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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ciencias Químicas
Nombre: Guadalupe Nasimba
Química Farmacéutica
Quinto Semestre
1. TEMA: REACCIÓN DE CANNIZZARO
2. FUNDAMENTO TEÓRICO:
ÁCIDO BENZOICO
El ácido benzoico es un ácido aromático, cuya fórmula molecular es C6H5COOH, es un ácido carboxílico, que posee un grupo carboxilo que se
encuentra unido a un anillo fenólico. En normales condiciones, el ácido
benzoico se encuentra en estado sólido, sin color y con un característico ligero
olor. No es muy soluble en el agua fría, pero en cambio, su solubilidad es muy
buena en el agua caliente o también, en disolventes de tipo orgánicos.
El ácido benzoico cuando lo sintetizamos, obtenemos dos productos diferentes
al 50% cada uno, pues se suele someter a una reacción de oxidaciónreducción. La síntesis más fácil es el tratamiento del benceno con una
alquilación tipo Friedel- Crafts, añadiendo un halogenuro de metilo junto a
cloruro de aluminio para poder obtener tolueno, y tras tratarlo de nuevo
realizando una oxidación con permanganato de potasio (en medio ácido), con
lo que obtendremos el ácido benzoico.
También se usa como producto de salida para la producción de ésteres del
ácido que tratamos, los cuales tienen aplicación en la industria de la
perfumería. Algunos de los ésteres con alcoholes que tengan cadenas largas
serán usados incluso para hacer más blandos los plásticos como por ejemplo,
el PVC. El peróxido de ácido benzoico es usado para iniciar reacciones de tipo
radicalarias. Otro de sus usos es como condimento del tabaco, como
componente de dentífricos, en la industria médica como germicida, y como
intermediarios en la fabricación de diferentes productos como las resinas o los
productos plastificantes. Las conservas de productos en lata, usan el ácido
benzoico que deriva del tolueno a modo de preservante.
Otra de las mas de obtención del acido benzoico es a partir de aldehídos,
obteniendo acido benzoico y alcohol bencílico, proceso denominado reacción
de Cannizzaro.
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Reacción de Cannizzaro
Los aldehídos que no tienen hidrógenos α, dan la reacción de Cannizzaro por
tratamiento con una base fuerte. En esta una molécula es reducida al
correspondiente alcohol, mientras que la segunda es oxidada a ácido
carboxílico.
Los aldehídos sin hidrógenos α no pueden formar iones enolato, por
consiguiente no pueden participar en la condensación aldólica, a menos que
reaccionen con el ion enolato de otro compuesto carbonílico. Si los dos
aldehídos no tienen hidrógenos en α el resultado es una reacción de oxidoreducción, llamada reacción de Cannizzaro.
Dos moléculas de benzaldehído al exponerse a la acción de la solución de
sodio concentrada sufren una desproporción para dar una mezcla de un alcohol
y la sal de un ácido carboxílico, la sal en medio ácido regenera el ácido
carboxílico.
 Análisis
Los ácidos carboxílicos son compuestos orgánicos que se caracterizan por
tener el grupo funcional CARBOXILO (-COOH).
Para el reconocimiento de los ácidos carboxílicos los ensayos con bicarbonato
de sodio e indicadores, son muy útiles pues permiten establecer el carácter
ácido de la sustancia analizada.
 Ensayo con bicarbonato de sodio: El bicarbonato de sodio es una
base débil por lo tanto reacciona con ácidos relativamente fuertes; esto
se observa por el desprendimiento de una gas (CO2). Esta prueba sirve
para distinguir los ácidos relativamente fuertes de los ácidos más
débiles.
 Ensayo con indicadores: Con el papel tornasol se observa si la
solución es ácida o básica; con el papel indicador universal se puede
hallar el pH aproximado de la solución de la sustancia; y con el indicador
rojo congo se observa si el pH de la solución es menor a 4,8 (color azul)
o mayor de 4,8 (color rojo).
 Ensayo de yoduro-yodato: Esta prueba se basa en la siguiente
reacción que en medio débilmente ácido, ocurre rápidamente liberando
yodo el cual se detecta fácilmente con almidón.
3. REACCIONES DE SÍNTESIS Y ANÁLISIS.
 Síntesis: Reacción de Cannizzaro.
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 Análisis:
1) Reacción yodato-yoduro
4) Mecanismo de la reacción de Cannizzaro.
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5. Metodología Experimental.
5.1 Materiales y equipos.
Materiales
Frasco con tapa hermética
Embudo de separación
Vaso de precipitación
Embudo Büchner
Bureta
Equipos
Balanza analítica
refrigerador
Equipo de destilación simple
Equipo de reflujo
Potenciómetro
5.2 Reactivos y sustancias
Reactivos y sustancias
Benzaldehído
NaOH
Agua destilada
cloroformo
HCl
Indicador rojo congo
Yodato de sodio 10%
Yoduro de sodio 10%
Indicador almidón
Reactivo de Lucas
5.3 Procedimiento
 Síntesis y análisis
Etapa 1.
