UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTADAD DE CIENCIAS QUIMICAS BIOQUIMICA Y FARMACIA QUIMICA ORGANICA III

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1 NOMBRE: MONICA HARO QUINTO SEMESTRE TEMA: REACCION DE CANNIZARO 1. FUNDAMENTO TEÓRICO TEORIA UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTADAD DE CIENCIAS QUIMICAS BIOQUIMICA Y FARMACIA QUIMICA ORGANICA III La adición de bases diluidas a aldehídos o cetonas conduce a la formación de β- hidroxialdehídos o β-hidroxicetonas a través de una condensación aldólica. Si el aldehído o la cetona no poseen hidrógenos en α, la condensación aldólica no tiene lugar. Cuando dos moles aldehídos que carecen hidrógenos en el carbono alfa al tratarse con una solución alcalina, inician una reacción de desproporciona miento para dar una mezcla de un alcohol y una sal de un ácido carboxílico por una simultanea desprotonacion o autooxido-reduccion, en donde la mitad del aldehído se reduce a una mol alcohol primario y la otra mitad se oxida a una mol de acido carboxílico correspondiente. Esté proceso, se le conoce como REACCIÓN DE CANNIZARO. Es útil como método de proporción ya que el rendimiento máximo de cualquier acido carboxílico o alcohol es de 50 por 100 Para el caso del Benzaldehído se obtendría la molécula reducida al alcohol bencílico, y otra molécula se oxidada simultáneamente a la sal del ácido carboxílico. Se denomina dismutación o desproporción a toda reacción de reducción-oxidación donde un elemento al mismo tiempo oxidado y reducido cuando la suma de potenciales de los correspondientes pares redox es mayor de 0. El ácido benzoico se puede purificar por la recristalización del agua debido a su alta solubilidad en agua caliente y la solubilidad pobre en agua fría REACCIONES SINTESIS

2 1,3.- REACIONES DE ANALISIS Test de Lucas Alcohol Primario Orden de oxidación de alcoholes MECANISMO DE SISNTESIS

3 1.5. MECANISMO DE ANALISIS Mecanismo de reacción S N 1 del alcohol primario con el Test de Lucas Mecanismo de reacción S N 2 del alcohol primario (etanol) con el Test de Lucas Mecanismo de reacción para alcohol primario (etanol) con Test de ácido crómico 2. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL MATERIALES Matraz Erlenmeyer Termómetro Vaso de precipitación Corcho Embudo de separación Recipiente tarado EQUIPOS Destilación simple Cocineta Filtrado al vacio

4 REACTIVOS Benzaldehído Hidróxido de potasio Tetracloruro de carbono SUSTANCIAS Hielo Agua 2.1.PROCEDIMIENTO DE SINTESIS 1. Para realizar esta reacción se debe disponer de benzaldehído recién destilado o purificarlo. 2. Disolver 10 g de hidróxido de potasio en 10 ml de agua contenida en un matraz Erlenmeyer de 150 ml, enfriar la solución a unos 20 C con agua y hielo, agregar 10 ml de benzaldehído. 3. Tapar el matraz con un corcho y agitar hasta lograr la formación de una emulsión fina y dejar reposar de un día para otro. 4. Añadir exactamente la cantidad de agua necesaria (50 ml) para disolver el benzoato potásico formado y pasar la solución a un embudo de separación. Lavar el matraz con unos 10 ml de tetracloruro de carbono ( vapores tóxicos ) y pasar éste al embudo para extraer el alcohol bencílico, que pasa a la capa inferior después de agitar bien. 5. Sacar ésta y repetir las extracciones por dos veces más con 10 ml de disolvente cada vez. La solución acuosa se guarda. 6. Los extractos reunidos se destilan para separar el disolvente ( p.eb C) del alcohol bencílico ( peb. 205 ). Se recoge en un recipiente tarado, la fracción que pasa entre 204 C y 207 C. 7. La solución acuosa se vierte sobre una mezcla formada por 28 ml de acido clorhídrico concentrado, 30 ml de agua y 40 g de hielo en trocitos. Filtrar al vacio para separa el precipitado del acido benzoico, lavar con poco de agua fria y recristalizar con agua hirviendo. 8. Como el benzaldehido se a medido en volumen, para calcular os rendimientos en peso hay que tener en cuenta su densidad de 1.05 PROCEDIMIENTO ADICIONAL N 1 Etapa 1. Reflujo. En un matraz de bola de 10 ml disuelva 1 g de hidróxido de potasio en 4.8 ml de agua. A esta solución básica adicione 1.6 ml de benzaldehído y refluje por 1 h utilizando un baño de arena. Después, enfríe el matraz con la mezcla de reacción al chorro de agua y, si es necesario, adicione suficiente agua para disolver algún precipitado de benzoato de potasio que se haya quedado en el matraz. Etapa 2. Extracción. Vierta la mezcla en un embudo de separación, lave el matraz con 5 ml de éter y adicione éste al embudo de separación. Agite el embudo para asegurar una extracción eficiente del alcohol bencílico por el éter. Deje reposar el embudo de adición 5 min y separe la fase acuosa (inferior) en un vaso de precipitados, y la fase etérea (superior) en otro vaso de precipitados; regrese la fase acuosa al embudo de separación y vuelva a extraerla con otros 5 ml de éter,

