ALGUNAS PRUEBAS DE ALDEHIDOS Y CETONAS

ALGUNAS PRUEBAS DE ALDEHIDOS Y CETONAS[pic 1]

Autores: Diliana luna Hernández, Jesús Lara padilla, julio caret…Universidad de Córdoba

Facultad de Ingenierías

Ingeniería de alimento

Berastegui

Colombia

RESUMEN

En el estudio de los compuestos orgánicos y la presencia de los grupos funcionales que se encuentran en ellos determina las características físicas y químicas del compuesto. En esta práctica de laboratorio se tratara demostrar experimentalmente mediante cuatro pruebas, las cuales se le realizaran a los aldehídos, cetonas y benzaldehídos.  En la primera se tratara de comparar la miscibilidad y la poca miscibilidad en agua de estos según su número de átomos, en la segunda y tercera parte se tratara de diferenciar los aldehídos de las cetonas y del benzaldehído, mediante el proceso de oxidación utilizando los reactivos de Tollens y de Fehling, y en la cuarta parte se intenta demostrar reacciones de adición que ocurren entre 2,4-dinitrofenilhidrazonas y aldehídos, belzaldehidoy cetonas.

PALABRAS CLAVES

 Miscibilidad, Oxidación, Adición, Grupos Funcionales, Reacción  

INTRODUCCIÒN

El grupo carbonilo, (C = O), es uno de los grupos funcionales más importantes en la Química Orgánica. Se puede considerar a los aldehídos y cetonas como derivados de los alcoholes, a los cuales se les ha eliminado dos átomos de hidrógeno, uno de la función hidroxilo y otro del carbono contiguo. (Wade, Jr., 2011)

[pic 2]

Los aldehídos son compuestos de fórmula general R–CHO y las cetonas son compuestos de fórmula general R-CO-R´, donde los grupos R y R´ pueden ser alifáticos o aromáticos. Ambos tipos de compuestos se caracterizan por tener el grupo carbonilo por lo cual se les suele denominar como

compuestos carbonílicos. Estos compuestos tienen una amplia aplicación tanto como reactivos y disolventes así como su empleo en la fabricación de telas, perfumes, plásticos y medicinas (Morrison & Boyd. 1998).                    

En la naturaleza se encuentran ampliamente distribuidos como proteínas, carbohidratos y ácidos nucleicos tanto en el reino animal como vegetal (Fieser, F, 1967).

Conviene hacer notar que, si bien los aldehídos y cetonas son los compuestos más sencillos con el grupo carbonilo, hay otros muchos compuestos que contienen también en su molécula el grupo carbonilo que, junto a otras agrupaciones atómicas, constituyen su grupo funcional característico. Entre estos compuestos podemos citar: ácidos carboxílicos, —CO—OH; halogenuros de acilo, —C—X, ésteres, —CO—OR, amidas, —CO—NH2, etc., sin embargo, el nombre de compuestos carbonílicos suele utilizarse en sentido restringido para designar exclusivamente a los aldehídos y cetonas (Durst, D & Gokel, W, 1995).

El  grupo carbonilo, -C=O tiene algunas de las características del doble enlace carbono-carbono. En un grupo carbonilo, uno de los enlaces es un enlace sigma (fuerte) y el otro es un enlace pi (más débil). Los ángulos de enlace alrededor del átomo de carbono del grupo carbonilo son de 120° aproximadamente.  El átomo de carbono del grupo carbonilo posee hibridación sp2, de esta forma, éste y los tres átomos unidos a él, se encuentran en el mismo plano. Los ángulos de enlace entre los tres átomos enlazados son los que se esperan de una estructura trigonal planar, igual que en el doble enlace carbono-carbono. El grupo carbonilo está polarizado tanto en aldehídos como en cetonas, de manera que el carbono es parcialmente positivo y el oxígeno es parcialmente negativo.  (Bruice, 2007)

1. Objetivos

Al terminar esta sesión, el estudiante será capaz de:

1.1 Comprobar la miscibilidad en agua de los aldehídos y cetonas que tienen hasta cuatro átomos de carbono, y la poca miscibilidad de los aldehídos y cetonas con más de cuatro átomos de carbono.

1.2 Diferenciar los aldehídos de las cetonas, utilizando los reactivos de Tollens y de Fehling, y observando la formación de precipitados.

