosa a descartar. Qu sistema de reconocimiento puede seguir?

4. Los alcoholes primarios y secundarios son oxidados fcilmente por cidos crmicos, ms no los alcoholes terciarios. Escriba las reacciones y describa el cambio observado en cada caso.

5. REFERENCIAS

Unitized Exp. In Org Chem, 4 Ed: Brewster, Vander Werf, McEwen. P. 153 Lab. Exp In Org Chem. 7 Ed.R. Adams, JR. Johnson, CF. Wilcox. P. 184




PRCTICA N 7

MECANISMO DE SUSTITUCIN NUCLEOFILICA SN2 CINETICA DE LA HIDRLISI DE CLORURO DE TERBUTILO

1. OBJETIVO Demostrar que los haluros terciarios sufren solvlisis de primer orden, caso

tpico de sustitucin nucleoflica unimolecular: SN1


En general la velocidad de una reaccin depende de una variedad de factores, entre ellos tenemos:

a. La estructura del sustrato

b. La temperatura de reaccin

c. La naturaleza del medio en que se lleva a cabo la reaccin

d. La concentracin de las especies reaccionantes

En condiciones definidas, la funcin de velocidad de reaccin se puede calcular aproximadamente mediante la determinacin de la variacin de la concentracin del sustrato ( o la aparicin de un producto) como funcin del tiempo de reaccin. La solvlisis del cloruro de terbutilo en una mezcla etanol-agua genera como productos principales el alcohol terbutilico y etil terbutil ter, con cantidades menores de isoboteno (2 metil-propeno). Los dos primeros procesos corresponden a una sustitucin nucleofilica y el ultimo a un proceso de eliminacin.

1. (CH3)3CCl + 2 H2O (CH3)3COH + H3+O + Cl-

2. (CH3)3CCl + CH3CH2OH (CH3)3COH2CH3 + H+3O

3. (CH3)3CCl + 2H2O CH3-C= CH2 + H+3O + Cl- | CH3



Con base en varias evidencias experimentales y consideraciones tericas que se han aceptado dos mecanismos extremos para sustitucin y eliminacin: SN1-E y SN2-E2

En el primer caso, la etapa inicial, lenta, es la ionizacin del haluro produciendo un carbocation y el ion haluro.

4. (CH3)3CCL (CH3)3C+ + Cl-

Seguida por una reaccin rpida con agua o alcohol:

5. (CH3)3C+ + HOM (CH3)3COM (M: H, OR)

Es un hecho bien establecido en los principios de cintica qumica que cuando una reaccin ocurre en varias etapas la velocidad de la etapa ms lenta corresponde a la velocidad global de reaccin. Cualquier reaccin cuya etapa determinante de la velocidad global de reaccin contemple una sla especie, se designa como reaccin unimolecular. La sustitucin de este tipo se conoce como SN1 y la eliminacin como E1. Para una reaccin unimolecular o de primer orden, se cumple:

6. ( ) = K(a) =

Donde ( ) representa la velocidad de desaparicin del sustrato (cloruro de terbutilo), es la velocidad de aparicin del producto H3+O equivale a la medicin del producto orgnico).

La integracin de esta ecuacin da:

7. K = ln a a x = 2.303 log a a x

Al realizar el de log a a x Vs tiempo, este corresponder a una lnea recta si la cintica del proceso se ajusta a una reaccin unimolecular o de primer orden, con pendiente igual a K/2.303.



Una cantidad usada con frecuencia para caracterizar un proceso de primer orden se denomina tiempo de vida media y es el tiempo necesario para que la concentracin del reaccionante se reduzca a la mitad. En este caso la ecuacin (7) se transforma en: t = ln2K = 0.693K Por tanto el tiempo de vida media se calcula, se puede hallar K sin necesidad de graficar.

3. PROCEDIMIENTO

En un erlenmeyer de 125 ml mezcle 20 ml de agua y 20 ml de etanol al 95%. Regule o estabilice la temperatura de la mezcla colocando el recipiente (sujeto con una pinza y soporte) en un bao termostatizado a la temperatura indicada por el instructor (o bao de agua a temperatura ambiente). Agregue luego 0,5 ml de cloruro terbutilo y homogenice rpidamente.

Inmediatamente extraiga 5 ml de la solucin, use una pipeta. Aada esta alcuota a un erlenmeyer que contiene 20 ml de etanol(o acetona) a la misma temperatura de trabajo. Agregue unas 2 -3 gotas de indicador fenolftalena y titule la solucin con NaOH estandarizado (aproximadamente 0,03 M).

