UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO FESC-1

MATERIA : LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA III

PRESENTACIÓN:IDENTIFICACIÓN DE

ALDEHIDOS Y CETONAS

IDENTIFICACIÓN DE ALDEHIDOS Y CETONAS

OBJETIVOSAdquirir un criterio para la identificación del grupo carbonilo, así como diferenciar aldehídos, cetonas y metil cetonas, por medio de reacciones características.

Introducción Los aldehídos (RCHO) y las cetonas (R₂CO) son la

clase de compuestos que se encuentran en estado natural. Muchas de las sustancias que requieren los organismo vivos son aldehídos o cetonas. Por ejemplo, el aldehído fosfato de piridoxal es una coenzima presente en un gran número de reacciones metabólicas.

En la industria química, las cetonas y los aldehídos se producen en grandes cantidades para utilizarse como disolventes y materias primas para prepara otros compuestos.

Como el formaldehido H₂C=O para fabricar materiales aislantes en las construcciones y para resinas adhesivas. La acetona (CH₃)₂C=O, se utiliza ampliamente como disolvente industrial

CUESTIONARIO PREVIO

Cuestionario Previo 1.- Propiedades Físicas y químicas de

aldehídos y cetonas2.- Estructura , propiedades y usos de los

reactivos involucrados.3.- Reacciones mas comunes de aldehídos

y cetonas4.- Reacciones, fundamentos químicos y

limitaciones de cada prueba que se indica en la técnica.

5.- Mecanismo de reacción con 2,4-DNFH y Yodoformo

Propiedades químicas de aldehídos y cetonas 

Propiedades Físicas:

La presencia del grupo carbonilo convierte a los aldehídos y cetonas en compuestos polares. Los compuestos de hasta cuatro átomos de carbono, forman puente de hidrógeno con el agua, lo cual los hace completamente solubles en agua. Igualmente son solubles en solventes orgánicos.

Punto de Ebullición: los puntos de ebullición de los aldehídos y cetonas son mayores que el de los alcanos del mismo peso molecular, pero menores que el de los alcoholes y ácidos carboxílicos comparables. Esto se debe a la formación de dipolos y a la ausencia de formación de puentes de hidrógeno intramoleculares en éstos compuestos. (Constantes físicas de algunas aldehídos y cetonas).

Propiedades Químicas:

Los aldehídos y cetonas se comportan como ácidos debido a la presencia del grupo carbonilo, esto hace que presenten reacciones típicas de adición nucleofílica.

Reacciones de adición nucleofílica: Estas reacciones se producen frente al (reactivo de Grignard), para dar origen a un oxihaluro de alquil-magnesio que al ser tratado con agua da origen a un alcohol. El metanal forma alcoholes primarios y los demás aldehídos forman alcoholes secundarios.

Estructura, propiedades y usos de los reactivos involucradosReactivo de Tollens:

El reactivo de Tollens es un complejo acuoso de diamina-plata, presentado usualmente bajo la forma de nitrato. Recibe ese nombre en reconocimiento al químico alemán Bernhard Tollens.

El complejo diamina-plata(I) es un agente oxidante, reduciéndose a plata metálico, que en un vaso de reacción limpio, forma un "espejo de plata". Éste es usado para verificar la presencia de aldehídos, que son oxidados a ácidos carboxílicos.

2,4 – Dinitrofenilhidrazina

La 2,4-dinitrofenilhidrazina (también conocido reactivo de Brady) es un compuesto orgánico relativamente sensible a golpes y fricción, por lo que debe tener especial cuidado con su uso y suele ser provisto mojado para disminuir el riesgo. Es una hidracina substituida y es usada generalmente como prueba cualitativa para grupos carbonilos. Es poco tóxico, pero si, irritante.

Se trata de un ensayo analítico específico de aldehídos y cetonas. Los carbonilos, reaccionan con 2,4-Dinitrofenilhidrazina, formando fenilhidrazonas, que precipitan de color amarillo. La aparición de precipitado es un indicador de la presencia de carbonilos en el medio.

YodoformoEl yodoformo es el compuesto orgánico con

la formula CHI3. Es una sustancia volátil que forma cristales color amarillo pálido; tiene un olor penetrante (en viejos textos de química, el olor es referido a veces como el olor de los hospitales) y, de manera análoga al cloroformo, de un sabor dulce. Es ocasionalmente utilizado como un desinfectante. A veces se refiere al compuesto también como triyoduro.

Reacciones, fundamentos químicos y limitaciones de cada prueba que se indica

en la técnica.

Prueba con el reactivo de Tollens:

El agente oxidante es el ion Ag+. Esta reacción provocada sobre la superficie de un cristal, permite la formación de una capa de plata metálica que convierte la lámina de cristal en un espejo. Esta prueba no tiene limitaciones, ya que no importa de que naturaleza sea el aldehído, esta será positiva. Es una reacción redox.

