Universidad de SonoraUnidad Regional Sur División de Ciencias e Ingeniería Departamento de Ciencias Químico Biológicas y Agropecuarias Manual de Prácticas del Laboratorio de Química Orgánica II Q.B Guadalupe Hernández Salomón Q. R.Alicia Rodríguez Román Q. Leonardo Téllez Verdugo PRACTICA # 1 SÍNTESIS DE ALQUENOS POR DESHIDRATACIÓN DE ALCOHOLES. OBTENCION DE UN ALQUENO: 2-METIL-2-BUTENO OBJETIVO Obtener el alqueno 2-metil-2-buteno por medio de la deshidratación del alcohol ter-amílico. INTRODUCCION A los alquenos de fórmula C5H10 se les aplica el término “amileno”. Todos los amilenos son compuestos conocidos y fácilmente asequibles. En esta práctica se preparará un amileno a partir del alcohol ter-amílico (2-metil-2-butanol). Esta reacción de deshidratación puede transcurrir teóricamente en dos direcciones para dar dos productos, pero el producto principal es el representado en la siguiente reacción: CH3 CH3 CH3CH2CCH3 + H2SO4 100C CH3CH=CCH3 + H2O OH Esto está de acuerdo con la regla general de que en la deshidratación de alcoholes catalizada por ácido, en la que se pude formar dos olefinas isómeras, el átomo de hidrógeno que se elimina es del carbono adyacente al que posee el OH que tenga el menor número de átomos de hidrógenos formándose así la olefina más ramificada. MATERIAL 2 soportes 1 equipo de Quick-fit 1 matraz erlenmeyer de 100 ml recogiéndose lo que destile entre 37 – 43 C en un matraz rodeado de hielo. 6. se deja reposar. una solución acuosa de permanganato de potasio al 0. 2. 27 ml de alcohol ter-amílico. Prepare una mezcla 1:2 de ácido sulfúrico-agua. a 28 ml de agua fría en un matraz de fondo redondo de 100 ml. 14 ml de H 2SO4 conc. Finalmente. enfriándolo exteriormente y agitando de vez en cuando. se destila. dispuesto para la destilación. . se abre la llave para igualar la presión interior con la atmosférica. 4. se desecha y se pasa el alqueno a un matraz pequeño y seco. 5. El matraz debe enfriarse después de cada adición moviéndolo suavemente en un baño de hielo.1 probeta de 10 ml 1 aro soporte 2 probetas de 50 ml 1 baño maría 1 perilla 1 cuba hidroneumática 2 pinzas para bureta 1 termómetro de 100 C 1 tela de asbesto 1 mechero REACTIVOS KMnO4 al 0. Se destila recogiéndose en un matraz erlenmeyer rodeado de hielo. calentando en un baño de agua. se agita de vez en cuando para abrir la llave e igualar la presión. Abra la llave y se vierte la capa acuosa inferior. Cuando el alqueno esté seco. Añada. Se invierte el embudo. Se añade 1 gramo de cloruro de calcio anhidro. añadiendo a 1 o 2 gotas de éste. provisto de termómetro. se comprueba la insaturación del alqueno. sujeto a un soporte y conectado a un refrigerante eficiente.3 %. y en pequeñas porciones. se pasa a un matraz de destilación pequeño. El producto frío se pasa a un embudo de separación y se añade 10 ml de una solución fría de NaOH al 10%. lo que se verá por la ausencia de turbidez.3% NaOH al 10% H2SO4 CaCl2 Alcohol ter-amílico PARTE EXPERIMENTAL 1. El matraz se pone sobre un baño de vapor. añadiendo cuidadosamente. enfriando y agitando. 3. una vez cerrada la llave. los alquenos y cicloalquenos de adición. FUNDAMENTO La falta de reactividad de los alcanos frente a la mayoría de los reactivos químicos (tales como ácidos. explica el nombre de parafinas que antiguamente se les daba a los alcanos (del latín parum affinis. característica que no tienen los primeros. Los alcanos reaccionan con el cloro y con el bromo. alquenos y sus correspondientes cíclicos. así como un alcano y sus cíclicos están formados solo por enlaces simples. poca afinidad). PRACTICA # 2 PROPIEDADES QUÍMICAS DE HIDROCARBUROS ALIFATICOS Y CICLOALIFATICOS SATURADOS E INSATURADOS OBJETIVO El alumno comprobará experimentalmente el comportamiento químico de alcanos. R-H + Br2 R-Br + HBr Los alquenos reaccionan con el color o bromo a temperatura ambiente con gran rapidez (sin necesidad de calor o luz). . INTRODUCCION El comportamiento químico de todo compuesto se debe a su grupo funcional. los alcanos y cicloalcanos dan reacciones de sustitución. a temperatura ambiente. Debido a lo anterior. La reacción es una sustitución en la cual uno o más átomos de hidrógeno del esqueleto carbonado se sustituye por átomos del halógeno. bases y agentes oxidantes y reductores). a temperatura ambiente con gran lentitud pero con mayor rapidez en presencia de luz y calor. La reacción es una adición donde los átomos de halógenos se adicionan al doble enlace carbono-carbono. los alquenos y sus cíclicos tienen doble enlace lo cual hace que estos últimos sean más reactivos debido a que poseen pares de electrones sin compartir. Sople la boca de cada tubo.3% Ciclohexano (cicloalcano) H2SO4con PARTE EXPERIMENTAL 1. En los hidrocarburos discutidos anteriormente. 3. los átomos de carbono están unidos formando cadenas abiertas. . El comportamiento químico de estos compuestos es muy semejante a sus análogos de cadena abierta. 