Tome este como tiempo cero (T=0). El volumen de NaOH utilizado debe ser pequeo y se utilizar como correccin para las prximas titulaciones: este volumen se restar de cada uno de los volmenes utilizados en las siguientes titulaciones.

Repita el muestreo y dilucin con alcohol (o acetona) cada 10 minutos, 4 veces y luego cada 15 minutos, 3 veces.

Al aumentar la proporcin alcohol-agua (o acetona- agua) se disminuye notablemente la velocidad de la reaccin.

Al mismo tiempo, entre titulaciones, pipetee 5 ml de la mezcla inicial en 20 ml de agua destilada.

Deje que la muestra reaccione durante 30 minutos, luego titule. Esta muestra puede tomarse como mezcla reaccionante a tiempo infinito.

En su informe de laboratorio o cuaderno de notas grafique la ecuacin (7) y compruebe si esta solvlisis se ajusta a un proceso unimolecular o velocidad de primer orden.



4. PREGUNTAS

1. Una de las caractersticas de las reacciones de sustitucin nucleoflica bimolecular es la inversin en la configuracin o inversin de walden. Mediante el mecanismo de reaccin SN2, ilustre lo anterior.

2. De igual manera, en reacciones de sustitucin nucleoflica unimolecular ocurre racemizacin. Mediante el mecanismo de reaccin SN1, ilustre lo anterior.

3. Qu razones puede usted aducir para explicar el hecho de que la velocidad de reaccin en esta prctica disminuya notablemente al aumentar la proporcin de alcohol-agua(o cetona-agua).

4. Adems de la temperatura de reaccin que otros factores pueden favorecer eliminacin sobre sustitucin nucleoflica.

REFERENCIA

Unitized Exp. In Org. Chem.4 Ed. Brewster, Vander Werf. McEwen p. 161 Lab. Exp.Org. Chem. 7. Ed.R. Adams, J.R.Johnson, C.F. Wilcox. P.458.




PRCTICA N 8

AMINLISIS DE ESTER

1. OBJETIVO Mostrar la interconvertibilidad funcional mediante tratamiento de un ester con amoniaco acuoso se produce a travs de sustitucin nucleoflica, la amida correspondiente.

2. TERIA RELACIONADA

Compuestos acilo,(acido carboxlicos y sus derivados): haluros de cido, anhdridos, amidas y esteres) normalmente sufren reacciones de sustitucin nucleoflicas en las que el -OH , -X, -OOCR, -NH2 OR es reemplazado por algn otro grupo bsico. Estas sustituciones ocurren ms fcilmente que en carbonos saturados, muchas realmente no se llevan a cabo en ausencia del grupo carbonilo, por ejemplo, reemplazo de NH2 por OH.

La sustitucin nucleoflica en grupo acilo ocurre en dos etapas. En la primera, la tendencia del oxigeno a adquirir electrones, polariza el enlace CO generando un centro positivo en el carbono, dando lugar a la formacin de una especie tetrahedral.

En la segunda etapa el intermedio tetrahedral pierde un grupo bsico generando el grupo carbonilo.

C

O

LN C

O

NL

C

O

N

Tratamiento de un ster con amoniaco (o con una amina), generalmente en solucin alcohlica, genera la amida, a travs de un esquema de reaccin que se ajusta al de sustitucin nucleoflica en compuesto acilo.



3. PROCEDIMIENTO

1. FORMACIN DE ACETAMIDA:

Coloque en un erlenmeyer 10 ml (8 g, o25 moles) de acetato de etilo y 15 ml de hidrxido de amonio concentrado, tape el frasco y djelo en reposo al menos durante 48 horas antes de intentar aislar la acetamida.

Transfiera la mezcla reaccionante (debe ser una solucin homognea) a un frasco de destilacin. Aada piedras de ebullicin, utilice condensador refrigerado con agua y conecte el recipiente colector a frascos lavadores que atrapen el amoniaco (NH3) que escapa, absorbindolo en frascos con acido sulfrico diluido (al menos dos frascos) y dispuestos de tal forma, que el flujo del material destilado (NH3) est cerca de 1 cm por encima de la superficie de la solucin absorbedora. Ocasionalmente agite el frasco absorbedor para humedecer los tubos conductores del gas.

