UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA

Universidad Nacional del Callao

Escuela Profesional de Ingeniera Qumica Facultad de Ingeniera Qumica

TEMA CIDOS CARBOXLCOSPROFESORA

ING. VIORICA STANCIUC STANCIUC

INTEGRANTES ANGO TRAVEZAO, FIORELLA TANIA CABRERA FERNANDEZ, ALDO LEONARDO

ESPINOZA CHIRIBOGA , JEAN PIERRE HORQQUE CERNA, FIORELLA RUB MORENO QUISPE, JORGE YOSEPH PRNCIPE CAMPOS, JUAN JOSBELLAVISTA 19 DE JUNIO DEL 2015 2015-ANDICE

I.INTRODUCCION3II.OBJETIVOS4III.MARCO TEORICO5IV.MATERIALES:8V.PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL9VI.CALCULOS Y RESULTADOS......13

VII.RECOMEDACIONES17VIII.CONCLUSIONES18IX.CUESTIONARIO:1922X.BIBLIOGRAFIA

XI. ANEXOS..............23

I. INTRODUCCION

Los cidos orgnicos, o cidos carboxlicos, son compuestos orgnicos que contienen que constituyen un grupo de compuestos, caracterizados porque poseen ungrupo funcional llamadogrupo carboxiloogrupo carboxi(COOH). En el grupo funcional carboxilo coinciden sobre el mismo carbonoun grupohidroxilo(-OH) ycarbonilo(-C=O). Se puede representar como -COOH -CO2H.Estos se encuentran ampliamente distribuidos en la naturaleza ya sea como precursores de otros compuestos como los lpidos, las grasas y otros compuestos como el vinagre o el acido frmico (Pavlov, 1970, p210).El grupo funcional puede presentar un tomo de hidrogeno, un radical alquilo o un radical arilo.

Los cidos carboxlicos poseen una solubilidad en agua similar a los alcoholes, disminuyendo a medida que aumenta el nmero de tomos de carbono aunque son ms solubles en disolventes orgnicos menos polares como el ter, el benceno o los alcoholes. (Morrison, 1998, p803-806).Poseen tambin un punto de ebullicin ms alto que los alcoholes, dada la propiedad de formar incluso hasta dos puentes de hidrogeno entre las molculas. Una de las caractersticas de los cidos carboxlicos, es el olor que desprenden, debido a su volatilidad, aunque esta disminuye a medida que hacen la transicin hacia cidos carboxlicos superiores. En cuanto a sus propiedades qumicas, los cidos carboxlicos, son cidos menos fuertes que los cidos minerales, pero ms que los alcoholes y el agua. Estos cidos al reaccionar con hidrxidos pueden generar sales con facilidad.

II. OBJETIVOS1. Observar mediante las experiencias en laboratorio las propiedades qumicas de los cidos carboxlicos.2. Aprender a reconocer al cido lctico, oxlico, tartrico y frmico, mediante las experiencias en laboratorio, de manera cualitativa.3. Obtener e identificar a los cidos carboxlicos.

III. MARCO TEORICOCIDO CARBOXILICO

Los compuestos que slo contienen hidrgeno o grupos alquilo o arilo unidos al doble enlace carbono oxgeno (esto es, aldehdos o cetonas) se denominan compuestos carbonilitos, y el enlace C = O que contienen es el grupo carbonilo. Por otra parte, el grupo COOH (que a veces se simboliza como CO2 H), en los cidos carboxilicos se conoce como grupo carboxilo, y el enlace R C = O que contienen se conoce como grupo acilo.

Estructura

O

- C O H

Frmula General.

O

O

C

C

R OH Ar

OH

cido Aliftico

PROPIEDADES FSICAS

Estado Fsico - A 20C y 1 atm., los 9 primeros cidos monocarboxilicos, son lquidos, los superiores son slidos. Los cidos grasos insaturados son lquidos y los cidos dicarboxilicos son slidos.

Solubilidad.- Los cidos carboxlicos al interactuar con el agua forman in** puentes de hidrgeno con ella a travs de sus grupos muy polares como son el carbonilo e hidrfilo, es por ello que son ms solubles en el agua que los alcoholes, cetonas, aldehdos, etc., de masa molecular semejante.

Punto de ebullicin.- Los cidos carboxlicos hierven a temperatura muy superiores respecto a los alcoholes, cetonas, aldehdos, teres y alcanos de peso molecular semejante.