2. Tape uno de los frascos rápidamente y póngalo en la oscuridad. expóngalo a la luz brillante (solar o artificial). A un tercer tubo añada cuidadosamente un mililitro de H 2SO4 concentrado y agite. MATERIAL 4 pipetas de 5 ml 1 gotero 20 tubos de ensaye de 13x100 1 lámpara 1 gradilla REACTIVOS Benceno (cicloalqueno) 2-metil2-buteno (alqueno obtenido en Br2/CCl4 al 4% la práctica anterior) NaOH al 10% Hexano (alcano) KMnO4 al 0. El otro. 4. Coloque cinco tubos de ensaye conteniendo cada uno. Para comprobar el desprendimiento de éste. apenas habrá reacción en la oscuridad. Frente a la luz intensa. estos hidrocarburos se conocen como cicloalifáticos y pueden ser saturados e insaturados. se disolverá en la humedad del aliento formando una niebla de gotitas. Si el hidrocarburo desconocido es un alcano. basta con soplar suavemente la boca del tubo de ensaye donde se efectúa la prueba. A dos de los tubos de ensaye adicione 4 o 5 gotas de una solución de Br/CCl 4 al 4%. desprendiendo bromuro de hidrógeno. el color del bromo irá desapareciendo gradualmente a medida que avance la reacción (sustitución). solar o artificial. en otros casos. un mililitro del alcano (hexano) dado por el instructor. estas cadenas se cierran formando estructuras cíclicas. Observe y anote los resultados y diferencias en ambos casos. CH2=CH2 + Br2/CCl4 CH2CH2 Br Br Esta es una prueba muy útil para distinguir fácilmente a los alcanos de los alquenos. Si está presente el bromuro de hidrógeno. Observe ambos tubos al cabo de unos minutos. Note si reacciona el hidrocarburo. Agite bien.3%. 6. Anote los resultados CUESTIONARIO 1. Realice las mismas pruebas con un cicloalcano (ciclohexano). A un quinto tubo agregue un mililitro de una solución de KMnO 4 al 0. A un cuarto tubo agregue un militro de una solución de NaOH al 10%. agite bien su contenido y anote. 3.5. ¿Reducen los alcanos la solución de permanganato de potasio? Explique. Observe y anote. en los hidrocarburos saturados se forma HBr y en los insaturados no? Explique. 2. Formule la reacción fotoquímica entre el cicloalcano y el bromo. . ¿Porqué en la prueba con bromo en tetracloruro de carbono. Tape el tubo. y un cicloalqueno (benceno). 7. un alqueno (obtenido en la práctica anterior). INTRODUCCIÓN El acetileno es el primer miembro de la serie de los alquinos y el más importante desde el punto de vista industrial. se forma a partir de su base conjugada (ión acetiluro). . En este sentido. En general. la cual acepta dos protones de un ácido más fuerte (agua). La hidrólisis se puede interpretar simplemente como una reacción de protólisis en la que un ácido diprótico débil (acetileno). por reacción de su sal sódica con un agente alquilante (un haluro o sulfato de alquilo): RX + NaCCH RCCH + NaX R'X + RCCR RCCR' + RX 2. que es un ácido muy débil. con los halógenos situados dos a dos en carbonos adyacentes. mediante tratamiento con hidróxido potásico : RCHX. y que hablando con propiedad. el carburo cálcico es una sal del acetileno.CH2R' 3. uno de los productos intermedios más importantes en la industria química. por reacción con zinc: RCX2 CX2R + 2 Zn RCCR + 2 ZnX2 Estos dos últimos métodos son aplicables a la preparación del acetileno.Eliminación de los cuatro átomos de halógeno de un tetrahaluro. pero este hidrocarburo. los alquinos se pueden preparar por alguno de los tres métodos siguientes: 1.Eliminación de dos moles de haluro de hidrógeno.Alquilación del acetileno o de un acetileno monoalquilado.CX2R' 2KOH RCCR' + 2 KBX + 2 H2O o RCX2 . en un dihaluro adecuado. debería de llamarse acetiluro cálcico. se obtiene mucho más barato por hidrólisis del carburo cálcico.CHXR' o RCH2 . PRACTICA # 3 SÍNTESIS Y CARACTERIZACION DE UN ALQUINO ( ACETILENO ) OBJETIVO El alumno conocerá un método de síntesis del acetileno a partir de una reacción de hidrólisis del carburo de calcio y estudiar algunas de sus propiedades. 3 % PARTE EXPERIMENTAL 1. CaC2 + 2H2O HC ≡ HC + Ca(OH)2 MATERIAL 1 pinzas de 3 dedos 1 tubo de vidrio 1 embudo de separación 1 cuba hidroneumática 1 matraz de destilación de 100 ml 8 tubos de ensaye de 18x150 con 1 tapón monohoradado para el tapón matraz 1 gradilla 1 soporte 4 pipetas de 5 ml REACTIVOS Solución de cloruro cuproso Carburo de calcio en trozos amoniacal HCl concentrado Solución de nitrato de plata Bromo amoniacal KMnO4 al 0. Debe tenerse cuidado de que el acetileno no se escape libremente al aire. 3. el agua sobre el carburo cálcico. Colóquelos en la gradillas. de carburo de calcio en trozos y en el embudo de separación 20 ml de agua de agua destilada.5 al 80% de acetileno en el aire). Un embudo de separación se adapta mediante un tapón a un matraz de destilación de 100 ml bien seco y el conjunto se sujeta a un soporte. El tapón del matraz se ajusta a éste y se asegura que no exista ninguna llama a una distancia menor de 3 metros del generador de acetileno. 