Destile el lquido hasta alcanzar 180 C. En este punto interrumpa la destilacin, reemplace el condensador por uno sin agua refrigerante ( o condensador de aire) y use un frasco pequeo para recoger el destilado. Contine la destilacin, calentando el frasco directamente, con llama ligeramente luminosa y recoja dos fracciones. Una entre 150-210C y otra entre 210-225C.

La primera fraccin se redestila. Durante la destilacin, cualquier acetamida que se solidifique en el condensador, debe eliminarse calentando ligeramente el tubo condensador.

Cristalice una pequea porcin de acetamida utilizando cloroformo como solvente. Determine el rendimiento de la reaccin.

2. HIDRLISIS

a- Hierva alrededor de 1 gramo de acetamida con 10 ml de solucin al 10% de acido sulfrico. Pruebe el carcter de los vapores con papel tornasol. Escriba la reaccin correspondiente.

b- Repita el proceso utilizando ahora 10 ml de solucin al 10% de hidrxido de sodio. Use papel tornasol para determinar la naturaleza de los vapores. Escribe la reaccin correspondiente.



4. PREGUNTAS

1. Escriba un mecanismo detallado para la reaccin de acetato de etilo con amoniaco para producir acetamida ms etanol.

2. Cul es la estructura qumica de las imidas? Como se obtiene? De ejemplo 3. De una explicacin breve al siguiente orden de acidez:

Ka 10-33 10-15 10-9

NH3 ArCONH2 C

C

NH

O

O

4. Cul es la estructura qumica de las lactamas? 5. Que semejanza estructural tienen con las lactanas?

6. REFERENCIAS

Unitized Exp. In Org. Chem. 4ta Ed. Brewster. Vander Werf. McEwen. p. 243




LABORATORIO DE QUMICA ORGNICA II PRCTICA N 9

SNTESIS DE COLORANTES: AMARILLO MARTIUS

1. ANTECEDENTES

Los oxidrilos facilitan las sustituciones, cuando los compuestos fenlicos se tratan con acido sulfrico se sulfonan fcilmente. El grupo sulfnico es desplazado fcilmente por grupos nitro. La molcula formada tiene un auxocromo (OH) y dos cromforos, dando un buen colorante para lana.

REACCIONES

OH OH

H2SO4

SO3H

SO3H

OH

NO2

NO2HNO3

2. PARTE EXPERIMENTAL

En un matraz erlenmeyer de 125 ml se colocan 5 gramos de 2-naftol finamente pulverizado (si estuviera obscuro, destlelo a presin atmosfrica, pulverizndolo antes de que endurezca),luego se agregan 10 ml de acido sulfrico concentrado. La mezcla se agita por algunos minutos, hasta que la mayor parte del slido se haya disuelto, luego se calienta en bao de mara durante algn tiempo (8 a 10 minutos), agitando vigorosamente al comienzo, para disolver las partculas de 2-naftol remanentes. Raspando las paredes del matraz al terminar el calentamiento se observar la separacin de cristales del acido naftol-disulfnico-2,4, el producto se disuelve en 25 ml de agua helada, la solucin se enfra y se coloca en un embudo de separacin pequeo, el cual se pone en un anillo chico.

Esta solucin se vierte lentamente sobre 6 ml de acido ntrico (dens: 1,42) contenidos en un matraz erlenmeyer de 125 ml, que se encuentra sumergido en un bao de hielo-sal. Durante la adicin se mantiene en rotacin el matraz erlenmeyer para obtener un enfriamiento homogneo.



Terminada la adicin caliente moderadamente la mezcla en el bao de maria, en forma tal que alcance la temperatura mxima en dos minutos y despus continue el calentamiento 3 minutos ms.

Diluya la mezcla con unos 60 ml de agua y 10 g de hielo picado, recoja el precipitado por filtracin al vaco, lvelo con abundante agua.

Disuelva el precipitado en alcohol caliente conteniendo 2 ml de acido clorhdrico concentrado.

Filtre la solucin a travs de un lecho de norita (carbn activado), djela enfriar, recoja por succin los cristales amarillos formados (p. F. 138C).

Teido de lana: suspenda 0.1 gramo de amarillo Martius (amarillo naftol) en 20 ml de agua, aada un mililitro de una solucin concentrada de hidrxido de amonio, caliente la mezcla hasta ebullicin, sumerja enseguida un trozo de lana blanca(estambre), djelo 10 minutos, squelo. Incluya en su reporte una muestra de la fibra teida y otra sin teir.

Documents

Manual Practicas Organica II