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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS
QUIMICA DE ALIMENTOS
QUIMICA ORGANICA III
Nombre: Morocho Evelyn
Curso: 5to. Semestre
Fecha: 03/05/2001
TEMA: "La Reacción de Cannizzaro"
1. FUNDAMENTO TEÓRICO
a. Teoría
Reacción de Cannizzaro
Las reacciones de adición nucleofílica son características de los aldehídos y
cetonas, no así de los ácidos carboxílicos, la razón para la diferencia es
estructural, los derivados de ácidos carboxílicos tienen un sustituyente
electrofílico (-Br,-Cl,-OR) que pueden actuar como grupo saliente y ser
expulsado del intermediario tetraédrico formado por adición nucleofílica,
mientras que el intermediario tetraédrico producido por adición nucleofílica a
una cetona o aldehído sólo tiene sustituyentes alquilo o hidrogeno, de modo
que no puede expulsar a un grupo saliente y no presentan esta reacción. La
reacción de Cannizzaro es una excepción a esta regla.
La adición de bases diluidas a aldehídos o cetonas conduce a la formación de
β-hidroxialdehídos o β-hidroxicetonas a través de una condensación aldólica. Si
el aldehído o la cetona no posee hidrógenos en α, la condensación aldólica no
tienen lugar. Sin embargo, los aldehídos que no poseen hidrógenos
experimentan autooxidación-reducción en presencia de álcalis concentrados
para dar una mezcla equimolecular del alcohol y de la sal del correspondiente
ácido
La reacción de Cannizzzaro se efectúa por adición nucleofílica de OH- a un
aldehído para general un intermediario tetraédrico, que expulsa un ión hidruro
como grupo saliente. Una segunda molécula de aldehído acepta dicho ión en
otra etapa de adición nucleofílica; el resultado es una oxidación y una
reducción simultáneas; es decir una desproporción. Una molécula de aldehído
sufre sustitución de H- por OH- y, por consiguiente, se oxida; mientras que una
segunda molécula de aldehído experimenta una adición de H-, por lo que se
reduce a alcohol. Por ejemplo el benzaldehído produce una mezcla 1:1 de
ácido benzoico y alcohol bencílico cuando se calienta con NaOH acuosa.
Para el caso del benzaldehído se obtendrían ácido benzoico, que es un sólido
blanco, cristalino (p.f. 122ºC) ligeramente soluble en agua a temperatura
ambiente (0.2 g/100 g a 20ºC, 2.2 g/100 g a 75ºC), y alcohol bencílico que es
un líquido incoloro (p.e. 205ºC) ligeramente soluble en agua.
b. Reacciones y mecanismos:
Reacción de dismutación de Cannizzaro
Test de Lucas
Mecanismo de la Reacción de Cannizzaro
Etapa 1. Adición del ión hidróxido al carbonilo
Etapa 2. Transferencia de hidruro
Etapa 3. Equilibrio ácido-base
2. METODOLOGIA EXPERIMENTAL
a. Materiales y Equipos
Frasco de vidrio con tapón
Vasos de precipitación de 50 mL
Embudo de separación
Cocineta
Equipo de destilación simple
Pinzas
Pipeta graduada de 10 mL
Bureta
Probeta de 100 mL
Trampa de vacío
Potenciómetro
Papel filtro
Papel pH
b. Reactivos y Sustancias
Benzaldehído
NaOH
Cloroformo
Eter dietílico
Na2CO3 (10%)
HCl concentrado
Na2SO4 anhidro
Indicador rojo congo
Indicador almidón
Solución yodato-yoduro
Agua destilada
Hielo
c. Procedimiento:
Síntesis de acido benzoico y alcohol bencílico
En un frasco de vidrio con tapón, se mezclan 20 g de benzaldehído, y una
disolución, previamente enfriada, de 18 g de hidróxido de potasio en 12 g de
agua; se tapa firmemente la mezcla y se agita fuertemente, hasta que resulte
una emulsión permanente, la agitación se continua por a hora. Después de ese
tiempo la emulsión resultante, se deslíe con un poco de agua hasta lograr la
solubilización de todo el benzoato de sodio formado evitando el exceso de
agua.