PROPIEDADES QUIMICAS

El comportamiento qumico caracterstico de los cido carboxlicos esta determinado por su grupo funcional el carboxilo (-COOH), veremos que casi en todas sus reacciones, los cambios ocurren en el grupo hidrfilo (-OH) del COOH.

Acidez.- Los cidos carboxlicos son electrolitos dbiles, es por ello que cuando interactan con el agua se ionizan en forma parcial.

Formacin de sales.- Los cidos carboxilicos reaccionan con facilidad con los metales alcalinos desprendiendo gas hidrgeno y formndose la sal correspondiente.

CH3COOH + Na ( CH3COONa + 1/2 H2 (g)

Etanoato de sodio

CH3CH2CH2 COOH + K ( CH3CH2CH2COOK + + 1/2H2 (g)Reduccin de los cidos a alcoholes

Para reducir un cido carboxlico se emplea con mucha frecuencia en el laboratorio de hidruro doble de litio y aluminio, Li AlH4 ya que es un agente reductor muy poderoso, y es por ello que se obtienen excelentes medicamentos de la reaccin.

CH3COOOH LiAlH4 ( CH3CH2OH

cido etanoico

Etanol

En general RCOOH LiAlH4 ( RCH2OH

Acido Carboxilico Alcohol primario IV. MATERIALES

MATERIALES

10 tubos de ensayo

Gradilla

Mechero Bunsen

Pinzas de madera

Vaso de precipitado

Placa Petri

Trpode

Pipeta

REACTIVOS

cido Benzoico

cido Saliclico

cido Actico

cido Tartrico

Solucin de Yodato de Potasio

Solucin de Yoduro de Potasio

Solucin de Bicarbonato de Sodio

Solucin de Hidrxido de Sodio

Alcohol Iso- Amlico

Reactivo de Tollens

Solucin de Sulfato de cobre

Solucin de Cloruro de calcio

V. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

EXPERIMENTO #1: Reaccin general

En un tubo de ensayo aadiremos 2ml de cido benzoico ( la alcuota debe contener un porcentaje de precipitado)

Aadir 1ml de KI y 1ml de KIO3 Llevar a bao mara aproximadamente 1 minuto.

EXPERIMENTO #2: Reaccin de acidez En un tubo de ensayo aadir 1ml de un cido carboxilo aliftico ( no usar uno aromtico porque no se solubiliza bien ) Luego aadir 1 ml de NaOH Agitar

EXPERIMENTO #3: Reaccin especfica con el cido Frmico

En un tubo de ensayo agregar 1ml de cido frmico Agregar 3ml de reactivo de Tollens Llevar a Bao Mara

EXPERIMENTO #4: Reaccin especfica con el cido Oxlico

En un tubo de ensayo aadir 1ml de cido oxlico

Aadir 1ml de cloruro de calcio CaCl2

Llevar a bao Mara por 2 minutos y dejar reposar.

EXPERIMENTO #5: Reaccin especfica con el cido Tartrico

En un tubo de ensayo agregar 1ml de CuSO4 y 0.5ml de NaOH

Aadir 1ml de cido Tartrico

Dejar reposar un minuto y llevar a bao Mara de 2 a 5 minutos

EXPERIMENTO #6 : Reaccin especfica con cido Saliclico

En un tubo de ensayo agregar 1ml de cido Saliclico

Agregar 1ml de alcohol iso-amlico

Aadir de3 a 4 gotas de cido sulfrico concentrado y llevar a bao Mara de 2 a 5 minutos.

VI. CALCULOS Y RESULTADOS REACCIONES DE IDENTIFICACION

EXPERIMENTACION N1

Reaccin de Yodato Yoduro

La reaccin ser:

CH3COOH + KI + KIO3 ( I2( + CH3COOK+H2O + CO2

Observaciones:despus de agregar el yoduro y yodato de Potasio al contacto con el cido carboxlico observamos que toma una coloracin rojiza

EXPERIMENTACION N2

Reaccion de Descarboxilacion

La reaccin ser:

COOH COONa

OH OH

+ 2 NaOH + Na2CO3 Cao

Se observa:

Na2CO3 + HCl ( NaCl +CO2 + H2O

El desprendimiento de gases, nos indica que es CO2 .Si se observa turbidez, se habr llevado a cabo la descarboxilacion.