Reflujo. En un matraz de bola de 10 mL disuelva 1 g de hidróxido de potasio
en 4.8 mL de agua. A esta solución básica adicione 1.6 mL de benzaldehído y
refluje por 1 h utilizando un baño de arena (vea figura a).
Después, enfríe el matraz con la mezcla de reacción al chorro de agua y, si es
necesario, adicione suficiente agua
para disolver algún precipitado de
benzoato de potasio que se haya quedado en el matraz.
Etapa 2.
Extracción. Vierta la mezcla en un embudo de separación, lave el matraz con
5 mL de éter y adicione éste al embudo de separación. Agite el embudo para
asegurar una extracción eficiente del alcohol bencílico por el éter. Deje
reposar el embudo de adición 5 min y separe la fase acuosa (inferior) en un
vaso de precipitados, y la fase orgánica
(superior) en otro vaso de
precipitados; regrese la fase acuosa al embudo de separación y vuelva a
extraerla con otros 5 mL de éter, repita la operación de separación de las dos
fases y combine los dos extractos orgánicos. Guarde la solución acuosa para
la separación del ácido benzoico.
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Etapa 3.1.
Obtención del alcohol bencílico (fase orgánica). Trate los extractos
orgánicos combinados de la siguiente manera: Reúna y seque en un vaso de
precipitados seco con 2 g de sulfato de sodio anhidro y decante en un vaso de
precipitados de 50 mL seco y limpio. Remueva el éter por destilación con baño
de agua tibia sobre la parilla (tener precaución con éste procedimiento, pues el
éter puede explotar con cualquier flama). Mida el volumen del alcohol bencílico
obtenido con una pipeta para calcular el rendimiento.
Etapa 3.2.
Obtención del ácido benzoico (fase acuosa). Ponga la solución acuosa (fase
inferior en la extracción con éter) en una mezcla de 10 mL de ácido clorhídrico
concentrado y 20 g de hielo con agitación, verifique que el pH de la fase
acuosa sea ácido con papel indicador. Filtre el precipitado en un embudo
Büchner con vacío lavando con un agua fría. Pese el ácido benzoico obtenido
cuando este seco para obtener el rendimiento
 Análisis
 Acido benzoico
1. Ensayo con indicadores: Disolver alrededor de 0.2g de acido en agua,
verificar el pH con un papel indicador y con un potenciómetro. En la
solución añadir unas gotas de indicador rojo congo se observa si el pH
de la solución es menor a 4,8 (color azul) o mayor de 4,8 (color rojo).
2. Ensayo de yoduro-yodato: Disolver en caliente una pequeña cantidad
de acido benzoico en 3ml de agua. Añadir 2ml de una mezcla (1:1)
yodato de sodio 10% - yoduro de sodio 10%. Calentar en baño María
para favorecer la reacción. Enfriar a temperatura ambiente y añadir
gotas de indicador de almidón. Observa la coloración que produce.
3. Equivalente de Neutralización: pesar cuantitativamente 0.1g de acido
benzoico en un balón de reflujo de 100ml seco. Añadir 20ml de NaOH
0.1N valorado, desde una bureta. Reflujar hasta que no se observe la
presencia del sólido. Enfriar y valorar potenciometricamente el exceso
con HCl 0.1N valorado.
Blanco: Relujar por 30 minutos 10ml de NaOH 0.1N medido
cuantitativamente, enfriar. Titular el NaOH con HCl 0.1N, utilizando un pH
metro.
Determinar gráficamente el punto de equivalencia, con cualquiera de los
gráficos siguientes.
o Valores de pH vs V(ml)
o Cociente de los valores de diferencias de pH vs V(ml)
 Alcohol bencílico
1. Hacer reaccionar el alcohol bencílico obtenido co el reactivo de Lucas
observar los resultados y anotar el tiempo.
6) Diagrama de flujo
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Reacción de Cannizzaro
Benzaldehído
+ NaOH (en agua)
MEZCLAR
AGITAR
45min
Sólido + liquido
Agua
Benzoato de Na
Alcohol bencílico
Agua
SOLUBILIZAR
Eter dietilico
EXTRAER
3 veces
Fase orgánica
Fase inorgánica
PURIFICACION
Fase
acuosa
HCl
PRECIPITAR
FILTRAR
Acido Benzoico
Agua destilada
RECRISTALIZAR
Acido Benzoico puro
Fase
orgánica
DESTILAR
Alcohol bencílico puro
FIN
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7. Fichas de seguridad y constantes físicas de reactivos y productos
ALCOHOL BENCILICO
C7H8O/C6H5CH2OH
Masa molecular: 108.1
ESTADO FISICO; ASPECTO
PELIGROS FISICOS
Líquido incoloro, de olor característico.
VIAS DE EXPOSICION
PELIGROS QUIMICOS
La sustancia se puede
absorber por inhalación del
vapor, a través de la piel y
por ingestión.