Colocar la solución obtenida en un embudo de separación, y añadir 20 ml de
éter dietílico para extraer el alcohol bencílico formado, se repite la extracción
una vez más. Una vez separadas las fases, la fase orgánica se guarda en un
frasco con tapa en refrigeración.
La fase acuosa se acidifica con HCl, precipitando el ácido benzoico como una
masa blanca. Una vez fría la disolución, filtrar por succión, luego se purifica por
recristalización en agua caliente. Secar el sólido y pesar para el posterior
cálculo del rendimiento. Rendimiento de 9-10 g.
La fase orgánica se concentra hasta reducir su volumen a unos 30-40 ml, que
se pasan a un embudo de separación y se agitan entonces bastante tiempo, un
par de veces, con 5 ml de disolución de bisulfito de sodio (40%); se lave la
disolución etérea con un poco de carbonato de sodio para quitarle el sulfuro
disuelto, se seca después con sulfato sódico anhidro, se evapora el éter por
completo y el residuo, se destila lo cual se realiza en un baño de agua. Calcular
el rendimiento. Rendimiento, 8 g.
Análisis de los productos
Acido benzoico
o Equivalente de neutralización
Pesa cuantitativamente 0.1 g de acido benzoico en un balón de reflujo de 100
ml seco, añadir 20 ml de NaOH 0.1 N valorado, desde una bureta. Reflujar
hasta que no se observe la presencia del sólido. Enfriar y valorar
potenciometricamente el exceso con HCl 0.1 N valorado.
Blanco: Reflujar por 30 minutos 10 ml de NaOH 0.1 N medido
cuantitativamente, enfriar. Titular el NaOH con HCl 0.1 N; utilizando un pH
metro.
Determinar el punto de equivalencia, una forma para realizarlo podría ser
gráficamente considerando los valores de pH (ordenadas) y los volúmenes de
solución valorada (abscisas).
o Determinación del carácter ácido
Disolver alrededor de 0,2 g de ácido en agua, verificar el ph con un papel
indicador y con un potenciómetro. En la solución, añadir una gotas de rojo
congo y verificar el color que se obtiene.
o Reacción yodato-yoduro
Disolver en caliente una pequeña cantidad de ácido benzoico en 3 ml de agua.
Añadir 2 ml 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. Observar la coloración que se
produce.
Acido bencílico
o Test de Lucas
Reactivo. El reactivo formado por HCl y ZnCl2 se llama reactivo de Lucas.
Los alcoholes secundarios y terciarios reaccionan generalmente con el reactivo
de Lucas por un mecanismo SN1.
Preparación. Disolver 68 g (0,5 ml) de cloruro de zinc anhidro en 52,5 g de
ácido clorhídrico concentrado, enfriando para evitar pérdidas del ácido.
Técnica. Colocar 1 ml del alcohol en un tubo de ensayos y agregar 6 ml de
reactivo de Lucas. Tapar y dejar reposar durante 5 minutos.
El reactivo de Lucas reacciona con los alcoholes primarios, secundarios y
terciarios con velocidades bastante predecibles, y dichas velocidades se
pueden emplear para distinguir entre los tres tipos de alcoholes.
Observar los resultados de la reacción y anotar el tiempo.
d. Diagrama de flujo
20 g de Benzaldehído
Inicio
18 g de NaOH
12 g de H2O
Agitación
Formación de un
sólido y un
líquido incoloro
No
1 hora
Agitación
periódica
H2O
Solubilización Del
benzoato de sodio
H2O
Embudo de separación
50 ml de cloroformo
Separación
de
productos
Fase orgánica
Destilación
HCl
Fase acuosa
Enfriar y filtrar por
succión
Alcohol Bencílico
Solvente
Bencílico
H2O
Recristalización
Na2SO4 Anhidro
Secar
H2O
Ácido Benzoico purificado
e. Fichas de seguridad y constantes físicas de reactivos y productos
FICHA DE SEGURIDAD DEL BENZALDEHIDO
1. Identificación del producto
Nombre químico: Benzaldehído
Fórmula: C6H5CHO
2. Estabilidad y reactividad
La sustancia puede formar peróxidos explosivos en condiciones especiales. Reacciona
violentamente con oxidantes, aluminio, hierro, bases y fenol, originando peligro de
incendio y explosión. Puede autoignitar si es absorbido mediante un material combustible
con una amplia superficie.
