E8A2010: Reactivos de Tollens y Fehling
Reconocimiento de Aldehídos y Cetonas.
Test de diagnóstico; Reactivos de Tollens y Fehling
Donoso,Vivivana; Valverde, Estivalia
Laboratorio de Química Orgánica III, Departamento de Química
Universidad Tecnológica Metropolitana.
Fundamento teórico:
Un grupo funcional es un átomo o grupo de átomos unidos de forma característica que define la estructura de una familia particular de compuestos orgánicos que determinan las propiedades del compuesto en el que están presentes.
Dentro de esta clasificación se encuentran los grupos funcionales oxigenados a los cuales pertenecen las cetonas y los aldehídos.
Las características principales del grupo funcional Aldehído y Cetona es la presencia del grupo Acilo, enlazado o bien a un hidrógeno o a otro carbono.
-Grupo funcional Aldehído: El grupo Carbonilo se une a un átomo de Hidrógeno y a un radical Alquilo
Ejemplo:
-Grupo funcional Cetona: El grupo Carbonilo esta unido a dos radicales que pueden ser iguales o diferentes.
Ejemplo:
Como ya se menciono los grupos funcionales Aldehídos y Cetonas presentan una alta reactividad debido a la presencia de un grupo Acilo, compuesto a su vez por un grupo carbonilo el cual geométricamente permite que él y los demas átomos unidos a su grupo se dispongan en el mismo plano, tambien hace a las cetonas y aldehidos bastante polares debido a que sus momentos dipolares moleculares son sustancialmente mayores que compuestos comparables que contienen dobles enlaces carbono- carbono, logrando asi que estos reaccionen con varios compuestos, pese a que generalmente los Aldehídos son más reactivos que las Cetonas.
Los Aldehídos se oxidan con facilidad a Ácidos Carboxílicos, no así las Cetonas, esto es debido a la diferencia en sus estructuras, ya que el Aldehído tiene un átomo de Hidrógeno unido al Carbono del grupo Carbonilo, lo que no ocurre en una Cetona. Este Hidrógeno es sustraído durante la oxidación, bien como un protón o como un átomo. En una Cetona no tiene lugar esta reacción.
Los Aldehídos poseen una gran tendencia a la oxidación pudiendo incluso auto oxidarse, debido a esto existen varios Test de diagnóstico para su identificación, siendo los mas utilizados por su reactividad los Test de Tollens, Benedict y Fehling, (los cuales son oxidantes suaves o debiles).
Reactivo de Tollens:
El reactivo de Tollens ( Ag(NH3)2+ ), es un agente de oxidación suave, su solución de Nitrato de plata es transparente e incolora de pH básico. Para evitar en el Test de diagnostico la precipitación de iones de Plata como Hidróxido de Plata insoluble, se agregan unas gotas de una solución de Amoniaco, que con los iones de plata forma un complejo llamado Diamina-Plata (I) que es soluble en agua.
Al oxidar un Aldehído con el reactivo de Tollens, se produce el correspondiente Ácido Carboxílico y los iones de Plata se reducen simultáneamente a Plata metálica.
Por ejemplo:
El Acetaldehído produce Ácido Acético, la Plata suele depositarse formando un espejo de Plata en la superficie interna del recipiente de reacción. La aparición de un espejo de Plata es un resultado positivo a la presencia de un Aldehído.
El Aldehído se oxida a Ácido Carboxílico, por lo tanto, es un agente reductor. Los iones de Plata se reducen a Plata metálica, esto quiere decir que los iones de Plata son los agentes oxidantes.
Reactivo de Fehling:
Este Test diagnóstico es una solución de Sulfato de Cobre penta hidratado de un color azul intenso, de pH básico y es un agente oxidante suave.Cuando se oxida un Aldehído con el reactivo de Fehling, se obtiene un precipitado rojo brillante de Óxido Cuproso (Cu2O).
Por ejemplo:
La reacción con Acetaldehído es:
El Acetaldehído se oxida a Ácido Acético y los iones Cúpricos (Cu+2) se reducen a iones Cuprosos (Cu+).
Alfa-hidroxi cetonas:
Usualmente, las Cetonas no se oxidan por acción de oxidantes débiles como las soluciones de Benedict o de Fehling. Sin embargo, las Cetonas que contienen un grupo Carbonilo unido a un Carbono que soporta un grupo Hidroxilo dan pruebas positivas con los Test de diagnóstico de Tollens Benedict y Fehling. Estos compuestos se llaman alfa-hidroxialdehídos y alfa-hidroxicetonas, esta disposición de grupos suele encontrarse en los azúcares y sus estructuras generales son:
Alfa-hidroxicetonas
Ejemplo de una reacción de alfa- hidroxicetona con Test de diagnóstico Fehling.
Ejemplo de una reacción de alfa- hidroxicetona con Test de diagnóstico Tollens.
Alfa-hidroxialdehídos
Ejemplo de una reacción de alfa-hidroxialdehido con Test diagnóstico de Fehling.
Ejemplo de una reacción de alfa-hidroxialdehido con Test diagnóstico de Tollens.
Procedimiento Experimental:
Materiales y Reactivos:
MATERIALES.
- 8 Tubos de ensayo Schott Duran
- Pipeta Brand (10 mL)
- 2 Vasos precipitado Schott Duran (250 mL)
- 4 Vasos precipitado Schott Duran (100 mL)
- 1 Vaso de precipitado Schott Duran (500 mL)
- 2 Gotarios plásticos
- 2 Gafas protectoras.
- Pizeta (500mL)
- 2 Pinzas de madera.
- Rejilla.
- Trípode.
- Balanza digital Chyo
- Mechero Bunsen.
