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• Alejandra Linda Gomez Menacho

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UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA

FACULTAD DE CIENCIAS - DEPARTAMENTO DE QUÍMICA CURSO: QUÍMICA ORGÁNICA - LABORATORIO

Aldehídos y cetonas ALUMNOS: - Basteres Soto Kensi - Garro Martínez, Gabriela - Gómez Menacho Alejandra - Roca Matías Ivette PROFESOR DE LABORATORIO: Flor Vásquez FECHA DEL EXPERIMENTO: 07-11-17 FECHA DE ENTREGA DEL INFORME: 14-11-17

LA MOLINA LIMA-PERÚ 2017

CONTENIDO DEL INFORME DE PRÁCTICA 1. Introducción 2. Objetivos 3. Marco Teórico 4. Materiales y Métodos 5. Resultados 6. Discusión 7. Conclusiones 8. Recomendaciones 9. Referencias bibliográficas

I.

Introducción

Los aldehídos y las cetonas son funciones en segundo grado de oxidación. Se consideran derivados de un hidrocarburo por sustitución de dos átomos de hidrógeno en un mismo carbono por uno de oxígeno, dando lugar a un grupo oxo (=O). Una cetona pose el grupo funcional carbonilo (C=O) en posición intermedia, así se encuentra unido a dos átomos de carbono, mientras un aldehído lo tiene en posición terminal, así posee al menos un átomo de hidrógeno. La presencia del grupo carbonilo, tanto en los aldehídos como en las cetonas hace que las reacciones entre estos dos tipos de compuestos sean muy similares como la adición de bisulfito de sodio y condensación (formación de fenilhidrazonas y 2-4 dinitrofenilhidrazonas). Sin embargo, los aldehídos exhiben una reactividad un poco mayor debido a la ubicación extrema del grupo carbonilo. La diferenciación de una cetona y un aldehído, se basa en que las cetonas son muy estables (solamente se pueden oxidar en condiciones energéticas) mientras que los aldehídos son oxidados fácilmente a ácidos. Así, para diferenciarlos contamos con algunos métodos, como lo son el ensayo de Fehling, ensayo de Tollens, formación de 2,4-DNFH y el ensayo de Schiff.

II.

Objetivos 

Realizar el ensayo de Fehling, ensayo de Tollens, ensayo de Stiff y la formación de 2,4-dinitrofenilhidrazonas



Diferenciar entre un aldehído y cetona



Reconocer a qué familia pertenece la muestra problema.

III.

Marco Teórico

Aldehídos: El material o aldehído fórmico es el aldehído con mayor uso en la industria, se utiliza fundamentalmente para la obtención de resinas fenólicas y en la elaboración de explosivos (pentaeritrol y el tetranitrato de pentaeritrol, TNPE) así como en la elaboración de resinas alquídicas y poliuretano expandido.

También se utiliza en la elaboración de uno de los llamados plásticos técnicos que se utilizan fundamentalmente en la sustitución de piezas metálicas en automóviles y maquinaria, así como para cubiertas resistentes a los choques en la manufactura de aparatos eléctricos. Estos plásticos reciben el nombre de POM (polioximetileno).

Propiedades físicas La doble unión del grupo carbonilo son en parte covalentes y en parte iónicas dado que el grupo carbonilo está polarizado debido al fenómeno de resonancia. Los aldehídos con hidrógeno sobre un carbono sp³ en posición alfa al grupo carbonilo presentan isomería tautomérica. Los aldehídos se obtienen de la deshidratación de un alcohol primario, se deshidratan con permanganato de potasio la reacción tiene que ser débil , las cetonas también se obtienen de la dehidratación de un alcohol , pero estas se obtienen de un alcohol secundario e igualmente son deshidratados como permanganato de potasio y se obtienen con una reacción débil , si la reacción del alcohol es fuerte el resultado será un ácido carboxílico.

Propiedades químicas Se comportan como reductor, por oxidación el aldehído da ácidos con igual número de átomos de carbono.