4. el acetileno puro es prácticamente inodoro. Tan pronto como vea burbujas en el agua. A la tubuladera lateral del matraz se conecta un tubo adecuado para recoger acetileno por desplazamiento de agua. arsénico y azufre. llene completamente con acetileno cinco tubos de ensaye y tápelos inmediatamente. En esta práctica se prepara acetileno por hidrólisis cuidadosa y controlada del carburo de calcio y se estudian algunas de sus propiedades. En el matraz se ponen 10 gr. En el laboratorio. Deje caer lentamente. que se encuentra en una cuba hidroneumática. desde el 2. 2. (Las mezclas de acetileno-aire son explosivas en un intervalo amplio de concentraciones. gota a gota. que son los que le dan el olor característico. El producto se obtiene contaminado con trazas de hidruro de fósforo. puesto . el método del carburo de calcio se puede realizar muy satisfactoriamente. La acción del permanganato potásico sobre el acetileno se ensaya añadiendo unos mililitro de una solución de este reactivo al 0. (Tener la misma precaución del paso anterior). Se añaden 2 ml de la solución de cloruro cuproso amoniacal al cuarto tubo de acetileno y se observa la formación del acetiluro cuproso rojo. se separa de la cubeta colectora. 6. operando en vitrina. que es un gas venenoso. b) Reacción con bromo.. Se separa el precipitado rápidamente por filtración y se calienta con mucho cuidado sobre la punta de una espátula. 5. se añaden 2 gotas de bromo a un segundo tubo de acetileno y se agita fuertemente durante un minuto. deje pasar con lentitud una corriente de acetileno a través de 5 ml de ácido sulfúrico concentrado en un tubo de ensaye y observe si se disuelve o no. se lleva el matraz generador a la vitrina y se añade agua hasta que el exceso de carburo se haya descompuesto totalmente. f) Explosión con aire. Se observa el resultado y se prueba el resultado del pH del producto del frasco con papel de tornasol. (Los acetiluros de cobre y plata son muy explosivos cuando se secan). debe trabajarse en vitrina. En un sexto tubo desplace aproximadamente 1/20 de su volumen de agua. mientras el gas arde.. El sexto tubo. c) Ensayo de insaturación de Baeyer. A continuación se aproxima una . parcialmente lleno. si es posible para mantener la combustión lenta del gas. Se observa la formación del precipitado de acetiluro de plata. Entonces se añade ácido clorhídrico para disolver el residuo y se lava el material en el sumidero de la vitrina con gran cantidad de agua.3% al tercer tubo de acetileno. Se observa el resultado y se examina el contenido del tubo para tener evidencia del cambio químico. si es posible. dejando que el aire desplace al agua.Trabajando en vitrina. Se separa éste rápidamente por filtración y se calienta cuidadosamente sobre una espátula. Finalmente. se echa una corriente de agua en el tubo. d) Reacción con cloruro cuproso amoniacal. Se observan las características de la llama y se anotan todas las observaciones. Se añaden 3 ml de solución de Nitrato de Plata Amoniacal al quinto tubo de acetileno.Se prende fuego a uno de los tubos de acetileno. e) Reacción con Nitrato de Plata Amoniacal. Cuando se ha terminado la práctica. PROPIEDADES DEL ACETILENO a) Inflamabilidad. Formúlense las reacciones posibles del acetileno con permanganato de potasio. Formúlense las reacciones posibles del acetileno con bromo. 3. CUESTIONARIO 1. añada agua hasta llevar el volumen a 30 ml (guardarlo para la siguiente práctica). . 2. llama a la mezcla y se observa al carácter de la reacción y de los productos resultantes. Preparación de cloruro cuproso amoniacal: Se prepara de la misma manera que el nitrato de plata amoniacal. Se mezcla un volumen de agua y 3 volúmenes de amoniaco y se le agrega a 1 ml de nitrato de plata al 5% hasta que se disuelve el precipitado formado. Esquematice un procedimiento para transformar el propano en propeno y éste en propino. Preparación del nitrato de plata amoniacal: Se prepara una solución de amoniaco (1:3). sobre todo en el disolvente utilizado. se pueden nitrar rápidamente con ácido nítrico diluido en solución acuosa. INTRODUCCION Las reacciones características del benceno implican sustitución. estos electrones pi se hayan relativamente sueltos y están disponibles para un reactivo que busca electrones. el anillo bencénico sirva de fuente electrónica. . como el fenol. FUNDAMENTO El mecanismo de la nitración de los compuestos aromáticos ha sido muy estudiado. en sus reacciones típicas. SINTESIS DE NITROBENCENO OBJETIVO Conocer una reacción de Sustitución Electrofílica Aromática y aplicar experimentalmente los conceptos teóricos de la sustitución en la nitración del benceno. se pueden utilizar ácido acético. de muchos anillos aromáticos bencenoides o no bencenoides. que actúe como base. y aunque los procedimientos operatorios varían bastante unos de otros. en esta práctica se utiliza