E5B2010: Reconocimiento de Grupos Hidroxilos
Test para Alcoholes
Reyes, Sebastian; Barahona Alvaro
Laboratorio de Química Orgánica III, Departamento de Química
Universidad Tecnológica Metropolitana
Introducción.
Los alcoholes son moléculas polares que poseen un grupo hidroxilo, -OH, que está unido a una cadena hidrocarburada mediante un enlace covalente a un carbono con hibridación sp3. Los alcoholes son líquidos incoloros de baja masa molecular, de olor característico y solubles en agua en proporción variable. Al aumentar la masa molecular, aumentan sus puntos de fusión y ebullición, pudiendo ser sólidos a temperatura ambiente y disminuyendo la solubilidad en agua al aumentar el número de átomos de carbono del alcohol.
Los alcoholes pueden ser primarios, secundarios o terciarios, en función del número de hidrógeno sustituidos por un radical en el átomo de carbono al que se encuentra enlazado el grupo hidroxilo. Los alcohol se pueden clasificar también según la cantidad de grupos -OH que contenga la cadena hidrocarburada, los que tienen un solo -OH se denominan monoles y los alcoholes que tienen dos o mas -OH se denominan polioles.
Los alcoholes tienen gran importancia en la química orgánica ya que a partir de ellos se pueden sintetizar compuestos como ácidos carboxilícos, cetonas, aldehídos.
Reacción con Sales de Cerio
[A] Fundamentación teórica.
El ión Ce+4 existe en soluciones ácidas y tiene carácter oxidante. El ensayo ocurre mediante una reacción de óxido reducción en la que el catión Ce+4 oxida el alcohol a un aldehído y/o cetona. Se tiene una solución de Nitrato de Cerio y Amonio de color amarillo acidificada con ác. nítrico. Al realizar el ensayo y agregar gotas de alcohol, la coloración amarilla cambia a rojo lo que indica la presencia del grupo hidroxilo. La reacción química es la siguiente:
Se tiene también el siguiente proceso.
En el caso de un alcohol primario y secundario, como se muestra anteriormente el ión Ce+4 forma un aldehído y cetona mediante Óxido - Reducción. Un alcohol terciario no sufre dicho proceso ya que no tiene la posibilidad de oxidarse, este reacciona con la solución de cerio y amonio para formar complejos coloreados mediante una reacción en la cual el alcohol sustituye iones de nitrato (NO3-) en el complejo formado por el ión Cerio. La reacción que describe dicho proceso es la que sigue:
El ensayo para el alcohol se lleva a cabo de esta manera debido al fuerte impedimento estérico que tiene el grupo -OH causado por los grupos metilos presentes en la molécula. El éxito de la reacción lo demuestra el cambio de coloración de amarillo a rojo debido a la formación de complejos debido a la exitación electrónica.
Para este ensayo se deben utilizar alcoholes de hasta 10 átomos de carbono, para que se obtenga una respuesta positiva al reconocimiento del grupo hidroxilo. Si el alcohol no se miscibiliza con el agua se debe agregar Dioxano.
Preparación solucion de Nitrato de Cerio y Amonio: disolver 2g de las Sales de Cerio en 5.0mL de Àc. Nítrico diluido
[B] Procedimiento experimental.
Coloque en un tubo de ensayo limpio y seco 1 mL de reactivo de solución de sales de Cerio y Amonio, Luego agregar 2 - 3 gotas de alcohol primario (Etanol), agite la solución y observe lo ocurrido. El cambio de coloración de amarillo a rojo indica un ensayo positivo a la presencia del grupo hidroxilo. Realice en paralelo la experiencia para alcohol secundario (2-Butanol) y terciario (Terc-butano) y compare.
1. Materiales:
● Gradilla (preferentemente de madera)
● Tubos de ensayo.
● Vasos pp. 100 mL
● Gotarios.