Condiciones que deben evitarse: Fuentes de calor e ignición.
Materiales a evitar: Oxidantes, aluminio, hierro, bases, fenol.
Productos de descomposición: Gases de combustión.
3. Información toxicológica
Efectos agudos
Efectos crónicos
Contacto
Enrojecimiento.
con la piel
Sensibilidad en la piel.
Contacto
con los
ojos
No hay información
disponible.
Enrojecimiento, dolor.
Convulsiones, tos, vértigo,
dolor de cabeza, náuseas,
dolor de garganta, vómitos.
Inhalación
la exposición puede causar
disminución en la
consciencia.
Ingestión
No hay información
disponible.
Náuseas
4. Equipos de protección personal
Protección respiratoria: Sí. Ventilación, extracción localizada o protección.
Protección de manos: Sí. Utilizar guantes protectores.
Protección de ojos: Sí. Se recomienda anteojos de protección de seguridad o pantalla
facial.
Protección del cuerpo: Sí. Utilizar traje de protección.
Instalaciones de seguridad: Lavaojos.
5. Manipuleo y almacenamiento
Condiciones de manipuleo: EVITAR LA FORMACIÓN DE NIEBLA DEL PRODUCTO.
HIGIENE ESTRICTA.
Evitar las llamas, NO producir chispas y no fumar. Por encima de los 62ºC, sistema
cerrado, ventilación. NO utilizar aire comprimido para llenar, vaciar o manipular.
Enjaguar la ropa contaminada con agua abundante (peligro de incendio). Antes de la
destilación comprobar si existen peróxidos; en caso positivo eliminarlos.
No comer, beber, ni fumar durante el trabajo.
Condiciones de almacenamiento: Separado de materiales incompatibles; oxidantes,
aluminio, hierro, bases, fenol.
CONSTANTES FISICAS DEL BENZALDEHIDO
Propiedades físico-químicas
Aspecto y color: Líquido entre incoloro y amarillo viscoso.
Olor: Característico.
Presión de vapor: 130 Pa a 26ºC
Densidad relativa de vapor (aire=1): 3.65
Solubilidad en agua g/ 100 ml: Escasa.
Punto de ebullición: 179ºC
Punto de fusión: -26ºC
Peso molecular: 106.1
FICHA DE SEGURIDAD DEL HIDROXIDO DE SODIO
1. Identificación del producto
Nombre químico: Hidróxido de Sodio
Fórmula: NaOH
2. Estabilidad y reactividad
Estable bajo condiciones normales de almacenamiento y manipulación. No se
polimeriza. Es sensible a la humedad o exposición excesiva al aire.
Condiciones a evitar: Calor, llamas, humedad e incompatibles.
Incompatibilidad con otros materiales: El contacto con ácidos pueden causar
reacciones violentas. El contacto con nitrometano u otros compuestos nitro similares
producen sales sensibles al impacto.
Productos de descomposición peligrosos: cuando este material se calienta hasta la
descomposición puede liberar óxido de sodio.
3. Información toxicológica
Efectos agudos
Efectos crónicos
Contacto
Daños severos
con la piel
Sensibilidad en la piel.
Contacto
Desprendimiento del
Irritación de la cornea
con los
ojos
Inhalación
epitelio conjuntival y
corneal.
Irritación del tracto
respiratorio
Ulceración nasal
Quemaduras severas en
la boca
4. Equipos de protección personal
Para el manejo del NaOH es necesario el uso de lentes de seguridad, bata y guantes de
neopreno, nitrilo o vinilo. Siempre debe manejarse en una campana y no deben utilizarse
lentes de contacto al trabajar con este compuesto.
En el caso de trasvasar pequeñas cantidades de disoluciones de sosa con pipeta, utilizar
una propipeta, NUNCA ASPIRAR CON LA BOCA.
5. Manipuleo y almacenamiento
El hidróxido de sodio debe ser almacenado en un lugar seco, protegido de la humedad,
agua, daño físico y alejado de ácidos, metales, disolventes clorados, explosivos,
peróxidos orgánicos y materiales que puedan arder fácilmente.