una mezcla de ácido sulfúrico y nítrico concentrados. estos electrones pi se ven más involucrados en mantener núcleos de carbono unidos que los electrones pi de un enlace doble carbono_carbono. las del anillo bencénico son de sustitución electrofílica. No es sorprendente que. y en comparación con los electrones sigma. Tal como las reacciones típicas de los alquenos son las de adición electrofílica. parece seguro que en la mayoría de los procesos el agente nitrante es un ión nitronio positivo( NO 2+) Algunos compuestos. de hecho. en las que se conserva el sistema anular estabilizado por resonancia. son reactivos electrofílicos o ácidos. PRACTICA # 4 PREPARACIÓN DE UN HIDROCARBURO AROMÁTICO. Como procedimiento “standard”. Estas reacciones no solamente son típicas del benceno mismo sino del anillo bencénico donde quiera que se encuentre. es decir. con los que se puede estudiar bien el mecanismo de la nitración. Aún así. y. que puede servir de comparación con otros. Por encima y por debajo del plano del anillo bencénico tenemos una nube de electrones pi. Los compuestos con los que reacciona son electrónicamente deficientes. anhídrido acético u otros disolventes. Debido a la resonancia. o sea. en otros casos. al estudiar el punto de congelación de algunas soluciones. Con estos datos y otros análogos. 2. es el agente electrofílico atacante en todas las nitraciones realizadas con ácido sulfúrico. El primero muestra un ión perclorato negativo (CIO 4 -) y el último un ión nitrato negativo (NO3 -). que el ión nitronio. Observe si hay calentamiento. prepare la mezcla nitrante añadiendo 30 ml de ácido sulfúrico concentrado a 30 ml de ácido nítrico concentrado. tal como se indica en la siguiente ecuación. apoyando el matraz de reacción en la palma de su mano.5 ml de benceno y añada de 2 o 3 ml del mismo a la mezcla nitrante. tal como se ha formulado. Agite el matraz fuertemente con un movimiento rotatorio para mezclar bien los reactivos. de forma general. en 1908. 3. . observó que. Las líneas espectrales atribuidas a este ión se observa también en las soluciones de ácido nítrico concentrado en ácido sulfúrico concentrado. Mida en una probeta 22. cuando se disolvía ácido nítrico en ácido sulfúrico del 100 por 100. En un matraz erlenmeyer de 500 ml. se acepta actualmente. el número de partículas que se formaban a partir de una molécula de ácido nítrico era aproximadamente de cuatro. y surgió la formación de un ión nitronio. MATERIAL 2 soportes 1equipo de Quick-fit 2 pinzas para soporte 1 probeta de 100 ml 1 tela de asbesto 1 termómetro de 400 C 1 matraz erlenmeyer de 500 ml 1 mechero 1 cuba 1 matraz de destilación pequeño 1 embudo de llave 1 matraz erlenmeyer de 50 ml 2 tubos de ensayo de 13/100 1 pipeta de 5 ml 1 pipeta de 10 ml REACTIVOS Ácido sulfúrico concentrado Benceno Hielo Ácido nítrico concentrado Ácido clorhídrico Cloruro de calcio PARTE EXPERIMENTAL 1. Hantusch. lo que hace suponer en cada caso la existencia de un ión nitronio positivo hipotético (NO2+). 2H2SO4 + HNO3 2 HSO4 + H3O + NO2 Una evidencia mayor de la existencia del ión nitronio positivo se le ha obtenido al estudiar por espectroscopia y por difracción de rayos x los compuestos NO 2CIO4 y N2O5 . 12. 11. o destilarse a sequedad. Decante la capa ácida (de abajo) y la de nitrobenceno lávela dos veces con dos porciones de 200 ml de agua. 8. de longitud. 5. pero no debe recogerse la que pase a temperaturas superiores. Agite toda la mezcla reaccionante continuamente durante diez minutos (los vapores de ácido nítrico y nitrobenceno irrita la piel). Mientras prepara el aparato para la destilación. Después de este período de agitación. Recoja la fracción que hierve entre 200 y 215 grados. Tan pronto como la reacción provocada por la primera adición de benceno haya cesado. enfríe el matraz sumergiéndolo en un recipiente con agua fría. Si la temperatura desciende por debajo de 50-60 grados. . Por esta razón se debe adaptar a la boca del matraz un tapón con una varilla de vidrio de unos 25-30 cm. Si la temperatura se eleva a más de 60 grados. Rendimiento 15-20gr). Destile el nitrobenceno utilizando un matraz de destilación pequeño y un refrigerante de aire. para mantener una temperatura entre 50-60 grados y continúe la nitración de esta forma hasta que se haya añadido todo el benceno. ¿cual será la capa soluble en agua?). En todos estos lavados el nitrobenceno ocupará la capa inferior. para que los vapores que se desprenden lo hagan lejos de la mano. 13. Enfríe el matraz si fuese necesario. (El punto de ebullición normal del nitrobenceno es 210 grados. enfríe el matraz y pase su contenido a un embudo de llave para la separación de las dos capas. y la inferior tiene mezcla sulfonítrica. Deseche la primera fracción del destilado. 7.4. 6. caliente el matraz suavemente con una llama pequeña o introduciéndolo en un recipiente con agua caliente. 