5 repita la operación de separación de las dos fases y combine los dos extractos etéreos. Guarde la solución acuosa para la separación del ácido benzoico. Etapa 3.1. Obtención del alcohol bencílico* (fase etérea). Trate los extractos etéreos combinados de la siguiente manera: Reúna y seque en un vaso de precipitados seco con 2 g de sulfato de sodio anhidro y decante en un vaso de precipitados de 50 ml seco y limpio. Remueva el éter por destilación con baño de agua tibia sobre la parilla (tener precaución con éste procedimiento, pues el éter puede explotar con cualquier flama). Etapa 3.2. Obtención del ácido benzoico** (fase acuosa). Ponga la solución acuosa (fase inferior en la extracción con éter) en una mezcla de 10 ml de ácido clorhídrico concentrado y 20 g de hielo frapé con agitación, verifique que el ph de la fase acuosa sea ácido con papel indicador. Filtre el precipitado en un embudo Büchner con vacío lavando con un agua fría PROCEDIMIENTO DE ANALISIS ANALISIS DEL ACIDO BENZOICO 1. Punto de fusión por el método del tubo capilar. Cerrar un extremo del tubo capilar de aproximadamente 10 cm de longitud. pulverizar finalmente el sólido con la ayuda de un mortero.introduzca el sólido en el tubo capilar hasta tener una altura aproximada de 0.5cm.Unir el capilar al bulbo de mercurio del termómetro que se queden a la misma altura a través de un alambre de cobre. Introducir el termómetro a un baño de aceite que se encuentre a temperatura ambiente.calentar suavemente el baño y anotar la temperatura al momento que se inicie la fusión T1 y la temperatura cuando se funde completamente el sólido T2 y la diferencia es el punto de fusión del sólido. 2. Ensayo de indicadores Papel indicador: coloque o.5ml de sustancia en un vidrio de reloj y añada 0.5 ml de agua verifique el ph con papel indicador. Rojo Congo: en un vidrio de reloj coloque 0.5 ml de sustancia y añada 2 gotas de indicador rojo Congo. Un color azul indica un ph menor a 4.8 y si el color es rojizo el ph es mayor a 4.8 ANALISIS DEL ALCOHOL BENCILICO 1. Punto de ebullición En un vaso de precipitación del tamaño adecuado, poner el alcohol bencílico obtenido, introducir en el vaso un embudo invertido e introducir un termómetro por el vástago cortado del embudo. Calentar a ebullición y leer en el termómetro la temperatura de ebullición del líquido. Corregir la temperatura a 760 mm de Hg y comparar con la temperatura de ebullición teórica. 2. Diferenciación de los alcoholes con el reactivo de lucas: Este test sirve para diferenciar entre alcoholes primarios, secundarios y terciarios, Los alcoholes terciarios reaccionan instantáneamente, alcoholes secundarios se

