ALDEHIDOSY CETONASI. OBJETIVOS

1.1. Preparar formaldehido y efectuar pruebas caractersticas.1.2. Preparar acetona y efectuar pruebas caractersticas para identificar y diferenciar aldehdos de cetonas.

II. PRINCIPIOS TEORICOSLos aldehdos y las cetonas contienen el grupo funcional carbonilo,. Se diferencian entre s en que en los aldehdos este grupo carbonilo se encuentra en un extremo de la cadena hidrocarbonada, por lo que tiene un tomo de hidrgeno unido a l directamente, es decir, que el verdadero grupo funcional es, que suele escribirse, por comodidad, en la formaCHO. En cambio, en las cetonas, el grupo carbonilo se encuentra unido a dos radicales hidrocarbonados: si stos son iguales, las cetonas se llamansimtricas, mientras que si son distintos se llamanasimtricas. Segn el tipo de radical hidrocarbonado unido al grupo funcional, los aldehdos pueden ser alifticos,RCHO, y aromticos,ArCHO; mientras que las cetonas se clasifican en alifticas,RCOR', aromticas,ArCOAr, y mixtas;RCOAr, segn que los dos radicales unidos al grupo carbonilo sean alifticos, aromticos o uno de cada clase, respectivamente.Conviene hacer notar que, si bien los aldehdos y cetonas son los compuestos ms sencillos con el grupo carbonilo, hay otros muchos compuestos que contienen tambin en su molcula el grupo carbonilo que, junto a otras agrupaciones atmicas, constituyen su grupo funcional caracterstico. Entre estos compuestos podemos citar: cidos carboxlicos,COOH; halogenuros de acilo,CX, steres,COOR, amidas,CONH2, etc., sin embargo, el nombre de compuestos carbonlicos suele utilizarse en sentido restringido para designar exclusivamente a los aldehdos y cetonas.NomenclaturaEn la nomenclatura sistemtica, los aldehdos se nombran cambiando porallaoterminal del nombre del hidrocarburo correspondiente a la cadena hidrocarbonada ms larga que incluya el grupo funcionalCHO, al que se le asigna la posicin 1 a efectos de enumerar los posibles sustituyentes. Los nombres de las cetonas se forman de manera anloga, pero cambiando poronalaoterminal del hidrocarburo progenitor e indicando, si es preciso, la posicin del grupoCOcon un nmero (el ms bajo posible). Las cetonas suelen nombrarse tambin corrientemente mediante los nombres de los dos radicales unidos al grupo carbonilo, seguidos de la palabra cetona. Ejemplos:

4Cloro-2-metilbutanal4-ciclohexil-1-fenil-2-pentanona

Muchos aldehdos tienen nombres vulgares que derivan del nombre comn del cido carbox1ico correspondiente, (formaldehdo, acetaldehdo, etc.).Mtodos de obtencinEntre los mtodos de obtencin de compuestos carbonlicos unos son comunes a aldehdos y cetonas, mientras que otros son propios de cada una de estas series, por lo que es conveniente estudiarlos por separado.1.Mtodos de obtencin comunes a aldehdos y cetonasa) Oxidacin de alcoholesLa oxidacin de alcoholes primarios produce en una primera etapa, aldehdos; mientras que la oxidacin de alcoholes secundarios conduce a cetonas.Las cetonas son resistentes a la oxidacin posterior, por lo que pueden aislarse sin necesidad de tomar precauciones especiales. En cambio, los aldehdos se oxidan fcilmente a los cidos carbox1icos correspondientes. Para evitar esta oxidacin es necesario separar el aldehdo de la mezcla reaccionante a medida que se va formando, lo que se consigue por destilacin, aprovechando la mayor volatilidad de los aldehdos inferiores respecto a los correspondientes alcoholes. As se obtiene, por ejemplo, elpropanal:CH3CH2CH2OHCr2O7Na2+ SO4H2

60-70 CCH3CH2CHO

1-propanolpropanal

b) Hidratacin de alquinosEn presencia de sulfato mercrico y cido sulfrico diluido, como catalizadores, se adiciona una molcula de agua al triple enlace de un alquino, con lo que se forma primero un enol que, al ser inestable, se isomeriza por reagrupamiento en un compuesto carbonlico. nicamente cuando se utiliza acetileno como producto de partida se obtiene acetaldehdo, segn la reaccin:HCCH +H2OSO4H2

SO4HgCH2=CHOHCH3CHO

acetilenoetenoletanal (acetaldehdo)

