UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE ZACATECAS

“Francisco García Salinas”

Área de Ciencias de la Salud

Unidad Académica de Ciencias Químicas

Programa de Químico Farmacéutico Biólogo

Materia: Fisicoquímica II Laboratorio

Docente: Dr. En C. Tomás Montiel Santillán

Tema: Práctica 4. Cinética de halogenación de la acetona

Grado: 4° Semestre Grupo: A Equipo #4: 29101160 Tejada Rodríguez Christian Jairo 32130477 Torres Gutiérrez David 32130525 Veyna Hurtado Luis Ángel

28/Mar/2014

Cinética de halogenación de la acetona

Objetivo

Conocer cuál es la constante de velocidad para la reacción de halogenación de la

acetona así como su mecanismo de reacción.

Introducción

La reacción de yodación de acetona presenta una cinética lenta en condiciones normales,

pero la reacción se acelera considerablemente en condiciones ácidas. En disolución

acuosa la reacción de yodación de la acetona (2-propanona) catalizada por ácido puede

describirse como:

CH3-CO-CH3 + I2 CH3-CO-CH2-I + HI

Dado que, en la halogenación α de cetonas catalizada por ácido, cada paso sucesivo de

halogenación es más lento que el paso anterior y dado que en las condiciones en que se

llevará a cabo la reacción estará presente un exceso de acetona respecto al yodo,

podemos suponer que la especie formada será la α-monoyodoacetona. Para la

determinación de la ecuación cinética de la reacción se empleará el método de

aislamiento de Ostwald. Para ello, se empleará un exceso de acetona y de ácido respecto

a la concentración de yodo presente. De forma que, podrá suponerse que las

concentraciones de acetona y de ácido permanecen prácticamente constante durante la

reacción.

Diagrama de flujo

Preparación

del blanco

2 ml H2O dest.

1 ml HCl 0.3

2 ml acetona 1 M

Mezcla de

reacción

2 ml acetona 1 M

1 ml HCl .3 M

2 ml de yodo .02 M

Accionar el cronómetro al

adicionar media alícuota

Hacer lecturas de

absorbancia a 460 nm,

cada min. Por 15 min.

Calibrar el

espectrofotómetro Poner desechos en el

recipiente de RESIDUOS

ACUOSOS.

Resultados

1.- Datos experimentales obtenidos de la lectura de absorbancia (mezcla de reacción).

2.- Gráfica de absorbancia contra tiempo.

3.- Mecanismo de reacción de la halogenación de la acetona.

Los aldehídos y cetonas reaccionan con halógenos en medios ácidos o básicos produciéndose la sustitución de hidrógenos a por halógenos. -Halogenación de la propanona en medio ácido:

El mecanismo de halogenación en medio ácido tiene las siguientes etapas: Etapa 1. Formación del enol

Tiempo Absorbancia Tiempo Absorbancia Tiempo Absorbancia

1 min 0.588 6 min 0.483 11 min 0.4

2 min 0.544 7 min 0.468 12 min 0.38

3 min 0.528 8 min 0.454 13 min 0.365

4 min 0.513 9 min 0.436 14 min 0.346

5 min 0.5 10 min 0.418 15 min 0.329

y = -0.0172x + 0.5876R² = 0.9936R =- 0.9967

0.329

0.379

0.429

0.479

0.529

0.579

0.629

1 3 5 7 9 11 13 15

Abso

rbancia

Tiempo (min)

Etapa 2. Ataque nucleófilo del enol sobre el halógeno ayudado por la cesión del para del oxígeno.

Etapa 3. Desprotonación

Trabajando con un equivalente de reactivo la halogenación para en una primera adición y no ocurren polihalogenaciones. El paso clave del mecanismo es la formación del enol y esta etapa requiere protonar el oxígeno del carbonilo. Una vez halogenada la posición a el oxígeno se vuelve menos básico, debido al efecto electronegativo del bromo. -Halogenación de la propanona en medio basico:

La halogenación en medio básico tiene el siguiente mecanismo:

Etapa 1. Formación del enolato

Etapa 2. Ataque nucleófilo del enolato sobre el halógeno ayudado por la cesión del para del oxígeno.

Este mecanismo se repite otras 5 veces sustituyendo todos los hidrógenos a por halógenos. En este caso

la reacción no para puesto que el producto halogenado es más reactivo que la propanona de partida. La

base arranca mejor los hidrógenos en el producto halogenado (son más ácidos), haciendo imposible

parar la reacción.

Análisis

Al hacer la regresión lineal de la absorbancia de la solución en función del tiempo se

determina el valor de la pendiente que será el valor de la constante de la velocidad (k)

siendo este valor es de –0.0172s-1.

Discusión

El calor del coeficiente de correlación (0.9967) indica que los datos tienen precisión, pues

el procedimiento experimental se tuvieron las consideraciones necesarias para llevar a

cabo el experimento, en la gráfica se observa que el primer dato está más alejado de la

línea de tendencia que se sigue en los demás datos, esto pudiera ser debido tal vez a

que la reacción aun no comenzaba o a que al momento de accionar el cronometro no se

fue demasiado preciso, aun así la regresión lineal es satisfactoria.

Conclusiones

El cálculo de la constante de velocidad para la halogenación de acetona en un

espectrofotómetro es un método preciso pues la se obtienen datos más confiables en

este instrumento además de que es un método rápido. El mecanismo de reacción de la

cetona se basa en la formación del enol y enolato en medio ácido y básico

respectivamente.

Bibliografía

o Brown TL, LeMay HE, Bursten BE y Murphy CJ. 2009. Química la Ciencia Central.

11a ed. Editorial Pearson, Prentice Hall. México.

o Manual de química orgánica. Hans Beyer, José Barluenga Mur, Wolfgang Walter.

Editorial Reverté, 1987. ISBN: 8429170669. Pág. 237

o Química orgánica. Robert Thornton Morrison, Robert Neilson Boyd. Pearson

Educación, 1998. ISBN: 9684443404

o "Organic Chemistry" Fifth Edition, Paula Yurkanis Bruice. Pearson Prentice Hall,

Upper Saddle River, NJ, 200