9. consistente en benceno inalterado y posiblemente un poco de agua. añada una nueva porción de 2 o 3 ml de benceno y agite fuertemente como antes. 10. porque la pequeña cantidad de residuo contiene m-dinitrobenceno. que puede descomponerse violentamente a temperatura elevada. La superior es nitrobenceno. deje secar el nitrobenceno durante quince minutos sobre 2-3 gramos de cloruro cálcico. (Debe tener mucho cuidado en conservar la capa de nitrobenceno y no la ácida. Compárense los puntos de ebullición (consúltese bibliografía) del n- butilbenceno. Formúlense dos explosivos importantes que sean fundamentalmente polinitrocompuestos aromáticos. PRACTICA # 5 PREPARACION DE NITROCOMPUESTOS SÓLIDOS PARA LA IDENTIFICACION DE SUSTANCIAS AROMATICAS OBJETIVO . ¿Cómo se explican las diferencias? 2. 3. que poseen aproximadamente el mismo peso molecular. CUESTIONARIO 1. Formúlense todas las ecuaciones llevadas a cabo en su práctica. nitrobenceno y ácido benzoico. que son líquidos a la temperatura ambiente.4 C). Los compuestos disueltos en benceno se secan fácilmente por destilación del azeótropo. se compone de 91% de benceno y 9% de agua y hierve a 69. se transformarán en p-nitrobromobenceno y m-dinitrobenceno. Un punto de fusión superior es típico de los bencenos p-sustituidos. pero son solubles en disolventes orgánicos. El alumno comprobará la identificación de compuestos utilizando sus propiedades físicas características. FUNDAMENTO Muchos nitrocompuestos aromáticos son sólidos que pueden identificarse por sus puntos de fusión y por “puntos de fusión mixtos” como compuestos conocidos. Es interesante advertir que muchos de los compuestos que se encuentran en el alquitrán de hulla y en el alquitrán de los cigarrillos. Aunque los puntos de ebullición y los puntos de fusión de los hidrocarburos aromáticos son típicos de compuestos orgánicos no polares. (El azeótropo. el p-xileno tiene un punto de fusión superior al o ó m-xileno. respectivamente. que contienen cuatro o más anillos bencénicos fusionados son carcinógenos (causantes de cáncer). Tiene la útil propiedad de formar un azeótropo con el agua. por consiguiente solo se debe usar en el laboratorio cuando sea necesario. el bromobenceno y el nitrobenceno. Como ejemplo de telas procedimientos. una mezcla que destila con una composición constante. el benceno y otros hidrocarburos aromáticos son no polares. El benceno mismo es un disolvente que se ha usado ampliamente. un isómero p es más simétrico y puede formar en el estado sólido una red cristalina más ordenada y más fuerte que los isómeros o ó m menos simétricos. INTRODUCCION Al igual que los hidrocarburos alifáticos. El benceno mismo es tóxico y algo carcinógeno. MATERIAL 1 termómetro 2 pipetas de 5ml 1 tubo de ensayo de 25/200 1 vaso de precipitado de 100ml 1 mechero 1 vidrio de reloj 1 embudo de Hirsch 1 pinzas para bureta 1 soporte 1 pinzas para tubo de ensaye . tetracloruro de carbono o hexano. tales como éter dietílico. Son insolubles en agua. 5. mezclando 5 ml de ácido sulfúrico concentrado con 5 ml de ácido nítrico concentrado. 8. y después deje enfriar. 4. y recoja el m-dinitrobenceno por filtración en un embudo de Hirsch pequeño y recristalícelos con alcohol caliente. mantenga el contenido del tubo caliente. Finalmente. Con un mechero caliente el tubo hasta la proximidad del punto de ebullición de la mezcla. Durante dos o tres minutos. Vierta el contenido del tubo en 75-100ml de agua fría con unos trocitos de hielo. Formúlese un importante antibiótico (que se utiliza en veterinaria) que posea un grupo nitro unido a un anillo aromático. Al efectuar la adición se produce un desarrollo de calor y la temperatura se eleva. 1 ml de nitrobenceno. y una porción del producto purificado séquelo sobre un vidrio de reloj. CUESTIONARIO 1. En un tubo de ensayo de 25/200 ml prepare una mezcla nitrante. 6. ( lo puede realizar en el fusiómetro).REACTIVOS Alcohol Ácido sulfúrico Un trozo de hielo Nitrobenceno Ácido nítrico PARTE EXPERIMENTAL Obtención de m-dinitrobenceno. pero sin hervir. Los cristales formados fíltrelos y presiónelos bien para eliminar el disolvente. Formúlense algunas reacciones que sirvan para distinguir los nitrocompuestos aromáticos de los alifáticos. Añada a la mezcla anterior. El m-dinitrobenceno funde a 90 C. 7. determine el punto de fusión. 1. observándose en este momento abundante desprendimiento de óxidos de nitrógeno. 2. Agite bien la mezcla. . 2. 