Área de Química OrgánicaAmpliación de Química Orgánica Ejercicios de espectroscopía UV-visible 1 Ejercicios de espectroscopía UV-Visible Área de Química Orgánica Ampliación de Química Orgánica Ejercicios de espectroscopía UV-visible 2 Ejercicios de espectroscopía UV-Visible 1.- Dentro de un átomo existen muchos niveles de energía definidos por cuatro números cuánticos. ¿Cuáles son y qué valores pueden tomar?. ¿Cuáles son los que determinan la energía de un electrón?. 2.- Conteste a las siguientes cuestiones: a) Si la absorción de energía está cuantizada, ¿por qué se observan bandas anchas en el UV?. b) ¿Debe permanecer la absorbancia constante si el producto c x l permanece constante?. c) Ordene por orden de energías las siguientes transiciones: σ−σ∗, n−π∗, π−π∗. d) ¿Qué tipo de transiciones son posibles en el ciclopenteno?. e)La transición de menor energía para el dimetil éter se observa a 185 nm. Indique en un diagrama de energías a qué tipo de transición corresponde. f)Ordene según λ máx creciente en el UV las siguientes olefinas: CH 2 =CH 2 , CH 3 CH=CH 2 , CH 3 CH=CHCH 3 , (CH 3 ) 2 C=C(CH 3 ) 2 . 3.- Calcúlese las λ máx de las siguientes estructuras y compárelas con los correspondientes valores experimentales (λ máx en nm y ε en Lg -1 cm -1 ). Como práctica para el alumno, en el ejercicio 17 se muestran más estructuras con los valores de λ máx experimental y calculado. 4.- Un compuesto A (C 11 H 16 ) tiene una λ máx en el UV de 288 nm. Por tratamiento con Pd/C se transforma en 1-metilnaftaleno. Dedúzcase la correspondiente estructura. O λ máx = 284 O λ máx = 244 AcO λ máx = 235 ε máx = 19000 EtO λ máx = 241 ε máx = 22600 CN λ máx = 237 H 2 N COOH λ máx = 288 HO OH O λ máx = 278 λ máx = 254 Br CH 3 O λ máx = 239 ε máx = 17300 λ máx = 235 ε máx = 19000 λ máx = 275 ε máx = 10000 MeS λ máx = 268 ε máx = 22600 Área de Química Orgánica Ampliación de Química Orgánica Ejercicios de espectroscopía UV-visible 3 5.- Dos compuestos X e Y con la misma fórmula molecular (C 6 H 8 ) adicionan cada uno de ellos dos moles de hidrógeno en presencia de Pd/C para dar ciclohexano. Dedúzcanse sus estructuras sabiendo que X tiene una λ máx a 267 nm e Y a 190 nm. 6.- Para una cetona insaturada C 9 H 12 O se asignó inicialmente la siguiente esctructura: Su espectro de UV presenta una absorción a λ máx =300 nm y A=1,34 a) Compruébese si la estructura es correcta. Si no lo es, manteniendo el esqueleto carbonado, proponga una estructura que satisfaga el espectro de UV. b) Calcúlese el valor del coeficiente de extinción molar sabiendo que el espectro se registró utilizando una celda de 1 cm, con disoluciones obtenidas con 4 mg de compuesto en 200 mL de disolvente. 7.- Un compuesto orgánico A (C 7 H 10 O) da un ensayo positivo con 2,4- dinitrofenilhidracizina, con hidróxido sódico/yodo, y con bromo en tetracloruro de carbono. Su espectro UV, obtenido en etanol como disolvente, presenta una λ máx a 257 nm. Dedúzcase su estructura o estructuras. 8.- En un primer análisis se asignó la siguiente estructura a un compuesto orgánico desconocido: a) Compruébese si la estructura es correcta. Si no lo es, manteniendo el esqueleto carbonado, proponga una estructura que satisfaga el espectro de UV. b) Calcúlese el valor del coeficiente de extinción molar. 9.- Un alcohol alílico ópticamente activo A (C 8 H 14 O), se trató con H 3 PO 4 , apareciendo como resultado de las correspondientes destilaciones tres nuevos productos: B, C y D. B y C eran ópticamente activos y su formación no implicaba procesos de transposición. La deshidrogenación (Pd/C) de estos tres productos producía 1,4-dimetilbenceno. La λ máx de B, C y D era respectivamente 229, 268 y 273 nm. Sugiérase las estructuras de todos los compuestos. O λ máx = 261 Α = 1,92 ( cubeta = 1 cm, 3mg de muestra, 250 mL disolvente) Área de Química Orgánica Ampliación de Química Orgánica Ejercicios de espectroscopía UV-visible 4 10.