La reacción típica de los aldehídos y las cetonas es la adición nucleofílica

Obtención de los Aldehídos a) Oxidación de alcoholes La oxidación de alcoholes primarios produce en una primera etapa, aldehídos; mientras que la oxidación de alcoholes secundarios conduce a cetonas. Las cetonas son resistentes a la oxidación posterior, por lo que pueden aislarse sin necesidad de tomar precauciones especiales. En cambio, los aldehídos se oxidan fácilmente a los ácidos carboxí1icos correspondientes. Para evitar esta oxidación es necesario separar el aldehído de la mezcla reaccionante a medida que se va formando, lo que se consigue por destilación, aprovechando la mayor volatilidad de los aldehídos inferiores respecto a los correspondientes alcoholes.

b) Hidratación de alquinos En presencia de sulfato mercúrico y ácido sulfúrico diluido, como catalizadores, se adiciona una molécula de agua al triple enlace de un alquino, con lo que se forma primero un enol que, al ser inestable, se isomeriza por reagrupamiento en un compuesto carbonílico. Únicamente cuando se utiliza acetileno como producto de partida se obtiene acetaldehído, Este es el procedimiento industrial más utilizado en la actualidad para la fabricación de acetaldehído, que es la materia prima de un gran número de importantes industrias orgánicas. Cuando se utilizan acetilenos alquilsustituidos el producto final es una cetona.

c) Ozonólisis de alquenos La ozonólisis de alquenos da lugar a aldehídos o cetonas, según que el carbono olefínico tenga uno o dos sustituyentes hidrocarbonados. Esta reacción no suele utilizarse con fines preparativos, sino más bien en la determinación de estructuras para localizar la posición de los dobles enlaces.

2.º Métodos de obtención de aldehídos a) Reducción de cloruros de acilo La reducción directa de ácidos carboxílicos a aldehídos no es fácil de realizar, porque los ácidos se reducen con gran dificultad. Por ello, el procedimiento utilizado es convertir primero el ácido en su cloruro (cloruro de acilo) que se reduce fácilmente a aldehído: Para impedir la posterior reducción del aldehído a alcohol se ha ideado el empleo de un catalizador de paladio envenenado (es decir, desactivado) con azufre. b) Hidrólisis de dihalogenuros geminales Mediante la hidrólisis de dihalogenuros geminales (los dos átomos de halógeno están en el mismo carbono) pueden obtenerse aldehídos y cetonas, en general, aunque sólo tiene interés para la preparación de aldehídos aromáticos, concretamente de benzaldehído, por la facilidad con que se hidrolizan los dihalogenometilarenos. Así, cuando se clora fotoquímicamente tolueno, Ar—CH3, se forma ,-diclorotolueno, Ar CH Cl 2?(cloruro de bencilideno), que se hidroliza fácilmente para dar benzaldehído.

Cetonas La cetona que mayor aplicación industrial tiene es la acetona (propanona) la cual se utiliza como disolvente para lacas y resinas, aunque su mayor consumo es en la producción del plexiglás, empleándose también en la elaboración de resinas epoxi y poliuretanos. Otras cetonas industriales son la metil etil cetona (MEK, siglas el inglés) y la ciclohexanona que además de utilizarse como disolvente se utiliza en gran medida para la obtención de la caprolactama, que es un monómero en la fabricación del Nylon 6 y también por oxidación del ácido adípico que se emplea para fabricar el Nylon 66.

Muchos aldehídos y cetonas forman parte de los aromas naturales de flores y frutas, por lo cual se emplean en la perfumería para la elaboración de aromas como es el caso del benzaldehído (olor de almendras amargas), el aldehído anísico (esencia de anís), la vainillina, el piperonal (esencia de sasafrás), el aldehído cinámico (esencia de canela). De origen animal existe la muscona y la civetona que son utilizados como

fijadores porque evitan la evaporación de los aromas además de potenciarlos por lo cual se utilizan en la industria de la perfumería