Ingestión
CONSTANTES FISICAS HIDROXIDO DE SODIO
Propiedades físico-químicas
Punto de ebullición: 1388ºC (a 760 mm de Hg)
Punto de fusión: 318.4 ºC
Indice de refracción a 589.4 nm: 1.433 ( a 320 º) y 1.421 (a 420 ºC)
Presión de vapor: 1mm (739 ºC)
Densidad: 2.13 g/ml (25 ºC)
Solubilidad: Soluble en agua, alcoholes y glicerol, insoluble en acetona (aunque
reacciona con ella) y éter.
Calor específico: 0.35 cal/g oC (20 oC)
Calor latente de fusión: 40 cal/g
Calor de formación: 100.97 Kcal/mol (forma alfa) y 101.95 Kcal/mol (forma beta )
Calor de transición de la forma alfa a la beta: 24.69 cal/g
Temperatura de transición: 299.6 oC
Energía libre de formación : 90.7 Kcal/ mol (a 25 oC y 760 mm de Hg)
FICHA DE SEGURIDAD DEL ACIDO BENZOICO
1. Identificación del producto
Nombre químico: Acido benzoico
Fórmula: C7H6O2/C6H5COOH
2. Estabilidad y reactividad
Es posible la explosión del polvo si se encuentra mezclado con el aire en forma
pulverulenta o granular.
La disolución en agua es un ácido débil. Reacciona con oxidantes.
Condiciones que deben evitarse: Evitar las llamas y el depósito de polvo.
Materiales a evitar: Oxidantes.
Productos de descomposición: Monóxido de carbono.
Polimerización: No aplicable.
3. Información toxicológica
Efectos agudos
Efectos crónicos
Contacto con la piel Enrojecimiento.
Sensibilidad en la piel.
Contacto con los
ojos
Enrojecimiento,
dolor.
No hay información
disponible.
Inhalación
Tos.
No hay información
disponible.
Dolor abdominal,
náuseas, vómitos.
4. Equipos de protección personal
Protección respiratoria: Sí. Extracción localizada o utilizar protección.
Protección de manos: Sí. Se recomienda guantes protectores.
Protección de ojos: Sí Utilizar anteojos ajustados de seguridad.
Protección del cuerpo: No.
Instalaciones de seguridad: Lavaojos.
5. Manipuleo y almacenamiento
Condiciones de manipuleo: Evitar las llamas. Evitar el depósito de polvo, sistema
cerrado, equipo eléctrico y de alumbrado a prueba de explosión del polvo.
No comer, beber, ni fumar durante el trabajo. Lavarse las manos antes de comer.
Condiciones de almacenamiento: No requiere condiciones especiales de
almacenamiento.
Ingestión
CONSTANTES FISICAS DEL ACIDO BENZOICO
Propiedades físico-químicas
Aspecto y color: Polvo o cristales blancos.
Olor: Acre.
Presión de vapor: 133 Pa a 96ºC
Densidad relativa de vapor (aire=1): 4.2
Solubilidad en agua: 0.29 g/ 100 ml a 20ºC
Punto de ebullición: 249ºC
FICHA DE SEGURIDAD DEL ALCOHOL BENCILICO
1. Identificación del producto
Nombre químico: Alcohol bencílico.
Fórmula: C7H8O/C6H5CH2OH
2. Estabilidad y reactividad
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.
Condiciones que deben evitarse: Fuentes de calor e ignición.
Materiales a evitar: Oxidantes fuertes, ácidos, plásticos, hierro, aluminio.
Productos de descomposición: Gases tóxicos de combustión.
Polimerización: No aplicable.
3. Información toxicológica
Efectos agudos
Contacto
con la piel
Enrojecimiento.
Contacto
Enrojecimiento.
con los ojos
Efectos crónicos
Dermatitis.
No hay información
disponible.
Inhalación
Tos, dolor de garganta. La No hay información
sustancia puede afectar al disponible.
sistema nervioso.
Ingestión
Dolor abdominal, diarrea,
somnolencia, náuseas,
vómitos.
4. Equipos de protección personal
Protección respiratoria: Ventilación.
Protección de manos: Sí. Se recomienda guantes protectores.
Protección de ojos: Sí. Anteojos ajustados de seguridad o pantalla facial.
Protección del cuerpo: No.
Instalaciones de seguridad: Lavaojos.
