E5A2010: Test de alcoholes
TEST DE ALCOHOLES
Ojeda, Muryel; Quiroz, Yazna
Laboratorio de Química Orgánica III, Departamento de Química
Universidad Tecnológica Metropolitana
Reconocimiento de alcoholes
[A] Fundamentación Teórica:
Los alcoholes son compuestos que tienen grupos hidroxilo unidos a átomos de carbono saturado, con hibridación sp3. Esto excluye a los fenoles (grupo hidroxilo unidos a anillos aromáticos) y a los enoles (grupo hidroxilo unidos a un carbono vinílico), debido a que la química de estos tres tipos de compuestos es muy diferente. Los alcoholes pueden considerarse los derivados orgánicos del agua, donde uno de los hidrógenos es sustituido por un grupo orgánico: H-O-H pasa a ser R-O-H.
Como el agua los alcoholes son débilmente ácidos y débilmente básicos. Como bases de Lewis débiles, los alcoholes son protonados reversiblemente por los ácidos para formar iones oxonio, R-OH2+. Los alcoholes protonados son mucho más reactivos que los alcoholes neutros hacia los nucleófilos, debido a que portan carga positiva.
Como ácidos débiles, los alcoholes actúan como donadores de protones. En solución acuosa diluida, se disocian ligeramente donando un protón al agua.
Oxidación:
La oxidación de alcoholes forma compuestos carbonilos. Al oxidar alcoholes primarios se obtienen aldehídos y ácidos carboxílicos, la oxidación de alcoholes secundarios forma cetonas y los alcoholes terciarios no reaccionan.
Tipos de alcoholes:
- Monoles:
Son los alcoholes que tienes un solo grupo funcional –OH pueden clasificarse como primarios, secundarios y terciarios dependiendo del tipo de carbono que posea al grupo funcional hidroxilo.
- Polioholes
Son compuestos que tienen dos o mas grupos funcionales hidroxilo –OH.
Estado físico.- El metanol, el etanol y el alcohol isopropílico son líquidos a 20°C, lo cual implica que los alcoholes ligeros de menor masa molecular son líquidos, los monoles con más de once átomos de carbono son sólidos.
Punto de ebullición.-Al aumentar el número de átomos de carbono aumenta el punto de ebullición como consecuencia del incremento de las fuerzas de dispersión. Los alcoholes ramificados tienen menor punto de ebullición que los alcoholes lineales.
Los alcoholes constituyen una clase muy importante de compuestos orgánicos ya que a partir de ella podemos preparar otros compuestos tales como:
· Alquenos
· Éteres
· Aldehídos
· Cetonas, etc.
Esto nos indica que el grupo funcional hidroxilo –OH se convierte fácilmente en otro grupo funcional.
[B] Procedimiento Experimental:
I ) Reacción con sales de cerio
Tenemos una solución de sal de cerio (nitrato de amonio y cerio mas acido nítrico concentrado) de color amarilla que al agregarle alcohol se produce una reacción de oxido-reducción donde el ión Ce+4, oxida al alcohol a aldehído o cetona según corresponda. El ión cerio se reduce a Ce+3 dándole una coloración rojiza a la solución demostrando la presencia del grupo hidroxilo
Materiales:
-Tubos de ensayo
- Gotario plástico
- Vaso precipitado
- Espátula
Reactivos:
( I )
- Nitrato de amonio y cerio
- Acido nítrico
- Etanol
( II )
- Acido peryódico.
- Acido nítrico concentrado
- Nitrato de plata 5%
- Glicerina.
( III )
- Xileno
- Acido acético concentrado
- Oxinato de vanadio
- Etanol.
- 2-Butanol.
- Ter-Butanol.
Preparación del reactivo:
Solución de sal de cerio:
Tomamos 1.g de nitrato de amonio y cerio (sólido color naranjo), le agregamos 25 mL de HNO3(c) y 4 mL de agua.
Procedimiento:
Tomamos 1 mL de la solución de cerio, se le agrega 3 a 4 gotas de etanol
La solución inicial tiene una coloración naranja, al agregar el alcohol pasa a tomar un color rojo, demostrando la presencia del grupo hidroxilo.
Observación:
En este procedimiento solo se pueden identificar alcoholes de bajo peso molecular, ya que estos son solubles en agua y nuestra solución es acuosa, obtenemos una respuesta positiva con alcoholes de no más de 10 átomos de carbono.
Los compuestos de carácter básico pueden reaccionar con el cerio, formando sales poco solubles que tienden a precipitar
Los compuestos fácilmente oxidables también interfieren ya que dan compuestos coloreados.
- Reconocimiento de grupos hidroxilos:
( II ) Test de Malaprade:
El test de Malaprade esta enfocado en el reconocimiento de polioholes (glicoles). Los glicoles se pueden romper de forma oxidativa con ácido peryódico (HIO4) formando moléculas inestables (gem-diol) que por eliminación de agua forman las correspondientes cetonas y aldehídos.
La reacción se puede interpretar mas fácilmente, considerando que tiene lugar a la formación de radicales hidroxilos y a la ruptura del enlace carbono-carbono por hidroxilación de cada uno de los átomos de carbono.
La respuesta del test está dada por la formación de un precipitado blanco, que corresponde a la reacción que tiene el ácido yódico formado con el nitrato de plata, que se muestra a continuación:
- Preparación del reactivo:
Una solución de ácido peryódico, acidificar con ácido nítrico.
Procedimiento:
A la solución ácida agregar 2 a 3 gotas de glicerina, a esta mezcla adicionar 2 a 3 gotas de nitrato de plata al 5%
La formación de un precipitado blanco (yodato de plata) da una respuesta positiva al test
Observación:
Este test de reconocimiento es efectivo para alcoholes de bajo peso molecular, como se explico anteriormente.
Tener cuidado con la acidificación, ya que en un exceso el yodato de plata no precipitaría.
El acido periódico es soluble en agua y no en disolventes orgánicos, es por esto que no participa directamente en la formación de aldehídos y cetonas.
( III ) Reacciones con Oxinato de Vanadio:
El vanadio como elemento presenta propiedades oxidantes o reductoras según su estado de oxidación.
En este test oxida al alcohol, formando complejos, los que por su propiedad coloreada podemos afirmar la presencia de OH-.
Preparación del reactivo:
Se prepara una solución 1:1 tomando 10 mL de solución de xileno, a ésta se le adicionan 10 mL de ácido glacial concentrado.
A la solución se le agrega una punta de espátula de oxinato de vanadio, la solución toma una coloración verde musgo.
Procedimiento:
Se toman 3 tubos de ensayo, cada uno con 2 mL de la solución preparada con oxinato de vanadio. A cada uno de los tubos agregar 1 mL de un alcohol.
Se comprobará con ácido primario (etanol), secundario (2-butanol) y terciario (ter-butanol).
Una coloración amarillenta en la solución afirma la presencia de grupos OH-
Observación:
Mediante este test no es posible reconocer entre un alcohol primario, secundario o terciario. Sólo si el compuesto es un alcohol.