Obtención de la Cetona a) Reacción de nitrilos con reactivos de Grignard Los reactivos de Grignard o magnesianos, R—MgX, se adicionan fácilmente a los enlaces múltiples polares, formando compuestos de adición que se hidrolizan con gran facilidad. Este es el fundamento de la gran variedad de aplicaciones de los magnesianos en síntesis orgánica. En el caso de los nitrilos, R—CN, la reacción de adición y posterior hidrólisis (en medio ácido), puede representarse esquemáticamente mediante la ecuación: R—CN + R’—MgX (RR’)C=N—MgX 2H2O R—CO—R’ + XMgOH + NH3 b) Síntesis de Friedel-Crafts Se pueden obtener cetonas a partir de hidrocarburos, empleando como reactivo atacante un halogenuro de acilo, R—CO—X, según la siguiente reacción: Ar—H + X—CO—R Al Cl 3? Ar—CO—R + XH Si R es un radical alifático, se obtiene una cetona mixta, mientras que si es aromático la cetona será también aromática. Modernamente, la acetona se obtiene industrialmente en el proceso de obtención de fenol por oxidación catalítica de isopropilbenceno (cumeno).

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. Propiedades Químicas Las 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.

IV.

MATERIALES Y MÉTODOS

MATERIALES: ∙ Rejilla ∙ Baño Maria ∙ Tubos de ensayo

REACTIVOS ∙ FEHLING A ∙ FEHLINGB ∙ Dinitrofenilhidrazina ∙ Reactivo de Schiff ∙ Reactivo de tollens (nitrato de plata amoniacal) ∙ Ácido acético ∙ muestra problema ∙ aldehído ∙ cetona

4.2 METODOLOGÍA:

a. Ensayo de Fehling ● En tres tubos de ensayo colocar 1 mL de solución de Fehling A y 1 mL de Fehling B. ● Añadir cinco gotas de formaldehído o acetaldehído, acetona y la muestra problema; respectivamente. ● Calentar los tubos por cinco minutos en baño maría. Esta prueba ayuda al reconocimiento de aldehídos, la solución se torna rojo ladrillo.

b. Formación de 2,4.dinitrofenilhidrazonas ● En tres tubos colocar 1 mL de formaldehído o acetaldehído, acetona y la muestra problema; respectivamente. ● Añadir 1 mL del reactivo. ● Observar si se forma un precipitado.

c. Ensayo de Tollens ● En tres tubos colocar diez gotas de formaldehído o acetaldehído, acetona y la muestra problema; respectivamente. ● Agregar 1 mL del reactivo de Tollens (solución de Nitrato de plata amoniacal) ● Calentar los tubos por cinco minutos en baño maría. Esta prueba ayuda al reconocimiento de aldehídos, se forma un espejo en la base de los tubos.

d. Ensayo de Stiff   

En tres tubos colocar 1 ml del reactivo de Stiff. Agregar cinco gotas de formaldehído o acetaldehído, acetona y la muestra del problema. Y al final agregar unas cuantas gotas de ácido clorhídrico.

V.

RESULTADOS: 



Ensayo de Fehling Reactivo

Formaldehido

Acetona

MP6

Resultado cualitativo

Líquido marrón

Líquido azul

Líquido verde

Ensayo de Tollens Reactivo Resultado cualitativo



Formaldehído Mezcla heterogénea de fases: sustancia gris en la superficie del tubo de ensayo con que tuvo contacto (espejodeplata) y líquido transparente

Acetona Líquido homogéneo de color gris, no se formó el espejo de plata

MP6 Características similares a las de la rx con formaldehido, pero la sustancia adherida a la superficie del tubo fue en menor cantidad.

Acetona Líquido color amarillo

MP6 Líquido color naranja

Formación de 2,4-DNFHidracina Reactivo Resultado cualitativo

Acetaldehído Líquido color naranja



VI.