5. Manipuleo y almacenamiento
Condiciones de manipuleo: Evitar las llamas. NO poner en contacto con materiales
oxidantes. No comer, beber, ni fumar durante el trabajo. Lavarse las manos antes de
comer.
Condiciones de almacenamiento: Separado de oxidantes fuertes, alimentos y piensos.
CONTANTES FISICAS DEL ALCOHOL BENCILICO
Propiedades físico-químicas
Aspecto y color: Líquido incoloro.
Olor: Característico.
Presión de vapor: 20 Pa a 25º C
Densidad relativa de vapor (aire=1): 3.7
Solubilidad en agua: 3.5 g/ 100 ml a 25º C
Punto de ebullición: 205º C
Punto de fusión: -15º C
Peso molecular: 108.1
Punto de inflamación: 93°C (c.c. )
Temperatura de autoignición: 436°C
Límites de explosividad, % en volumen en el aire: 1.3-13
2. Registro de Datos Experimentales:
Tabla 2.1 Registro de datos experimentales
Sustancia
Peso (g)
Benzaldehído
NaOH
Alcohol bencílico
Acido benzoico
Tabla 2.2 Registro de datos (Equivalente de neutralización)
Peso ácido
V NaOH (ml)
V HCl (ml)
N NaOH
N HCl
Benzoico (gr)
añadido
añadido
Tabla 2.3 Registro de datos para la determinación de la gráfica
V ml titulante (HCl)
pH
1
2
3
4
5
6
7
7.5
8.0……..
Ensayo
Tabla 2.4 registro de datos cualitativos
Observación
Resultado
3. Cálculos:
Ecuación para el cálculo del equivalente de neutralización del acido
benzoico
Ecuación para el cálculo del rendimiento de acido benzoico
Ecuación para el cálculo del rendimiento del alcohol bencílico
4. Aplicaciones de los productos
 Acido benzoico
 El ácido benzoico y sus derivados se pueden utilizar para conservar
alimentos con un pH ácido. Protege de las fermentaciones no deseadas,
a veces se utiliza conjuntamente con el dióxido de azufre (SO2) o los
sulfitos para atacar un espectro más amplio de microorganismos.
 Es producto de partida en la producción de ésteres del ácido benzoico
que se utilizan en perfumería.
 El peróxido del ácido benzoico se utiliza como iniciador de reacciones
radicalarias.
 Se usa para condimentar el tabaco, para hacer pastas dentífricas, como
germicida en medicina y como intermediario en la fabricación de
plastificantes y resinas.
 Los productos enlatados usan ácido benzoico derivado del tolueno como
preservante.
 Alcohol bencílico
 El alcohol bencílico es una clase de fijador muy útil del perfume.
 Es una especia imprescindible cuando el jazmín, el tuberose o el ylang
son mezclados, y utilizados como componentes del jabón y los
cosméticos diarios.
 Estabilizador del PVC
 Solvente de resinas sintéticas
 Cojín de los productos de carne
 Desengrasador de alfombras
 Estabilizador del solvente de silicón
5. Referencias Bibliográficas
LIBROS:
MCMURRY, J. 2000. Química Orgánica. Internacional Thomson
Editores, S.A. de C.V. México (5 e) 783-785
GATTERMANN, L., Prácticas de Química Orgánica, 20ª edición. p. 221222
MORRISON Y BOYD. Química Orgánica. 5ta edición, p. 627, 663-664
BREWSTER, Ray Q. Química Orgánica. 2da edición, Editorial Médicos
Quirúrgicos. p. 194, 724-725
INTERNET
http://www.ugr.es/~quiored/doc/p4.pdf 2011//05/27
http://docencia.izt.uam.mx/cuhp/QuimOrgIII/PracLabQO3.pdf
2011//05/27
http://www.quimicaorganica.net/reaccion-cannizzaro.html 2011//05/25
http://organica1.org/qo1/ok/acidos/acido21.htmhttp://132.248.103.112/or
ganica/qo1/ok/acidos/acido21.htm 2011//05/25
http://www.ecosur.net/Sustancias%20Peligrosas/alcohol_bencilico.html
2011//05/25
http://www.ecosur.net/Sustancias%20Peligrosas/acido_benzoico.html
2011//05/25