3. que en los derivados del benceno. PRACTICA # 6 GRUPOS ACTIVANTES Y DESACTIVANTES EN LOS DERIVADOS DEL BENCENO OBJETIVO El alumno demostrará basándose en las velocidades de reacción. INTRODUCCION . existen grupos activantes y desactivantes. Un grupo que hace que un anillo sea más reactivo que el benceno se llama grupo activante. emplea reactivos más fuerte y temperaturas superiores. cualquier grupo unido a un anillo bencénico lo afecta en su reactividad y determina la orientación de la sustitución. uno que ocasiona lo mismo en las posiciones meta se denomina director meta. antes que dejar que una reacción transcurra durante un período de tiempo demasiado largo. el reactivo electrofílico atacante es el mismo: ión nitronio. Los tres compuestos: benceno. o el grupo nitro del nitrobenceno. es decir. Algunos bencenos sustituidos reaccionan más fácilmente que el benceno mismo. afectan la velocidad de reacción de diferente forma. Tal como el grupo amino de la anilina. unos derivados del benceno dan reacciones más rápidas que él y otros más lentas. se demostrará que el grupo amino es activante y el nitro desactivante. NO2+. uno que produzca el resultado contrario se conoce como grupo desactivante. la anilina y el nitrobenceno. el nitrobenceno reacciona a una velocidad aproximadamente un millón de veces anterior al benceno. Un benceno sustituido puede experimentar sustitución de un segundo grupo. y basados en los tiempos de reacción de cada una. solo que los grupos presentes en estos compuestos. Tal como el benceno. y tomando como patrón el benceno que no posee ningún sustituyente. FUNDAMENTO Las diferentes velocidades de reacción de los derivados del benceno frente a los reactivos electrofílicos. Para un compuesto poco reactivo un químico. sus derivados también da las reacciones de sustitución electrofílica aromática. es el grupo ya enlazado el que determina cuanto fácil será el ataque y dónde sucederá. da la reacción de nitración a distinta velocidad aún cuando el mecanismo de reacción sea el mismo. Cuando un reactivo electrofílico ataca a un anillo aromático. El benceno. Un grupo que motiva un ataque en las posiciones otro y para principalmente es un directorio orto-para. mientras que otros bencenos sustituidos reaccionan con menos facilidad. en las tres reacciones. explica el diferente carácter de los grupos presentes en estos compuestos. Por ejemplo. anilina y nitrobenceno se harán reaccionar con una mezcla de ácido sulfúrico y ácido nítrico. Por otro lado. es decir. la anilina experimenta sustitución elecrofílica un millón de veces más rápida que el benceno. MATERIAL 3 tubos de ensaye de 25x200 1 matraz erlenmeyer de 50 ml 1 gradilla 2 pipetas de 10 ml REACTIVOS Ácido nítrico Benceno Ácido sulfúrico Anilina . Nitrobenceno . Tome el tiempo que tarda en aparecer indicios de reacción. 4. 2. En tres tubos de ensaye agregue 1 ml de benceno. 3. Tome el tiempo que tarda en aparecer indicios de reacción. Solubilidad. agregue unos gránulos de yodo al primero. Agite bien y observe. En tres tubos de ensaye agregue 1 ml de benceno. PRACTICA # 7 PROPIEDADES QUÍMICAS DE HIDROCARBUROS AROMATICOS PROPIEDADES DEL BENCENO 1. (Peligro. agregue 1 ml de agua al primer tubo. El benceno como solvente. Agite bien y observe. 5. agite cada tubo y observe si se disuelven. Desarrolle las ecuaciones químicas llevadas a cabo en su práctica. 6. o los productos principales. Señale en cada reacción cual es él. Agite bien y observe. Tome el tiempo que tarda en aparecer indicios de reacción. tubo # 2 y tubo # 3. PARTE EXPERIMENTAL 1. 3. etanol al segundo y éter etílico al tercero. agite cada uno de ellos y observe su solubilidad con estos solventes. una mezcla nitrante mezclando 15 ml de ácido sulfúrico y 15 ml de ácido nítrico. Al tubo # 3 añada 1ml de nitrobenceno. Distribuya la mezcla anterior en tres tubos de ensaye de 25 x 200 colocando 10 ml de mezcla en cada uno de los tubos. Prepara en un matraz erlenmeyer de 50 ml. Al tubo # 2 añada 1ml de anilina. 2. . hacerlo en campana). Al tubo # 1 añada 1ml de benceno. Explique los resultados obtenidos en su práctica. CUESTIONARIO 1. nómbrelos. parafina al segundo y aceite vegetal al tercero. Enumere los tubos anteriores como: # 1. 2. (Durante este tiempo puede realizar el punto número 6 de la práctica). EL BENCENO Y SUS DERIVADOS SON COMPUESTOS ALTAMENTE TÓXICOS. Agregue unas gotas de benceno en una cápsula de porcelana y encienda con un palillo. Añada 1 ml de benceno a 5 ml de ácido sufúrico cocentrado contenidos en un tubo de ensayo. Sulfonación. En un tubo de ensaye agregue 1 ml de benceno y agregue 1 ml de permanganato de potasio diluido. Añada con precaución 2 ml de ácido sulfúrico concentrado a 3 ml de ácido nítrico concentrado contenidos en un tubo de ensaye grande. 2. Sublimación. Agite el tubo durante 2 o 3 minutos y vierta su contenido sobre 25 ml de agua fría. Sulfonación del benceno. Compare el comportamiento del benceno con el de un alqueno. Coloque unos 2 gramos de naftaleno en un tubo de ensaye. . Nitración del benceno. ¿Qué es el líquido aceitoso y denso que se separa? NOTA. SE DEBE DE UTILIZAR TODO EL EQUIPO DE PROTECCIÓN PERSONAL AL REALIZAR ESTA PRÁCTICA. 5. Enfríe e tubo y vierta su contenido con precaución en 25 ml de agua fría. Observe el carácter exotérmico de la reacción. Observe el aspecto de la llama y el de la cápsula cuando se apaga al consumirse el benceno. 