REACTIVOS.
- Reactivo de Tollens.
- Reactivo de Fehling.
- Benzaldehido Merck.
- Acetaldehído Merck.
- Acetofenona Fluka.
- Butilmetilcetona Winkler.
- Agua Destilada.
Preparación del Reactivo de Tollens:
Agregar 2.000 mL de Nitrato de Plata al 5.000% al que se le añaden 1 o 2 gotas de Hidróxido de Sodio diluido, esto formará un precipitado de Oxido de Plata. Adicionar Amoniaco concentrado hasta que el precipitado se disuelva completamente.
El reactivo de Tollens no se debe almacenar y posterior a ser utilizado en el Test de diagnóstico, las muestras deben ser acidificadas con ácido diluido antes de ser eliminadas, esto para prevenir la formación del compuesto Nitruro de Plata el cual es explosivo.
Test de diagnóstico de Tollens
En cuatro tubos de ensayo agregar 3.000mL de reactivo de Tollens. Proseguir añadiendo a cada tubo de ensayo 2.000mL de los compuestos siguientes: (estos reactivos al ser trasvasijados a un vaso de precipitado deben ser cubiertos, ya que son volátiles.
I. Acetaldehído.
II. Benzaldehído.
III. Acetofenona.
IV. Butil Metil Cetona.
A continuación calentar los tubos de ensayo en un vaso de precipitado con agua a “baño maría” sin agitarlos durante aproximadamente 15 minutos, de este modo se facilita la observación de la formación del precipitado de espejo de plata. Se debe recordar la utilización de perlas de ebullición en el “baño maría” para una ebullición controlada.
Se observará:
I. Acetaldehído:
Al mezclar el Test de diagnóstico de Tollens con Acetaldehído cerca de los 12 minutos de emplear calor a través del "baño maría" se comienza a observar la formación del precipitado de espejo de plata. Lo que indica que el Test de diagnóstico Tollens es positivo para Acetaldehido.
II. Benzaldehído:
Al mezclar el Test de diagnóstico de Tollens con Benzaldehído a temperatura ambiente se percibe una reacción exotérmica debido a que el tubo de ensayo desprende calor. Al emplear calor la solución se va oscureciendo a un color plomo. A los 5 minutos de la aplicación de calor se manifiesta la presencia del espejo de plata. Lo que indica que el Test de diagnóstico Tollens es positivo para Benzaldehído.
III. Acetofenona.
Al mezclar el Test de diagnóstico Tollens con Acetofenona y aplicar calor durante 15 minutos y no manifestarce la aparición del espejo de plata implica que el Test de diagnóstico Tollens es negativo para la Acetofenona.
IV. Butil metil cetona.
Al mezclar el Test de diagnóstico de Tollens con Butil metil cetona y aplicar calor durante 15 minutos se descarta la aparición del espejo de plata, esto indica que el Test de diagnóstico Tollens es negativo para Butil metil cetona.
Preparación del reactivo de Fehling:
La preparación de este reactivo consiste en la mezcla de dos soluciones:
Preparación de Fehling A y B
Fehling A: 2.000 g de Sulfato de Cobre penta hidratado(CuSO4*5H2O) diluido en 50.00 ml de agua destilada.
Fehling B: 10.00 g Tartrato de Potasio y Sodio con 3 g de lentejas de Hidróxido de Sodio diluido en 50.0 ml de agua destilada.
Se mezclan al 50.00% 1.000 mL de Fehling A y 1.000 mL de Fehling B.
Las soluciones de Fehling A y Fehling B se deben guardar por separado para evitar el precipitado de Hidróxido de Cobre II.
Test de diagnóstico de fehling.
En cuatro tubos de ensayo agregar 3.000mL de reactivo de Fehling. Posteriormente agregar 3 a 4 gotas de los siguientes reactivos a cada tubo de ensayo (estos reactivos al ser trasvasijados a un vaso de precipitado deben ser cubiertos, ya que son volátiles):
I. Acetaldehído.
II. Benzaldehido.
III. Acetofenona.
VI. Butil metil cetona.
Seguir el procedimiento anterior, calentando a” baño maría” cada uno de los tubos por separado, aproximadamente por 5 min.
Se debe recordar la utilización de perlas de ebullición en el “baño maría” para una ebullición controlada.
Se observara:
I. Acetaldehído.
Al calentar la mezcla de Acetaldehído con el reactivo de Fehling en “baño maría”, por aproximadamente 5 minutos se puede observar que la solución azul se torna verdoso con precipitado rojizo, debido al oxido de cobre I.
Esto indica que el Test de diagnóstico Fehling es positivo para Acetaldehído.
II. Benzaldehído.
La mezcla del Test de diagnóstico Fehling con Benzaldehído se calienta a “baño maría” por 5 minutos aproximadamente, sin observarse cambio alguno en la solución,por lo que se descarta la aparicióndel precipitado rojizo de Oxido de cobre I. Esto implica que el Test de diagnóstico Fehling es negativo para Benzaldehido.
III. Acetofenona.
Al mezclar el Test de diagnóstico Fehling con Acetofenona y aplicar calor a través del "baño maría" por 5 minutos no se observan cambios en la solución, por lo que se descarta la aparición del precipitado rojizo de Oxido de Cobre I. Esto indica que el Test de diagnóstico Fehling es negativo para Acetofenona.
IV. Butil Metil Cetona.
Al mezclar el Test de diagnóstico d Fehling con Butil Metil Cetona y luego de aplicar calor durante 5 minutos y no observarce cambios en la solución se descarta la aparición del precipitado rojizo de Oxido de Cobre I, por lo tanto el Test de diagnóstico Fehling es negativo para Butil Metil Cetona.