2. Reactivos:
● Sales de Cerio y Amonio
● Ác. Nítrico diluido
● Etanol
● 2 - Butanol
● Terc-butanol
● Agua Destilada.
Reacción con Oxinato de Vanadio
[A] Fundamentación teórica.
En esta experiencia el Oxinato de Vanadio interactúa con el alcohol formando complejos coloreados mediante interacciones electroestáticas. El cambio de coloración de azul oscuro a rojo – burdeo indica le presencia del grupo hidroxilo. La reacción química es la siguiente:
El ensayo resulta más rápidamente con un alcohol primario que uno secundario y este a su vez que un terciario, ya que en este último la molécula está más impedida estéricamente.
Preparación Solución Oxinato de Vanadio: poner 10mg de Oxinato de Vanadio en un vaso pp. de 100mL, luego adicione 10mL de Ác. Acético Glacial (99.7%) y calentar suavemente agitando hasta disolución. Dejar enfriar y luego agregar 10mL de Benceno.
[B] Procedimiento Experimental.
Coloque en un tubo de ensayo limpio y seco 1 mL de solución de Oxinato de Vanadio, luego agregue 2-3 gotas de alcohol primario (Etanol), agite la solución y observe lo ocurrido. El cambio de coloración de azul oscuro a rojo – violeta indica un ensayo positivo a la presencia del grupo hidroxilo. Realice en paralelo la experiencia para alcohol secundario (2-Butanol), terciario (Terc-butanol) y compare.
Materiales:
● Gradilla (preferentemente de madera)
● Tubos de ensayo
● vasos pp. 100mL
● Gotarios
Reactivos:
● Solución de Oxanato de Vanadio
● Ác. Acético Glacial (99.7%)
● Benceno
● Etanol
● 2 - Butanol
● Terc-Butanol.
Reacción de Malaprade
[A] Fundamentación teórica.
El test de Malaprade se utiliza para la identificación de alcoholes vecinos (glicoles). La reacción ocurre gracias al poder oxidante del Ác. Peryódico en solución acuosa y acidificada, este rompe los enlaces C - C de los hidroxilos vecinos dando como resultado aldehídos y/o cetonas mediante un proceso de Óxido – Reducción. La reacción química es la siguiente:
Al agregar Nitrato de Plata (3%), el ión plata reacciona con el Yodato para formar un precipitado blanco, este será la respuesta a un ensayo positivo, ya que el Yodato de Plata es difícilmente soluble en Ác. Nítrico.
El test de Malaprade da resultado al emplear el ensayo solo con glicoles.
Preparación solución de reactivo de Ác. Peryódico (0.5%): disolver 0.5g de Ácido Peryódico en 20mL de agua destilada, luego completar el volumen de la solución a 100mL.
Preparación solución de reactivo de Nitrato de Plata (3%): disolver 3g de Nitrato de Plata en 20mL de agua destilada, luego completar el volumen de la solución a 100mL.
[B] Procedimiento Experimental.
Colocar a 2 tubos de ensayo 2mL de Ác. Peryódico (0.5%), luego acidular con 2 - 3 gotas de Ác. Nítrico, agite cuidadosamente. Luego agregue 2 - 3 gotas de: Etanol al primer tubo y al segundo Glicerina, agitar, esperar unos segundos. Luego añadir solución de reactivo de Nitrato de Plata (3%). Si se forma un precipitado blanco (Yodato de Plata) la reacción es positiva a la presencia del grupo hidroxilo
1. Materiales:
● Gradilla (preferentemente de madera)
● Tubos de ensayo
● vasos pp. 100mL
● Gotarios.
2. Reactivos:
● Solución Ác. Peryódico (0.5%)
● Ác. Nítrico (c)
● Etanol
● Glicerina(o cualquier otro glicol).
● Nitrato de Plata (3%)
● Agua destilada.
Bibliografía:
D. Pasto C. Johnson and M. Miller; Experiments and Techniques In Organic Chemistry; Prentice Hall; 1991