Ensayo de Schiff Reactivo Resultado cualitativo

Formaldehído Líquido fucsia intenso

Acetona Líquido incoloro

MP6 Líquido fucsia suave

CONCLUSIONES • Tanto los aldehídos como las cetonas poseen el grupo carbonilo y es por ello que dan reacciones similares. Sin embargo, la posición de este y el tamaño de la cadena carbonada que lo acompaña es de mucha importancia para la diferenciación ya que la inducción que hace la cadena carbonada al grupo carbonilo causa que sean más o menos reactivos. Así, hemos podido comprobarlo experimentalmente gracias a características cualitativas, siendo el color en los casos de ensayos de Fehling, reactivo de Schiff y formación de 2,4-DNFHidracina, y la formación del espejo de plata en el ensayo de Tollens. Concluimos entonces, gracias a estas características mencionadas, que nuestra muestra problema 6 se trata del actaldehído.

VII.

DISCUSIONES En nuestro laboratorio nos encontramos con tres muestras: el formaldehído, acetaldehído y acetona, que van de mayor a menor reactividad respectivamente. A usar el formaldehído como aldehído patrón hemos obtenido tres intensidades de colores, siendo la MP6 la de intensidad intermedia, y cuando hemos usado el acetaldehído como aldehído patrón hemos obtenido dos colores, la reacción con acetona dio lugar a un líquido con poca intensidad, y la reacción con acetaldehído y la MP6 dio lugar a un líquido de mayor intensidad, estos resultados para el ensayos de Fehling, y reactivo de Schiff. Mientras que en el ensayo de Tollens se obtuvo el espejo de plata solo al hacer reaccionar el aldehído; la reacción con acetona no fue posible.

VIII.

IX.

RECOMENDACIONES  Para un mejor reconocimiento de nuestra muestra de problema es necesario tomar todas las características que diferencian a la acetona del aldehído.  Puesto que nos encontrábamos con dos muestras de aldehídos, el formaldehido y acetaldehído debíamos observar detalladamente a la muestra para reconocer cuál de las dos era.  Al momento de llevar las muestras a baño maría es necesario que calculemos los tiempos exactos para que la reacción nos salga bien.

CUESTIONARIO 1. Se tiene la muestra M a la cual se le ha realizado las siguientes pruebas: REACTIVOS RESULTADOS

KmNo4/H2o -

reactivo de Fehling -

reactivo de Tollens -

2,4DNFHidracina +

Señale a qué familia pertenece la muestra M y por qué. Observando los resultados deducimos que “M” pertenece a la familia de las cetonas ya que no reacciona con el reactivo de Fehling ni con el reactivo de Tollens; pues en estos se obtienen resultados positivos cuando se trata de algún aldehído.

2. .¿Qué otra aplicación le daría usted al reactivo de Fehling? Lo utilizará para la determinación de azúcares reductores como la fructosa, lactosa, galactosa o glucosa. Si el resultado es negativo entonces contienen sacarosa y si es positivo entonces es reductor y para ello el grupo carbonilo del azúcar se oxida a grupo carboxilo.

3. ¿Qué finalidad cumple el tartrato de sodio y potasio en el reactivo de Fehling? El tartrato de sodio y potasio hace que la mezcla posea una alta basicidad, lo que permite que el Cu se mantenga en equilibrio estando así en solución, sin precipitar.

4. ¿Qué utilidad práctica encontraría a la reacción del formol con la gelatina? El formol permite que la gelatina se polimerice generando una especie de plástico que se derrite a la temperatura del cuerpo. Se usa para hacer las capsulas blandas utilizadas en la industria farmacéutica.

5. Explique si un compuesto reacciona con la 2,4-DNFHidracina, ¿necesariamente dará positiva con el reactivo de Fehling? No necesariamente, ya que el 2,4-DNFHidracina reacciona tanto con aldehídos como con cetonas; por otro lado, el reactivo de Fehling reacciona solo con aldehídos. Podríamos tomar como ejemplo los resultados expuestos en la pregunta 1 del presente cuestionario.

X.

BIBLIOGRAFÍA -Raymond Chang -http://organicamentefuncional.blogspot.pe/2013/05/aldehidos.html -https://www.ecured.cu/Cetonas -http://www.quimicaorganica.net/aldehidos-cetonas.html -https://es.wikipedia.org/wiki/Cetona_(qu%C3%ADmica)