Este es el procedimiento industrial ms utilizado en la actualidad para la fabricacin de acetaldehdo, que es la materia prima de un gran nmero de importantes industrias orgnicas. Cuando se utilizan acetilenos alquilsustituidos el producto final es una cetona.c) Ozonlisis de alquenosLa ozonlisis de alquenos da lugar a aldehdos o cetonas, segn que el carbono olefnico tenga uno o dos sustituyentes hidrocarbonados. Esta reaccin no suele utilizarse con fines preparativos, sino ms bien en la determinacin de estructuras para localizar la posicin de los dobles enlaces.2.Mtodos de obtencin de aldehdosa) Reduccin de cloruros de aciloLa reduccin directa de cidos carboxlicos a aldehdos no es fcil de realizar, porque los cidos se reducen con gran dificultad. Por ello, el procedimiento utilizado es convertir primero el cido en su cloruro (cloruro de acilo) que se reduce fcilmente a aldehdo:

Para impedir la posterior reduccin del aldehdo a alcohol se ha ideado el empleo de uncatalizadordepaladio envenenado(es decir, desactivado) con azufre.b) Hidrlisis de dihalogenurosgeminalesMediante la hidrlisis de dihalogenurosgeminales(los dos tomos de halgeno estn en el mismo carbono)pueden obtenerse aldehdos y cetonas, en general, aunque slo tiene inters para la preparacin de aldehdos aromticos, concretamente de benzaldehdo, por la facilidad con que se hidrolizan los dihalogenometilarenos. As, cuando se clora fotoqumicamente tolueno,ArCH3, se forma,-diclorotolueno,ArCHCl2(cloruro de bencilideno), que se hidroliza fcilmente para dar benzaldehdo.3.Mtodos de obtencin de cetonasa) Reaccin de nitrilos con reactivos de GrignardLos reactivos de Grignard o magnesianos,RMgX,se adicionan fcilmente a los enlaces mltiples polares, formando compuestos de adicin que se hidrolizan con gran facilidad. Este es el fundamento de la gran variedad de aplicaciones de los magnesianos en sntesis orgnica. En el caso de los nitrilos,RCN, la reaccin de adicin y posterior hidrlisis (en medio cido), puede representarse esquemticamente mediante la ecuacin:RCN + R'MgX(RR')C=NMgX2H2O

RCOR' + XMgOH + NH3

b) Sntesis de Friedel-CraftsSe pueden obtener cetonas a partir de hidrocarburos, empleando como reactivo atacante un halogenuro de acilo,RCOX, segn la siguiente reaccin:ArH + XCORCl3Al

ArCOR + XH

SiRes un radical aliftico, se obtiene una cetona mixta, mientras que si es aromtico la cetona ser tambin aromtica.Modernamente, la acetona se obtiene industrialmente en el proceso de obtencin de fenol por oxidacin cataltica de isopropilbenceno (cumeno).Reacciones de los aldehdos y cetonasa) HidrogenacinLos aldehdos y cetonas se transforman en alcoholes al hacerlos pasar sobreCua 300 C en un proceso inverso al de deshidrogenacin de alcoholes.Los aldehdos conducen a la formacin de alcoholes primarios:RCHO + H2Cu

300 C RrCH2OH

aldehdoalcohol primario

Las cetonas por su parte se reducen a alcoholes secundarios:RCOR' + H2Cu

300 C RCHOHR'

cetonaalcohol secundario

b) Reaccin bisulfticaLos aldehdos y metilcetonas (con un grupo metilo en posicin), reaccionan con bisulfito sdico para dar lugar a un compuesto cristalino: el compuesto bisulftico.RCHO + HSO3NaRCHOHSO3Na

aldehdoderivado bisulftico de un aldehdo

RCOCH3 + HSO3Na RCOH(CH3)SO3Na

cetonaderivado bisulftico de una cetona

c) Adicin de CNHAldehdos y cetonas adicionan cianuro de hidrgeno para dar lugar a la formacin decianhidrinas(hidroxinitrilos).RCHO + HCNRCHOHCN

aldehdocianhidrina

RCOR' + HCN RCOH(CN)R'

cetonacianhidrina

d) Condensacin aldlicaLos aldehdos en presencia de disoluciones diluidas de hidrxidos alcalinos sufren la denominada condensacin aldlica, con formacin de un aldol (molcula que contiene simultneamente las funciones aldehdo y alcohol).