6 demoran de 10 a 15 minutos, alcoholes primarios no reaccionan significativamente o lo hacen lentamente demorándose hasta varios días en hacerlo. Tome 2.5 ml del reactivo de Lucas y colóquelo en un tubo de ensayo, agregue 0.5 ml de alcohol problema, agite vigorosamente durante 3 o 5 minutos deje reposar a la temperatura ambiente y tome el tiempo en que tarda en aparecer una turbidez, lo cual indica que la prueba es positivo DIAGRAMA DE FLUJO PROCESO DE LA REACCION DE CANNIZARO INICIO NaOH Y H2O H2O HIELO MEZCLA ENFRIAR BENZALDEHIDO AGITAR REPOSAR 1dia H2O DISOLVER CCl4 AGITAR SEPARAR H2O, HCl, HIELO FASE ACUOSA MEZCLA FASE ORGANICA DESTILAR H2O FILTRAR LAVAR DISOLVENTE GUARDAR ALCOHOL B A

7 2.4.- FICHAS DE SEGURIDAD Y CONSTANTES FISICAS DE REACTIVOS

8 2.5.-FICHAS DE SEGURIDAD Y CONSTANTES FISICAS DE PRODUCTOS

9 3. REGISTRO DE DATOS EXPERIMENTALES Acido benzoico Alcohol bencilico Rendimiento teorico Rendimiento experimental % rendimiento 4. CALCULOS % DE RENDIMIENTO.-La cantidad de producto que se suele obtener de una reacción química, es menor que la cantidad teórica. Esto depende de varios

10 factores, como la pureza del reactivo, las reacciones secundarias que puedan tener lugar, es posible que no todos los productos reaccionen, la recuperación del 100% de la muestra es prácticamente imposible. Rendimiento teórico.-la cantidad de producto que debiera formarse si todo el reactivo limitante se consumiera en la reacción. Rendimiento porcentual.-rendimiento real multiplicado por 100 y dividido por el rendimiento teórico. Porcentaje de pureza.-el porcentaje de un compuesto o elemento específico en una muestra impura. ESTEQUIMETRIA.- es el cálculo de las relaciones cuantitativas entre los componentes, reducidos y oxidantes en el transcurso de una reacción química Ejemplo: para formar una molécula de dióxido de carbono, hacen falta un átomo de carbono y dos de oxígeno, o lo que es lo mismo, un mol de carbono y dos mol de oxígeno. despejando x:

11 5. APLICACIONES Acido carboxilico Conservante de alimentos con un ph ácido. Ataca a los microorganismos. En la producción de ésteres del ácido benzoico que se utilizan en perfumería. Ablandecer plásticos como el PVC. El peróxido del ácido benzoico se utiliza como iniciador de reacciones radicalarias. Se usa para condimentar el tabaco Para hacer pastas dentífrica Germicida en medicina Intermediario en la fabricación de plastificantes y resinas. Se utilizan como alimento preservativo, representado por E-números E210, E211, E212, y E213. Alcohol Bencílico química analítica perfumería microscopía síntesis de otros productos 6. BIBLIOGRAFÍA: LIBROS Vogel's. Textbook of Practical Organic Chemistry 5 th Edition, Longman, pág FUNDAMENTOS Y PROBLEMAS DE LA QUÍMICA ORGANICA / Dr.XORGE A. DOMINGUEZ / 1 edición / pág. 115,116 QUÍMICA ORGANICA FUNDAMENTAL / Dr.XORGE A. DOMINGUEZ / 1 edición / pag.203, 204. QUÍMICA ORGANICA / Andrew Streitwieser Jr. / 1 edición / Pág. 396,397

12 QUÍMICA ORGANICA / Alan S. Wingrade y Robert L. Caret / Pág. 1193,1194,1195 PAGINAS WEB aseg.pdf ISQ/Ficheros/301a400/nspn0360.pdf ISQ/Ficheros/101a200/nspn0102.pdf ISQ/Ficheros/801a900/nspn0833.pdf ISQ/Ficheros/101a200/nspn0103.pdf