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