e) OxidacinLas cetonas son muy resistentes a la accin de los agentes oxidantes, y cuando se oxidan lo hacen dando lugar a una mezcla de cidos carboxlicos con menos tomos de carbono cada uno de ellos que la cetona que se oxida.Los aldehdos se oxidan con facilidad incluso bajo la accin de oxidantes suaves para dar lugar a un cido carboxlico (o sus sales) con el mismo nmero de tomos de carbono que el aldehdo sometido a oxidacin. Reaccin de Tollens:el reactivo es una disolucin amoniacaldenitrato de plata. Con frecuencia la plata se deposita sobre el vidrio del recipiente originando un espejo. Reaccin de Fehling:RCHO +2Cu(OH)2 +NaOHRCOONa+ 3 H2O + Cu2O

aldehdohidrxidosdicosal amoniacal delcido carboxlico

los reactivos son: una disolucin desulfato cpricoy otra dehidrxido sdicoytartrato sodopotsico(que evita la precipitacin del hidrxido cprico).

III. MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOS

3.1. Materiales y equipos

2 Soportes de pie con sus pinzas, 2 tubos de ensayograndes, 6 tubos de ensayo medianos, 6 tubos de ensayo pequeos, alambre de cobre, un tapon de corcho N 14, un vaso de precipitados de 100 ml, esptula de varilla de vidrio, 2 pinzas con su mano, refrigerante con sus mangueritas, 2 tapones de jebe monohoradados segn grfica, matraz de 25 ml, balanza analtica, mechero de bunsen.

3.2. Reactivos

Metanol al 20% en agua, reactivo de Tollens recin preparada (requiere: nitrato de plata, hidrxido de sodio e hidrxido de sodio e hidrxido de amonio al 50 % ), etanol, formaldehido, acido clorhdrico, solucin de acido ntrico 1:2, solucin de fehling A y B, reactivo de schiff, solucin de permanganato potsico al 0,3 % , acido sulfrico concentrado, acetona, benzaldehdo, acetato de sodio, acetato de calcio, agua destilada, hidrxido de amonio.

IV. PROCEDIMIENTO

4.1. Obtencin de formaldehido.

a) Adapte un tapn corcho a un alambre de cobre enrollado en espiral, caliente el alambre hasta el rojo vivo en la llama fuerte del mechero. Cuando haya obtenido este color durante unos segundos, introdzcalo rpidamente en un tubo de ensayo grande previamente sujeto a un soporte y contenga hasta la mitad, una solucin de metanol al 20 %. Procure que el tapon no este apretado en la boca del tubo, y que el alambre tenga buen contacto con la solucin. Agite suavemente el tubo.b) Enfre el tubo y repita la operacin anterior unas 5 veces. Huela con precaucin la solucin. Anote sus observaciones.

4.2. Pruebas carcateristicas del formaldehido

4.2.1 oxidacion

-con permanganato

a) en medio acido: en un tubo de ensayo pequeo vierta unas 10 gotas de KMnO4 , agregue unas 5 gotas de acido sulfrico mas unas cuantas gotas del formaldehido obtenido en la primera parte de la practica, siga aadiendo mas gotas hasta que vire la solucin. Agite y tome nota.

-con reactivo de Tollens:

a) en un tubo de ensayo pequeo ponga unas 10 gotas de nitrato de plata, agregue unas gotas de hidrxido de sodio hasta la formacin de un precipitado, luego aada una o dos gotas de hidrxido de amonio hasta la disolucin de l precipitado ( asi ha preparado el reactivo de tollens).

b) cogiendo con uan pinza, calinetesuavemnet el tubo en bao maria, luego aada unas gotas del formaldehido antes obtenido. Tome nota y vuelva a calentar hasta ver una superficie metalica en las paredes del tubo. Anote us observaciones.

- con reactivo de benedict

a) en un tubo de ensayo vierta1 ml de l reactivo de benedict, agregue unos 3 ml del formaldehido obtenido.b) hervir suavemente en bao maria hasta formar un precipitado. Observe y tome nota.- con reactivo de fehlinga) en un tubo de ensayo vierta 1 ml de la solucin de fehling A, aada un ml de la solcuion de fehling B lentamente hasta que el color azul palido( hidrxido cprico), d uncolor azul oscuro (tartrato). Aada unas 3 gotas del formaldehido obtenido.b) hervir suavemente en bao maria hasta formar un precipitado. Obsrve y tome nota.

-con reactivo de schiff

En un tubo de ensayo pequeo ponga 1 ml del reactivo de schiff, aada unas gotas del formaldehido obtenido. Anote sus observaciones.NOTA: empleando el formaldehido obtenido industrialmente y usando tubos de ensayo medianos, puede realizar todas las anteriores pruebas y compararlas con los resultados del formaldehido obtenido en la presente practica.