R-COOH + NaOH (CaO) ( RH + Na2CO3 + H2O

REACCIONES ESPECFICAS

EXPERIMENTACION N3

Acido Formico HCOOH

HCOOH + Ag (NH3)2 OH ( CO2 ( + Ag + HCOONH4+NH3 + H2O

Observaciones:Al agregar el reactivo de tollens se forma un precipitado de color blanco que luego al llevarlo al bao maria se forma un espejo de plata en los bordes del tubo.EXPERIMENTACION N4

Acido Oxlico

COOH

COO

+ CaCl2 Ca+2 + 2HCl

COOH

COOObservaciones:Al agregar el CaCl2 al cido oxlico y despus de llevarlo al bao mara se forma una solucin lechosa con precipitado blanco lo que nos indica que es un cido oxlico.

EXPERIMENTACION N5

Acido Tartrico CuSO4 + Na (OH) ( Cu (OH) 2 + Na2SO4COOH

COOH

CHOH + Cu (OH)2 CHOH

Cu+2 + H2O

CHOH

CHOH

COOH

COOH

Observacin:

Se forma una solucin de color azul lo cual indica que se trata de un cido Carboxlico.

EXPERIMENTACION N6

Acido Saliclico

Observaciones:

Al agregar el metanol y el H2SO4 la solucin se mantiene incolora, esta solucin se lleva mara, y una vez calentado se echa una pequea muestra de la solucin en una placa petri para detectar el olor a frotacin.

VII. RECOMENDACIONES

1. Tener cuidado al observar los resultados obtenidos sobre todo en la coloracin de los precipitados ya que muchos puedan confundirlos y como explicamos cada Ac. Carboxlico posee propiedades nicas de reaccin.

2. Utilizar papel de filtro para observar coloracin de precipitados

VIII. CONCLUSIONES1. En las reacciones generales se utiliza una muestra, se verifica que dicha muestra contiene acido carboxlico.

2. En las pruebas especficas se concluy que la muestra de prueba era cido Tartrico, debido a que se demostr que era un poliol y que tena R-COOH en su composicin.

3. Es insoluble en agua, soluble en alcohol y ter.

IX. CUESTIONARIO1. Ordene los siguientes compuestos en orden de acidez decreciente y presente las reacciones de acidez respectivas:

cido oxlico

2-propanol

cido actico Propino

2. Indique la solubilidad en agua, alcohol y ter de petrleo de los siguientes compuestos: acido oxlico, cido saliclico, cido actico.

En agua:Los cidos con seis o menos tomos de carbono son solubles en agua

MUESTRAMEDIO ES SOLUBLE?

Acido OxlicoAguaSi

cido SaliclicoAguaSi

cido ActicoAguaSi

En alcohol:MUESTRAMEDIO ES SOLUBLE ?

Acido oxlicoterPoco soluble

cido saliclicotersi

cido acticotersi

Los cidos carboxlicos son muy solubles en alcoholes debido a que forman enlace puente de hidrogeno con ellos.

ter de petrleo

MUESTRAMEDIO ES SOLUBLE ?

Acido oxlicoAlcoholSi

cido saliclicoAlcoholSi

cido acticoalcoholSi

X. BIBLIOGRAFIA

1. GIBAJA OVIEDO, alcanos. Edit. UNMSM. Lima. 1985

2. WadeJr.G Qumica Orgnica. Segunda edicin

3. MC. MURRAY JOHN Quimica.7ma. Edicin. Orgnica internacional. Thomson Editores S.A

XI. ANEXOSCIDOS CARBOXLICOS Y SUS DERIVADOS

A los compuestos que contienen el grupo carboxilo (abreviado -COOH o CO2H) se les denomina cidos carboxlicos. El grupo carboxilo es el origen de una serie de compuestos orgnicos entre los que se encuentran los haluros de cido (RCOCl), los anhdridos de cido (RCOOCOR), los steres (RCOOR) y las amidas (RCONH2). El grupo carboxilo, -COOH, es formalmente una combinacin de un grupo carbonilo y de un hidroxilo.