Reacciona violentamente con
oxidantes fuertes y ácidos. Ataca a
muchos plásticos. Puede atacar al
hierro y al aluminio en presencia de
calor intenso. En presencia de aire
presenta un bajo nivel de oxidación.
LIMITES DE EXPOSICION
TLV no establecido.
MAK no establecido.
CONSTANTES FISICAS
Punto de ebullición: 205°C
Punto de fusión: -15°C
Densidad relativa (agua = 1): 1.04
Solubilidad en agua, g/100 ml a 25°C:
3.5
Presión de vapor, Pa a 25°C: 20
Densidad relativa de vapor (aire = 1):
3.7
RIESGO DE INHALACION
Por evaporación de esta
sustancia a 20°C no se
alcanza, o se alcanza sólo
muy lentamente, una
concentración nociva en el
aire.
EFECTOS DE
EXPOSICION DE CORTA
DURACION
El aerosol irrita los ojos, la
piel y el tracto respiratorio.
La sustancia puede causar
efectos en sistema
nervioso.
EFECTOS DE
EXPOSICION
PROLONGADA O
REPETIDA
El contacto prolongado o
repetido con la piel puede
producir dermatitis.
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DERRAMAS Y FUGAS
Recoger el líquido
procedente de la fuga
en recipientes
precintables, absorber
el líquido residual en
arena o absorbente
ALMACENAMIENTO
Separado de oxidantes
fuertes y alimentos y
inerte y trasladarlo a un
piensos.
lugar seguro.
(Protección personal
adicional: equipo
autónomo de
ENVASADO Y
ETIQUETADO
No transportar
con alimentos y
piensos.
símbolo Xn
R: 20/22
S: (2-)26
Clasificación de Peligros
NU: 6.1
CE:
respiración).
ACIDO BENZOICO
C7H6O2/C6H5COOH
Masa molecular: 122.1
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NaOH
HIDROXIDO DE SODIO
Masa molecular: 40.0
9
C6H5CHO
BENZALDEHIDO
Masa molecular: 106.1
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8. Registro de Datos Experimentales
Volumen
benzaldehído
(ml)
5
Masa NaOH
(g)
Masa A.
benzoico (g)
Volumen A.
Bencilico (ml)
4.5
---------------
-------------
Valoración potenciométrica
pH
----------
V(ml) HCl 0.1N
-------------------
9. Cálculos
Porcentaje De Rendimiento
%R
g (obtenidos)
x100 %
g (muestra)
Equivalente de neutralización del acido benzoico.
El equivalente de neutralización o peso equivalente de un Acido carboxílico
se determina por valoración con una base estándar; es el numero de gramos
de Acido neutralizados por un equivalente de base. Por ejemplo:
Si se necesitan 40,00 ml de una base 0,100 N para neutralizar 0,500 g de un
acido desconocido, el numero de equivalentes de base es
El equivalente de neutralización se determina dividendo el peso de Acido por el
numero de equivalentes de base
Se debe realizar una grafica y encontrar el punto de equivalencia, que
corresponde al volumen de base necesario para calcular el equivalente de
neutralización, que en nuestro caso es el peso molecular del acido benzoico.
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10. APLICACIONES DE LOS PRODUCTOS
Acido benzoico
 Más del 50% del ácido benzoico es convertido directamente a
fenol y caprolactama. Se usa también como conservador,
plastificante, germicida (medicina), manufactura de benzoatos y
cloruro benzoico, resinas alquidílicas, mordente, mejorador de
aromas de tabaco, aditivo para pinturas y plásticos, sabores,
perfumes, dentríficos y colorantes
Alcohol bencílico
 Sus usos principales son en química analítica, perfumería,
microscopía y en síntesis de otros productos, incluyendo
farmacéuticos.
.
11. BIBLIOGRAFIA
 LIBROS
 GATTERMANN Luis, Practicas de Química Orgánica, edición 20a ,
editorial Manuel Marin, 1972, Pág. 221-222
 BREWSTER Ray Q, Química Orgánica, Segunda edición, Editorial
Medico-Cirujano, Pág. 194-724-725
 MORRISON y BOYD, Química Orgánica, Quinta edición, Pág. 627-663664
 McMURRY Jhon, Química Orgánica, 7ed, México, editorial Cengage
Learning, 2008, Pág. 724
 LINSTROMERG Walter W. Curso breve de Química Orgánica , editorial
reverté, 1979, pag 242-243
 PAGINAS WEB
 GOOGLE http://docencia.izt.uam.mx/cuhp/QuimOrgIII/PracLabQO3.pdf
29/05/2011 16:00
 GOOGLE
http://gybuquimicaorganica.wikispaces.com/file/view/500pxBenzaldehyde_Cannizzaro_reaction.png/105630425/500pxBenzaldehyde_Cannizzaro_reaction.png 29/05/2011 16:30
 GOOGLE-http://www.grupoprevenir.es/fichas-seguridad-sustanciasquimicas/0102.htm 30/05/2011 18:00
 GOOGLE
http://www.quimicaorganica.net/reaccion-cannizzaro.html
01/06/2011 16:00
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