6. Caliente el extremo inferior del tubo muy suavemente con una llama pequeña del mechero y observe el resultado. 4. 3. Adicione 1 ml de benceno gota a gota. Ensayo con Permanganato. PROPIEDADES DEL NAFTALENO 1. ¿Se disuelve el benceno en ácido frio? Caliente el tubo en un baño de agua a 70° C y agítelo frecuentemente durante 10 minutos o hasta que obtenga una solución trasparente y clara. Inflamabilidad. 5 gr de naftaleno a una solución formada por 3 ml de ácido sulfúrico concentrado y 3 ml de ácido nítrico concentrado contenidos en un tubo de ensaye grande(mezcla nitrante). agitándola frecuentemente. Caliente la mezcla. La separación se hace con vapor aprovechando que generalmente sólo los isómeros orto son arrastrables con vapor. El ácido clorhídrico diluido se emplea para extraer el p-nitrofenol. Finalizado el érído de calentamiento enfríe el tubo y vierta su contenido en 25 ml de agua fría 3. manteniéndola en un vaso de agua hirviendo durante quince minutos. por lo que se procura liberar lentamente el ácido nítrico. Cuando la parte inferior del tubo se haya enfriado a unos 50-60° C (esto es la temperatura a la que no quema la mano). empleando una mezcla de nitrato de sodio y el ácido sulfúrico trabajando a bajas temperaturas. añada otra pequeña cantidad de naftaleno.2 gr de naftaleno a 5 ml de ácido sulfúrico concentrado contenidos en un tubo de ensaye. OH OH OH NO2 Na NO3/H2SO4 . enfríe el tubo y vierta su contenido sobre 40 ml de agua fría contenidos en un vaso de precipitado pequeño. porque el hidróxido de sodio favorece la resinificación. Añada unos 0. Nitración. Añada unos 0. El fenol también es muy sensible a los agentes oxidantes. PRACTICA # 8 NITRACION DEL FENOL Y SEPARACIÓN DEL ORTO Y PARA-NITROFENOL El OH del fenol envía electrones al anillo favoreciendo la sustitución en la posición orto y para. Agite el tubo y observe el desprendimiento de calor. Mantenga la temperatura a unos 50-50° C durante unos tres minutos. ((Durante este tiempo puede realizar el punto número 3 de la práctica). Se colocan 200 gr de hielo en un matraz de destilación de 1000 ml. NO2 PROCEDIMIENTO 1. el precipitado se lava con un poco de agua fría. Los extractos se juntan. con tres porciones de 5 ml de agua. Los cristales formados al enfriarse el destilado se filtran. se les determina el punto de fusión y se pesan. las que se filtran. . Al terminar la adición se continua agitando la mezcla durante dos horas. al cabo de los cuales se vacía la solución en un vaso de precipitado conteniendo unos 300 ml de agua con hielo. se secan. Al enfriar. El residuo del matraz de destilación se deja reposar 24 horas. 4. La masa resinosa formada se extrae en caliente con unas 5 porciones de 50 ml de HCl al 15%. luego se filtra o se decanta. se le añade 184 ml de ácido sulfúrico concentrado. el p-nitrofenol se cristaliza en agujas casi incoloras. 5. Enseguida se le añade 80 gr de nitrato de sodio. se le determina el punto de fusión y se pesa. 7. En un matraz elermeyer de 250 ml coloque 50 gr de fenol y añada 10 ml de agua. se seca. agite suavemente y añada con mucho cuidado esta solución al matraz que contiene el ácido con nitrato (durante la adición. enfriando la mezcla durante la adición. 6. El producto ya libre de ácido nítrico se destila por arrastre con vapor (procurando que la circulación del agua en el refrigerante sea lenta. La capa acuosa superior se decanta y se lava la masa resinosa formada. 3. Continúe la destilación hasta que al enfriarse el destilado no aparezcan los cristales amarillentos del o-nitrofenol. cierre completamente la llave de agua). la temperatura debe mantenerse debajo de 15° C). 2. se calientan con unos 100 mg de carbón animal y se filtran en caliente 8. en caso de que empiece a condensarse el o-nitrofenol en el refrigerante. con el incremento de la cadena. INTRODUCCION Las propiedades químicas generales de los alcoholes. varían en su velocidad y en su mecanismo. son más fáciles con los alcoholes terciarios. Los tres grupos de alcoholes poseen propiedades químicas particulares. sea primario secundario o terciario. un alcohol con la siguiente estructura: H R-C-CH3 en donde R es H o un grupo alquilo o arilo OH . PRACTICA # 9 PROPIEDADES QUIMICAS DE LOS ALCOHOLES OBJETIVO Aplicar diferentes métodos químicos para distinguir entre un alcohol primario. En todos los casos la velocidad disminuye. son más rápidas con los alcoholes primarios. mientras que en las que se sustituye el OH. Las que dependen del desplazamiento del hidrógeno del grupo OH. las cuales permiten distinguirlos y además usarlos para obtener diferentes tipos de compuestos orgánicos. La prueba del yodoformo indica si un alcohol contiene o no una unidad estructural. Se trata el alcohol con yodo e hidróxido de sodio. un secundario y un terciario. según el alcohol. Los alcoholes secundarios se