LIMITACIONES:La limitación existente es que solo da

positiva a aldehídos y no a cetonas.

Prueba con 2,4-Dinitrofenilhidrazina:

Se trata de un ensayo analítico específico de aldehídos y cetonas. Los carbonilos reaccionan con 2,4-Dinitrofenilhidrazina formando fenilhidrazonas que precipitan de color amarillo. La aparición de precipitado es un indicador de la presencia de carbonilos en el medio.

Se trata de un ensayo analítico específico de aldehídos y cetonas. Los carbonilos reaccionan con 2,4-Dinitrofenilhidrazina formando fenilhidrazonas que precipitan de color amarillo. La aparición de precipitado es un indicador de la presencia de carbonilos en el medio.

MECANISMO DE REACCIÓN

2,4 – Dinitrofenilhidrazina

Con Yodoformo

MATERIAL-4 tubos de ensaye.-5 vasos de precipitados de 50 mL-1 pipeta graduada de 5 mL-1 varilla de vidrio O barra magnética-Parrilla con agitación o Mechero-Recipiente para Baño María-Espátula-Balanza

REACTIVOS Y SOLUCIONES-Solución problema-2,4-Dinitrofenilhidrazina (Etanol, Agua, Acido Sulfúrico)-Reactivo Tollens (Nitrato de Plata 5%, Hidróxido de Sodio 5%, Hidróxido de Amonio 10%)-Yodoformo (Yoduro de Potasio, Yodo Molecular)-Etanol-Dioxano-Agua-Hidróxido de sodio 10 %

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

2,4-Dinitrofenilhidrazina (Identificar presencia de un Carbonilo)

-Colocar una gota de líquido desconocido en un tubo de ensaye. Si el compuesto desconocido es sólido debemos disolver 10 mg en la mínima cantidad de Etanol o Dioxano.

-Agregar 1 mL de solución 2,4-Dinitrofenilhidrazina.

-Agitar vigorosamente. (La mayoría de Aldehídos y Cetonas dan un precipitado de amarillo a rojo). Algunos compuestos requieren mínimo 15 minutos o algún calentamiento ligero. Si se obtiene precipitado es prueba positiva.

Tollens (Reacción positiva para Aldehídos, negativa para Cetonas)

-Colocar una gota de líquido desconocido en un tubo de ensaye. Si el compuesto desconocido es sólido debemos disolver 10 mg en la mínima cantidad de Dioxano.

-Agregar la solución a 2 mL de Reactivo Tollens.

-Agitar bien la solución. (Si un espejo de Plata se deposita en las paredes del tubo la prueba es positiva). Algunos compuestos requieren mínimo de 5-10 minutos o algún calentamiento ligero.

Yodoformo (Reacción positiva para metil-cetonas, el acetaldehído da prueba positiva)

-Colocar 4 gotas de líquido desconocido en un tubo de ensaye. Si el compuesto desconocido es sólido debemos disolver 10 mg en 5 mL de Dioxano.

-Agregar la solución a 1 mL de NaOH 10%.

-Agregar solución de Yodoformo gota a gota agitando hasta que el color Iodo persista.

-Calentar a baño de agua durante 2 minutos. (Si el color café desaparece agregar más solución de Yodoformo, hasta que el color no desaparezca)

-Agregar unas gotas de NaOH 10% agitando. (Hasta decolorar la solución)

-Llenar el tubo con agua y dejar reposar por 10 minutos. (Si el compuesto es una metil-cetona se obtendrá un precipitado amarillo de Yodoformo).

DIAGRAMAS EXPERIMENTALES

2,4-Dinitrofenilhidrazina (Identificar presencia de un Carbonilo)

Tollens (Reacción positiva para Aldehídos, negativa para Cetonas)

Yodoformo (Reacción positiva para metil-cetonas, el acetaldehído da prueba positiva)

DIAGRAMAS DE FLUJO

TRATAMIENTO DE RESIDUOSD1: absorba sobre carbón activado hasta eliminar color, deseche al drenaje, incinere el carbón

D2: guarde para posterior recuperación de la plata

D3: filtre el sólido y mándelo a incineración. Adsorba la solución sobre carbón activado y deseche al drenaje

FICHAS DE SEGURIDAD

BIBLIOGRAFÍA-McMurry J, (1989)“Química Orgánica”. 4ª Ed. 2001. 154, 155, 189. México-Allinger y Cava, (1969)“Química Orgánica”, Reverté. México.-Pavia, D. L. (1976). Introduction to Organic Laboratory Techniques W. B. Saunders Company, London. -Shriner , R. L., Fuson, R. C.(1966) The systematic identification of organic compounds John Willey and Sons, Inc. N. Y.-http://www.quimicaorganica.org/foro/18-alcoholes-y-eteres/4394-reaccion-prueba-de-yodoformo-en-alcohol.html