 1.3 Comprobar experimentalmente, que las cetonas metílicas reaccionan (+) conel reactivo de yodoformo y, en cambio, los aldehídos, excepto el etanol dan (-) esta prueba con dicho reactivo; tomando como evidencia visual (+) de reacción, la formación de un precipitado amarillo.

 1.4 Sintetizar y purificar las 2,4 dinitrofenilhidrazonas de un aldehído y de una acetona desconocida.

2. TEORÍA RELACIONADA

El doble enlace del grupo carbonilo (C=O) es común para aldehídos y cetonas; los aldehídos tienen por lo menos un hidrógeno unido al carbono del grupo carbonilo, ejemplo el formaldehido o metanal que es el más simple de los aldehídos, el grupo carbonilo está unido a dos hidrógenos; en las cetonas el grupo carbonilo está unido a dos grupos carbonados.

Estas especies se pueden representar mediante las siguientes estructuras generales:

[pic 3]

REACCIONES:

 ∙ CON OXIDANTES SUAVES

Una de las diferencias importantes entre los aldehídos y las cetonas es su facilidad relativa de oxidación. Los aldehídos se oxidan muy fácilmente, las cetonas solo experimentan oxidaciones con oxidantes fuertes y en condiciones bastantes excepcionales. Se emplean varios ensayos basados en esta diferencia de comportamiento para distinguir aldehídos de cetonas. Oxidantes muy suaves como el reactivo de Tollens, Solución de Fehling, pueden usarse con este objetivo porque no reaccionan con cetonas. El reactivo de Tollens es una solución básica amoniacal de nitrato de plata (el amoníaco evita la formación de Ag2O). La reacción del aldehído con este reactivo convierte al aldehído en una sal de ácido carboxílico y el ión complejo de plata amoniacal es reducido a plata metálica (que se manifiesta con la formación de un espejo de plata).[pic 4]

El reactivo de Fehling es una solución alcalina de sulfato cúprico en forma de complejo con el ácido tartárico (el ácido tartárico evita la formación de Cu(OH)2). El reactivo de Fehling consta de dos soluciones que se mezclan en el momento de emplearlas. El Cu2+ es reducido por el aldehído a óxido cuproso (Cu2O) y en algunos casos es reducido hasta cobre metálico, mientras que el aldehído se oxida hasta la sal del ácido carboxílico.

[pic 5]

Los aldehídos aromáticos no reaccionan con Fehling o la hacen muy lento

[pic 6]

∙ CON OXIDANTES FUERTES

Las cetonas resisten la oxidación suave, pero con agentes oxidantes fuertes, generalmente a altas temperaturas experimentan ruptura de los enlaces carbono carbono en cualquier lado del grupo carbonilo (oxidación degradativa)

 ∙ PRUEBA DEL YODOFORMO

 Una solución de yodo en yoduro de potasio en medio básico (I2, KI, NaOH), se utiliza para detectar la

[pic 7]

Presencia del grupo                               en aldehídos y cetonas o que por oxidación pueda generar este grupo. La evidencia visual de esta reacción es la formación de un sólido amarillo llamado comúnmente yodoformo de fórmula CHI3.

[pic 8]

∙ REACCIONES DE ADICIÓN

Debido a la insaturación y a la polaridad del enlace carbono-oxígeno, los compuestos carbonilos presentan reacciones de adición en la cual la parte nucleofílica del reaccionante se une al carbono del grupo. Un ejemplo de esta reacción es la formación de hidrazonas a partir de aldehídos y cetonas. En este experimento se prepara la 2,4-dinitrofenilhidrazona, mediantela reacción de la 2,4- dinitrofenilhidrazina y un compuesto carbonilo, para dar un producto cristalino coloreado. La reacción con la acetona es la siguiente:

[pic 9]

SECCIÓN EXPERIMENTAL

 ∙ Pruebas de solubilidad (miscibilidad) en agua como disolvente

En la figura 1 se muestran el diagrama de flujo del procedimiento de solubilidad. [pic 10]

[pic 11]

Figura 1. Diagrama de flujo para la prueba de miscibilidad.

Luego, el diagrama de flujo del procedimiento de oxidantes suaves con el reactivo de Tollens  y el reactivo de Fehling se muestra acontinuacion.

...