4.3. Obtencin de acetona

a) En un crisol de porcelana caliente 9 g de acetato de sodio; la sal se funde y al seguir el calentamiento, agitando con una varilla de vudrio, se vuelve a solidificar, cuando se haya solidificado, siga calentadno por unos 2 minutos mas y deje enfriar.b) En un mortero provisto de mano triture finamente 5 g de acetato de sodio anhdrido, junto con 5 g de acetato de calcio.c) Ponga la mezcla en un tubo de ensayo grande, con la ayuda de papel encerado, y conctelo a un refrigerantepor medio de un tubo de desprendimiento, tal como aparece en la figura.d) Empiece a calentar el tubo de ensayo con la llama del mechero de Bunsen, primero suavemente cerca del tapon, y luego uniformemente con flama fuerte, hasta que no se recoja liquido, en el matraz receptor. No sobrecaliente el tubo.

4.4. Empleando la cetona obtenida en lugar del formaldehido, repita todas las pruebas anteriores. Anote sus observaciones.

V. RESULTADOS Y DISCUCIONES5.1. Obtencin de Formaldehido:

El fierro cambio de color, por calor de oxidacin.Se liberan gas cuando el tubo esta empapado de vapor, el fierro al apagarse se vuelve color naranja (tambin da giros).El metanol se convierte en metanal, est liberando hidrogeno.

Pruebas caractersticas del Formaldehido:

5.1.1. Oxidacin:

A) Con permanganato: En medio cido:

En los tubos de ensayos en el momento de agregar H2SO4 observamos que el formol, formaldehido y acetona tomaron una coloracin distinta Formaldehido: color marrn Formol: toma un color trasparente Acetona: no cambio de color.B) con reactivo Tollen

1. Cuando se estaba preparando el reactivo de Tollen; y cuando se form el precipitado este tomo un color gris oscuro, y al solubilizarlo con NH4OH, la mezcla o la solucin quedo transparente.2. Al adicionar el reactivo de Tollen a los aldehdos y las cetonas; pero sin calentar se observaron colores:1. Para el acetaldehdo: se observ un color gris homogneo.1. Para el benzaldehdo: se observaron 2 capas, una capa color trasparente y gelatinoso y otra de color amarillo.1. Para la butanona: no se observ ningn color.3. cuando se sometieron al calentamiento con el agua caliente , se observ:1. Para el formol: se observ una capa de color mostaza brillante en el tubo.1. Para el formaldehido: se forma un capa de un color caf brillante en el tubo.1. Para la cetona: Se forma la capa o espejo de plata en el tubo, pero tomo mucho ms tiempo.RCHO + 2AgOH +NH4OHRCOONH4 + 2 H2O + 2Ag

aldehdohidrxido amnicosal amoniacal del cido carboxlico

0. Con reactivo fehling

En cada tubo agregamos el formaldehido, acetona y formol en el momento de agregar el reactivo de fehlin A y B Cuando se prepar el reactivo de Fehling, este tomo un color azul ndigo Al adicionar el reactivo de fehling a los aldehdos, acetonas y formol pero sin calentar se observaron colores: Para el acetaldehdo: se observaron dos capas, una color manzana y una franja naranja.1. Para el formol: se observ una capa color azul ndigo 1. Para la formol: tambin se observaron 2 capas. La capa azul ndigo y la capa transparente. cuando se sometieron al calentamiento con el agua caliente, se observ un cambio de color pero en el tubo que tena al acetaldehdo, formndose un color rojo ladrillo.

RCHO + 2Cu(OH)2 +NaOH ->RCOONa + 3 H2O + Cu2O

aldehdohidrxido sdicosal amoniacal del cido carboxlico

VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. Las reacciones de los aldehdos y las cetonas echan en la prctica son caracterizadas para identificarlos y corroborar con propiedades, ya que resaltan como propiedad los colores que se observan para cada uno y dependiendo de este se puede decir que tipo o que caracterstica tiene el aldehdo o cetona utilizada y analizada. En las reacciones de aldehdos y cetonas con KMnO4 logramos identificar la oxidacin del medio bsico del formaldehido. Con el reactivo Tollens que es un agente oxidante, reducindose a plata ste es usado para verificar la presencia de aldehdos, que son oxidados a cidos carboxlicos.

VII. BIBLIOGRAFIA

Alfredo Salcedo Lozano qumica teora y prctica 2000 Carrasco Luis qumicaexperimental Ral Paredes Medina laboratorio qumica.

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