Reacciones de los cidos carboxlicos:

Formacin de sal

Debido a su acidez reforzada, los cidos carboxlicos reaccionan con las bases para formar sales inicas, como se muestra en las ecuaciones siguientes:

RCOOH+NaHCO3RCOO (-) Na(+) + CO2 + H2O

RCOOH+(CH3)3N:RCO2(-) (CH3)3NH(+)

RCOOH+AgOHRCO2(-) Ag(+) + H2O

En el caso de hidrxidos de metales alcalinos y la amina ms simple (o amonaco) las sales resultantes poseen un carcter inico y son normalmente solubles en el agua. Los metales pesados como plata, mercurio presentan en sus sales un enlace que tiene ms carcter covalente (ejemplo3), y su solubilidad en agua es reducida, sobre todo para cidos que tienen cuatro o ms tomos del carbono.

Reduccin de cidos carboxlicos.

Tanto los cidos carboxlicos como los steres se pueden reducir a alcoholes empleando un agente reductor poderoso como el aluminio hidruro de litio (LiAlH4).

El LiAlH4 es una base fuerte y el primer paso en la reaccin de reduccin de los cidos carboxlicos es la desprotonacin del cido. En este paso se desprende hidrgeno gaseoso y se forma la sal ltica del cido y AlH3.

El AlH3 transfiere un hidruro al grupo carbonilo del carboxilato ltico generando un intermedio tetradrico que, al regenerar el grupo carbonilo, forma un aldehdo.

A continuacin, el aldehdo se reduce rpidamente a un alcxido de litio.

La hidrlisis de la mezcla de reaccin protona el alcxido y forma el alcohol.

La reaccin de alfa-halogenacin de cidos carboxlicos.

Los cidos carboxlicos se pueden convertir en alfa-bromocidos o alfa-clorocidos mediante reaccin con fsforo rojo y bromo, o cloro. Esta reaccin se conoce con el nombre dereaccin de halogenacin de Hell-Volhard-Zelinskyy consiste en tratar al cido carboxlico con una mezcla de fsforo rojo y bromo (o cloro), lo que genera un bromuro de alfa-bromoacilo(o cloruro de alfa-clorocilo), seguida de hidrlisis al alfa-bromocido (o del alfa-clorocido).

Los cidos carboxlicos tienen muy poca tendencia a enolizarse y no reaccionan con halgenos ni siquiera en presencia de un catalizador cido. Sin embargo, los bromuros y los cloruros de cido son dbilmente enlicos y como la mezcla de fsforo y bromo contiene algo de tribromuro de fsforo, parte de cido carboxlico se convierte en el correspondiente bromuro de cido. El enol derivado del bromuro de cido es el que experimenta la halogenacin para dar el bromuro de alfa-bromocido. La hidrlisis de este compuesto proporciona el alfa-bromocido.

Substitucin del Hidrgeno del Grupo Hidroxilo

Esta reaccin podra clasificarse como una sustitucin electroflica sobre el oxgeno y se puede esquematizar del siguiente modo: (E es un electrfilo).

RCOO-H + E(+)RCOO-E + H(+)

Se proporcionan algunos ejemplos de esta substitucin en las ecuaciones (1) a -(4).

Si E es un electrfilo fuerte, como en la primera ecuacin, atacar el oxgeno nucleoflico del cido carboxlico directamente, dando un intermedio positivamente cargado que entonces pierde un protn. Si E es un electrfilo dbil, como un haluro de alquilo, se hace necesario convertir el cido carboxlico al anin de carboxilato para facilitar la sustitucin. ste es el procedimiento usado en las reacciones 2 y 3. La ecuacin 4 ilustra el uso del diazomethane del reactivo (CH2N2) para la preparacin de steres de metilo. Este gas txico y explosivo se usa siempre en una solucin de ter (color amarillo luminoso). La reaccin se sigue fcilmente por la evolucin de gas nitrgeno y la desaparicin del color del reactivo. Se cree que esta reaccin procede por la vinculacin rpida de un electrfilo fuerte a un anin del carboxilato. Las ecuaciones 2 y 3 son reacciones SN2.

