Practica 6
Propiedades Químicas de los alcoholes
Fundamento teórico
Los alcoholes son compuestos que hierven a temperaturas considerablemente superiores a las de los hidrocarburos del mismo peso molecular. Los alcoholes tienen carácter tanto ácido como básico por la tendencia de asociarse las moléculas de alcohol a través de puentes de hidrógeno. Esto hace que los alcoholes inferiores sean completamente miscibles con el agua. Como ácidos los alcoholes reaccionan con los metales activos como el sodio, con desprendimiento de hidrógeno, las velocidades de reacción relativa de los alcoholes en este tipo de reacciones en las que solamente se elimina el hidrógeno del grupo hidroxilo, dejando al oxígeno los dos electrones del par a través del cuál estaban unidos originariamente, siguen el siguiente orden alcohol primario > secundario > terciario.
Como bases, los alcoholes aceptan un protón de los ácidos minerales fuertes para formar alquil-oxonio R- O+H2 análogos al ión hidronio formado con el agua. Según las condiciones, en especial la temperatura, la protonolisis puede ir seguida de alguna de las siguientes reacciones 1) deshidratación total a un alqueno 2) deshidratación parcial a un éter 3) desplazamiento de la molécula del agua del ión alquil - oxonio por un anión para formar por ejemplo un haluro de alquilo, un nitrato de alquilo, un sulfato ácido de alquilo o un producto similar.
Los alcoholes primarios y secundarios son también agentes reductores moderados y son oxidados por oxidantes comunes. La estructura propia de los alcoholes terciarios hace imposible su oxidación, excepto cuando las condiciones son enérgicas. En general, la facilidad de oxidación de los alcoholes varia no solo con la naturaleza y la concentración tanto del alcohol como del agente oxidante si no también con la temperatura y la alcalinidad o acidez del medio. El permanganato de potasio es un agente oxidante especialmente adecuado para los ensayos de oxidación por que el cambio de color que acompaña a su reducción se puede observar fácilmente.
Parte experimental
Ensayos de solubilidad
Se adicionan 10 mL de etanol del 95% a 10 mL de agua contenidos en un tubo de ensayo de 15 X160. se datura la solución con carbonato de potasio y se observa el resultado. Después se determinan aproximadamente las cantidades en peso de alcohol n- butílico, alcohol sec-butílico y alcohol terc-butílico que pueden disolverse en 5 mL de agua, anotándose todas las observaciones y resultados.
Propiedades ácidas de los alcoholes
A 5 mL de etanol se adiciona un pequeño trozo de sodio del tamaño de una lenteja contenidos en un tubo de ensayo de 15 x160. cuando la reacción se ha completado se adiciona un volumen igual de éter etílico anhidro y se observa el resultado, a continuación se vierte la mezcla en vidrio reloj y se deja evaporar y exceso de alcohol. Se observa el carácter del residuo y se adiciona 3 ml de agua. La solución resultante se ensaya con papel tornasol, se observa y se siente su olor.
En tres tubos de ensayo de 15 x 150 se miden en cada uno de ellos: 5 mL de n- butanol, terc. butanol , y sec butanol, a cada tubo se adiciona un trocito de sodio metálico del tamaño de una lenteja y se comparan las velocidades de reacción, si es necesario se calientan en bañote agua para completar la reacción.
Reacción comparativa con ácido clorhídrico
En tres tubos de ensayo de 15 X 150 se coloca en cada tubo; 1 mL de n-butanol, 1 mL de sec butanol y 1 mL de terc butanol, a cada tubo de ensayo se adiciona 10 mL de ácido clorhídrico concentrado se anota las observaciones si ocurre algún cambio.
Oxidación de los alcoholes
a) con permanganato de potasio a diferentes pH
Para los ensayos se prepara una solución, disolviendo 5 mL de metanol en 45 mL de agua. En tres tubos de ensayo se colocan y mL de esta disolución. El primer tubo de ensayo se alcaliniza con una gota de hidróxido de sodio al 10 por ciento, el segundo se acidula con una gota de ácido sulfúrico al 10 por ciento y el tercer tubo se deja neutro. A cada tubo de ensayo se adiciona 2 gotas de una disolución de permanganato de potasio al 0.3 por ciento y se dejan en reposo durante dos minutos. Si es necesario, se calientan para que la reacción se produzca. Observar el orden en el que se reduce el permanganato de potasio en cada tubo.
b) Comparación entre los alcoholes primarios, secundarios y terciarios
la solución oxidante se prepara disolviendo 5 gramos de dicromato de sodio en 50 mL de agua y se adiciona 5 mL de ácido sulfúrico concentrado. En un tubo de ensayo de 15 X150 se colocan 10 mL de esta solución y se adiciona 2 mL de n- butanol; se agita y observa si se produce alguna elevación de temperatura o cambio de color. El ensayo se repite con dos mL de sec-butanol y 2 mL de terc –butanol.
Ensayo de la presencia de agua en el alcohol
a) Con sulfato de cobre anhidro
A cinco mL de etanol de 95 ºGL colocados en un tubo de ensayo de 15 X150 se adiciona 0.5 gramos de sulfato de cobre anhidro y se agita enérgicamente. El ensayo se repite con 5 mL de etanol absoluto.
b) Con carburo de calcio
0.5 gramos de carburo de calcio se calienta suavemente en un mechero bunsen, para eliminar cualquier traza de humedad, inmediatamente después se adiciona 5 mL de etanol absoluto. Se repite el ensayo utilizando 5 mL de etanol del 95 ºGL y se observa las diferencias. Si después de diez minutos non se observa ninguna diferencia, se tapan los tubos de ensayo y se vuelve a observar al término de una hora.
Ensayos de diferenciación de los alcoholes etílico y metílico
Ensayo del acetato: Se adiciona 1 mL de ácido sulfúrico concentrado a una mezcla de 1 mL de etanol absoluto y 1 mL de ácido acético glacial en un tubo de ensayo de 15 X 150. la mezcla se calienta suavemente ( sin llegar a ebullición ) y después se enfria por debajo de 20ºCy se adiciona 5 mL de una solución de cloruro de sodio al 10%; anote las observaciones de la reacción ( el olor ) desarrolle las reacciones.
La experiencia se repite con metanol puro y se anota las observaciones y el olor característico. Si se tiene interés, se repite el ensayo con pentanol normal.
Ensayo del Salicilato.- A una mezcla de 1 mL de metanol puro y 0.25 gramos de ácido salicílico se adiciona 1 mL de ácido sulfúrico concentrado. Se calienta suavemente durante cinco minutos, después se enfría y se echa la mezcla sobre 10 mL de agua fría contenidos en un vaso de precipitados de 100 mL. El ensayo se repite con etanol absoluto.
Alcohol sólido
45 mL de etanol de 96 ºGL se mezclan con 5 mL de una solución acuosa saturada de acetato de calcio, mezclando las dos soluciones simultáneamente en un vaso de precipitados de 250 mL. La mezcla se deja en reposo hasta que se melifica, observando su naturaleza. Después se coloca una pequeña cantidad en una cápsula de hierro y se quema. Esta sustancia es una forma de alcohol sólido o calor en conserva.