oxidan a cetonas con el dicromato. se basa en la diferencia de reactividad con los halogenuros de hidrógeno.f. Los cloruros de alquilo correspondientes son insolubles. Los alcoholes de no más de 6 carbonos. Alcoholes primarios: K2CrO7 R-CHO KMnO4 R-CH2-OH KMnO4 RCOOH Alcoholes secundarios: R K2CrO7 R R-CH-OH R-C=O Alcoholes terciarios: R R-C-OH KMnO4 neutro no hay reacción R La prueba de Lucas indica si se trata de un alcohol primario. p.da un precipitado amarillo de yodoformo (CHI3. MATERIAL 9 tubos de ensaye de 18X150 1 mechero 6 pipetas de 5 ml 1 tela de asbesto l vaso de precipitado de 400 ml 1 gradilla 1 tripié 4 vasos de precipitado de 100 ml 1 pinzas para tubos de ensaye REACTIVOS . y con dicromato de potasio se oxidan a aldehídos. son solubles en el reactivo de Lucas. y los terciarios con permanganato alcalino no reaccionan y en medio ácido dan alquenos. secundario o terciario.119 C) Los alcoholes con los ácidos orgánicos forman ésteres en presencia de un ácido como catalizador (sulfúrico o clorhídrico): H+ R-CH2-OH + CH3-COOH CH3 COOC2C5 + H2O Los alcoholes primarios pueden oxidarse a ácidos carboxílicos con KMnO4 acuoso.. de reactivo de Lucas yodo ácido sulfúrico dicromato de potasio al 10 % .alcohol etílico yoduro de potasio alcohol sec-butílico o isopropílico ácido acético glacial alcohol ter-butílico NaOH al 20 % soln. de I-KI soln. 5 ml de ácido sulfúrico conc. 2. y 3 ml de alcohol. Escriba cada una de las reacciones que se realizaron en este experimento.Ponga en un tubo de ensaye 3 ml de solución de dicromato de potasio al 10%. Anote el tiempo requerido para que la reacción se realice lo cual se indica por la apariencia obscura de la solución. Utilizar un alcohol primario (alcohol etílico). Mezcle completamente y caliente suavemente. si se forma precipitado tome nota de su apariencia y olor. 2. PRUEBA DE LUCAS. A 0. Describa ensayos químicos simples que sirvan para distinguir entre: a) Alcohol butílico y n-octano b) Alcohol butílico y 1-octeno PRACTICA # 10 . Con precaución caliente la mezcla y anote los cambios de color y olor de la solución. Después agregue una solución de NaOH al 20% gota a gota hasta que el color café del yodo sea descartado y el líquido retenga solamente un color amarillo. agregue 3 ml de agua y note el olor con precaución. NOTA: GUARDE LOS REACTIVOS PARA LA PRACTICA # 4 CUESTIONARIO 1. agregue 2 a 3 ml de agua y de 4 a 5 ml de una solución de yodo- yoduro de potasio (se prepara disolviendo 10 gr de cristales de yodo en una solución de 20 gr de yoduro de potasio en 80 ml de agua). Desarrolle la prueba con c/u de los alcoholes. y luego a la hora.. Caliente el tubo de ensaye a 60 C en un baño de agua por 2 min.5 gr de cloruro de zinc. PROCEDIMIENTO En esta práctica se realizarán pruebas para determinar las propiedades químicas de los alcoholes. 4. Observe a los 5 min. un alcohol secundario (alcohol sec- butílico o isopropílico) y un alcohol terciario (alcohol ter-butílico). deje reposar. PRUEBA DE ESTERIFICACION. con 3. 3.En un tubo de ensaye coloque 1 ml del alcohol que quiere probarse. Con algunos compuestos orgánicos se forma un precipitado de yodoformo inmediatamente en el fondo..5 ml de alcohol agregue rápidamente 3 ml de reactivo de Lucas y tape el tubo. A cada alcohol se le realizarán las siguientes pruebas: 1. añade 4 gotas de ácido sulfúrico conc. Realice esta prueba con cada uno de los alcoholes... PRUEBA DEL YODOFORMO. PRUEBA DE OXIDACION.Mezcle 1 ml del alcohol con 1 ml de ácido acético glacial y agregue lentamente 0.El reactivo de Lucas se prepara mezclando 9 ml de ácido clorhídrico conc. y enfríe. Mezcle en un tubo de ensaye 0. Elimine el exceso de bromo añadiendo un poco de bisulfito de sodio.4. Reacción coloreada con el cloruro férrico A 2 ml de una solución de fenol contenidos en un tubo de ensaye agregue 10 ml de agua. El precipitado blanco es 2.5 gr de fenol con 3 ml de agua. 4.6 tribromofenol . PROPIEDADES QUIMICAS DE LOS FENOLES 1. Reacción con agua de bromo. 2. A unas gotas de una solución de fenol contenidas en un tubo de ensaye añada agua de bromo hasta obtener una coloración amarillenta persistente tras la agitación. Solubilidad. Añada 1 o 2 gotas de una solución de NaOH a 2 ml de una solución de fenol contenidas en un tubo de ensaye. 3. Solubilidad en álcalis. Observe. que indicará que hay presente un ligero exceso de bromo. Observe el color púrpura que aparece. caliente un poco la mezcla y observe que en seguida se obtiene una solución transparente. Añada a una porción de esta solución una gota de solución de cloruro férrico al 5%. rincondelvago.html http://www.co/derecho/biotec.org/es/omg/3-cultivos-modificados-geneticamente/5-flujo-genes.html http://html.usergioarboleda.com/trabajos68/ingenieria-genetica/ingenieria-genetica2.greenfacts.Link biología http://www.com/clonacion-e-ingenieria-genetica.monografias.htm .edu.shtml http://www.