Los haluros de alquenilo tambin pueden servir como electrfilo en las reacciones de la substitucin de este tipo, como se ilustra con la sntesis de acetato de vinilo del acetileno. El carboxilo intramolecular se adiciona al grupo alqueno generando un ster cclico conocido como lactonas. Ciclos de cinco-miembros (gamma) y seis-miembros (delta) lactonas, son formados. Las especies electroflicas como cidos o halgenos son iniciadores necesarios de lactonizacin. Incluso el yodo electroflico dbil comienza la iodolactonizacin de?? - y?? los cidos insaturados. Substitucin del Grupo Hidroxilo. Reacciones que conducen a sus derivados

Ya se ha visto que una reaccin fundamental del grupo carbonilo de los aldehdos y cetonas es la reaccin de adicin nucleoflica al doble enlace C=O.

Al contrario que los aldehdos y las cetonas, los cidos carboxlicos y sus derivados se caracterizan por experimentar reacciones deadicin nucleoflica-eliminacin, que culmina en una ruptura del enlace acilo -oxgeno y la sustitucin del OH (OR) por el nuclefilo que se adicion en la primera etapa en el grupo carbonilo. Tambin este mecanismo se suele llamar de sustitucin acilnucleoflica.

El mecanismo de esta reaccin se indica a continuacin:

La primera parte del proceso anterior es idntica a la que tiene lugar sobre el grupo carbonilo de aldehdos y cetonas. Es en la segunda parte donde difieren ambos mecanismos. El intermedio tetradrico formado en el ataque del nuclefilo a un grupo carbonilo de aldehdo o cetona normalmente acepta un protn para dar lugar al producto de adicin estable.

Por el contrario, el intermedio tetradrico formado en la adicin del nuclefilo al grupo carbonilo de los cidos y sus derivados, elimina un grupo saliente, lo que provoca la regeneracin del doble enlace carbono-oxgeno y por tanto un producto de sustitucin.

Los aldehdos y cetonas no experimentan el proceso de adicin nucleoflica - eliminacin. Si un aldehdo o una cetona reaccionase mediante un proceso de adicin nucleoflica-eliminacin, el intermedio tetradrico debera expulsar un in hidruro (H-) o un in alcanuro (R-). Ambos son compuestos muy bsicos y por tanto muy malos grupos salientes.

La reaccin del haloformo, estudiada en el tema anterior, constituye uno de los pocos ejemplos en los que un in alcanuro puede actuar como grupo saliente. Este caso est justificado porque el anin trihalometano (X3C-) es muy poco bsico y por tanto un buen grupo saliente.

Los derivados del cido carboxlico, donde se observa el mecanismo de adicin .eliminacin, es ilustrado con los siguientes ejemplos.

Reactividad relativa de los derivados de cido.

El orden de reactividad de los derivados de cido para los procesos de adicin nucleoflica-eliminacin es:

El orden de reactividad se explica teniendo en cuenta la basicidad del grupo saliente. Cuando reaccionan los cloruros de cido, el grupo saliente es el in cloruro. Los anhdridos expulsan un cido carboxlico o un in carboxilato. Los steres reaccionan eliminando un alcohol y las amidas eliminan amoniaco o una amina. De todos estos compuestos el menos bsico es el in cloruro y por tanto los cloruros de cido son los derivados de cido ms reactivos. Por el contrario, el amoniaco o las aminas son, de entre todos los grupos salientes anteriores, los ms bsicos y por tanto las amidas son los derivados de cido menos reactivos.

La estabilizacin por resonancia tambin afecta a la reactividad de los derivados de cido. Por ejemplo, una parte de la estabilizacin por resonancia de las amidas se pierde cuando el grupo carbonilo resulta atacado por un nuclefilo.

En los steres la estabilizacin por resonancia es menor que en las amidas porque la estructura resonante que presenta separacin de cargas coloca una carga positiva sobre el oxgeno, mientras que en las amidas la estructura resonante con separacin de cargas coloca la carga sobre el nitrgeno, que es menos electronegativo que el oxgeno. Este razonamiento tambin contribuye a explicar la mayor reactividad de los steres en comparacin con las amidas.

La estabilizacin por resonancia en un anhdrido es semejante a la de un ster, pero el aporte de densidad electrnica del oxgeno se tiene que repartir entre dos grupos carbonilo y por tanto cada grupo carbonilo est menos estabilizado que el grupo carbonilo de un ster, en consecuencia, los anhdridos son ms reactivos que los steres.

LABORATORIO DE QUMICA ORGANICA I

CICLO REGULAR

ORDEN DE ACIDEZ DECRECIENTE

QUOTE

1LABORATORIO DE QUIMICA ORGANICA pg. 2

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