- Un hidrocarburo desconocido A (C 8 H 12 ) tiene una λ máx = 234 nm y puede ser ozonizado selectivamente a B (C 7 H 10 O). Que presenta exactamente en el UV una λ máx = 239 nm. La reducción de B con LiAlH 4 y deshidratación cuidadosa conduce a C (C 7 H 10 ), que tiene una λ máx a 267 nm. Propóngase las estructuras de A, B y C. 11.- Se conoce que cierto compuesto se corresponde con una amina saturada N-C-C-C o a una amina insaturada N-C-C=C. A partir del espectro UV adjunto elucidar de qué compuesto se trata. 12.- Justificar las variaciones de λ máx de las siguientes series de compuestos: Compuesto λ máx (nm) Compuesto λ máx (nm) CH 3 CH 3 130 CH 3 Cl 173 CH 3 OH 183 CH 3 Br 204 CH 3 SH 235 CH 3 I 258 C 2 H 5 NH 2 210 CHI 3 349 C 2 H 5 SSC 2 H 5 250 13.- Un compuesto C 5 H 8 O 2 absorbe en el UV a λ máx =270 nm (ε=32) en metanol. En hexano la banda se desplaza a 290 nm (ε=40). ¿De qué grupo funcional se trata?. Proponga una estructura posible. 14.- El ε máx de la anilina a una λ máx de 280 nm es de 1430. Se pretende preparar una disolución de anilina en agua de modo que el % de transmitancia en una celda de 1 cm sea de 30. ¿Cuántos gramos de anilina se requieren para preparar 100 mL de disolución?. 15.- Una disolución que contiene las dos formas del coenzima nicotinamida adenina dinucleótido (NAD + y NADH) tiene una absorbancia en una celda de 1 cm a 340 nm de 0,311, y de 1,2 a 260 nm. Los coeficientes de extinción molar se dan en la tabla adjunta. Calcule la composición de la mezcla. Compuesto ε máx (260 nm) ε máx (340 nm) NAD + 18000 0 NADH 15000 6220 Área de Química Orgánica Ampliación de Química Orgánica Ejercicios de espectroscopía UV-visible 5 16.- Se desea analizar una mezcla de o-xileno y p-xileno a través de sus espectros de UV en el intervalo 240-280 nm. Los espectros de absorción de disoluciones en ciclohexano se representan en la figura. A partir de los datos registrados en la siguiente tabla relativos a las absorbancias, en las condiciones indicadas, calcule la concentración de cada componente de la mezcla. 271 nm 275 nm o-xileno (0,4 g/L) 0,90 0,10 p-xileno (0,17 g/L) 0,34 1,02 mezcla 0,47 0.54 17.- A pH=13, la absorbancia de una disolución de un compuesto fenólico es 1,5 a 430 nm y 0,0 a 290 nm. A pH=4, para un disolución de la misma concentración, los valores de la absorbancia son 0,0 y 0,5, a cada λ respectivamente. A pH=8, los valores son 0,6 y 0,3, repectivamente. a) Explicar los cambios en los espectros en función del pH b) Calcular el pK a del fenol c) Si la concentración usada fue de 10,8 mg de fenol en 20 mL de disolvente, para una ε 290 =100 L/mol.cm y una longitud de celda de 1 cm, calcular el peso molecular del compuesto. d) Dibujar una posible estructura. 18.- Explicar razonadamente las variaciones observadas en la siguiente tabla correspondiente a las absorciones de los meta y para-polifenilos: H(C 6 H 4 ) n H: n para-λ máx , nm ε x 10 -3 n meta-λ máx , nm ε x 10 -3 2 252 18 2 252 18 3 280 25 3 252 44 4 300 39 9-14 253 184-283 5 310 63 15 254 309 6 318 56 16 255 320 Área de Química Orgánica Ampliación de Química Orgánica Ejercicios de espectroscopía UV-visible 6 19.- λ máx de diferentes estructuras obtenidas por espectroscopía de UV y por aplicación de las reglas de adición adecuadas. Los valores calculados se muestran entre paré ntesis.
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