P4. CINÉTICA DE HALOGENACIÓN DE LA ACETONA..docx

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE ZACATECAS “Francisco García Salinas”

Área de Ciencias de la Salud Unidad Académica de Ciencias Químicas Programa de Químico Farmacéutico Biólogo

Materia: Fisicoquímica II Laboratorio Docente: Dr. En C. Tomás Montiel Santillán Tema: Práctica 4. Cinética de Halogenación de la cetona

Grado: 4° Semestre Grupo: A Equipo #3: Christian Jairo Tejada Rodríguez David Torres Gutiérrez Luis Ángel Veyna Hurtado

28/Mar/2014

CINÉTICA DE HALOGENACIÓN DE LA ACETONA. OBJETIVOS: •Determinar el orden de reacción para la cinética de halogenacion de la acetona. •Determinar la constante de velocidad para la reacción de halogenaciónde la acetona

INTRODUCCIÓN La reacción de yodación de acetona presenta una cinética lenta en condiciones normales, pero la reacción se acelera considerablemente en condiciones ácidas. En disolución acuosa la reacción de yodación de la acetona (2-propanona) catalizada por ácido puede describirse como: CH3-CO-CH3 + I2

CH3-CO-CH2-I + HI

Dado que, en la halogenación α de cetonas catalizada por ácido, cada paso sucesivo de halogenación es más lento que el paso anterior y dado que en las condiciones en que se llevará a cabo la reacción estará presente un exceso de acetona respecto al yodo, podemos suponer que la especie formada será la αmonoyodoacetona. Para la determinación de la ecuación cinética de la reacción se empleará el método de aislamiento de Ostwald. Para ello, se empleará un exceso de acetona y de ácido respecto a la concentración de yodo presente. De forma que, podrá suponerse que las concentraciones de acetona y de ácido permanecen prácticamente constante durante la reacción.

DIAGRAMA DE FLUJO. 1.-PREPARACION DEL BLANCO.

2

1 2 ml H2O dest.

2 ml acetona 1 M

1 ml HCl 0.3

1 ml HCl .3 M

2 ml acetona 1 M

M

3

4

2 ml de yodo .02 M Hacer lecturas de absorbancia a 460 nm, cada min. Por 15 min.

5

Poner desechos en el recipiente de RESIDUOS ACUOSOS.

2.- PREPARACIÓN DE LA CURVA PATRÓN.

2

1

Hacer disoluciones de yodo .002 M

BLANCO: H2O DESTILADA

0.0015 M 0.0010 M 0.00075M 0.0005 M 0.00025 M 0.00020 M

3

0.00015 M 0.00010 M 0.00005 M 0.000025 M

Lecturas de absorbancia a 460 nm.

Poner desechos en el recipiente de RESIDUOS ACUOSOS.

RESULTADOS

1.- DATOS EXPERIMENTALES OBTENIDOS DE LA LECTURA DE ABSORBANCIA (MEZCLA DE REACCIÓN). TIEMPO (S) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

ABSORBANCIA 0.588 0.544 0.528 0.513 0.5 0.483 0.468 0.454 0.436 0.418 0.4 0.38 0.365 0.346 0.329

2.- GRÁFICA DE ABSORBANCIA CONTRA TIEMPO.

0.7 0.6 Absorbancia

0.5 0.4 0.3 y = -0.0172x + 0.5876 R² = 0.9936

0.2 0.1 0 0

2

4

6

8 TIempo

10

12

14

16

3.- MECANISMO DE REACCIÓN DE LA HALOGENACION DE LA ACETONA. Los aldehídos y cetonas reaccionan con halógenos en medios ácidos o básicos produciéndose la sustitución de hidrógenos a por halógenos. Halogenación de la propanona en medio ácido:

El mecanismo de halogenación en medio ácido tiene las siguientes etapas: Etapa 1. Formación del enol

Etapa 2. Ataque nucleófilo del enol sobre el halógeno ayudado por la cesión del para del oxígeno.

Etapa 3. Desprotonación

Trabajando con un equivalente de reactivo la halogenación para en una primera adición y no ocurren polialogenaciones. El paso clave del mecanismo es la formación del enol y esta etapa requiere protonar el oxígeno del carbonilo. Una vez halogenada la posición a el oxígeno se vuelve menos básico, debido al efecto electronegativo del bromo, protonándose peor . Halogenación de la propanona en medio basico:

La halogenación en medio básico tiene el siguiente mecanismo: Etapa 1. Formación del enolato

Etapa 2. Ataque nucleófilo del enolato sobre el halógeno ayudado por la cesión del para del oxígeno.

Este mecanismo se repite otras 5 veces sustituyendo todos los hidrógenos a por halógenos. En este caso la reacción no para puesto que el producto halogenado es más reactivo que la propanona de partida. La base arranca mejor los hidrógenos en el producto halogenado (son más ácidos), haciendo imposible parar la reacción.

ANÁLISIS. Hacemos una regresión lineal y se determina el valor de la pendiente que será el valor de la constante de la velocidad (k) siendo este valor es de –0.0172.

EL orden de reacción con respecto al yodo es de primer orden ya que teniendo datos de absorbancia y tiempo, se sustituyen estos en la ecuación integrada para diferentes órdenes y se determina que se obtiene una línea recta.

CONCLUSIONES. La regresión lineal se realizo para la muestra blanco, por lo tanto la tabla y la grafica también. Debido a esto, y a que no se nos proporcionaron las sustancias para poder llevar a cabo la medición en el espectrofotómetro, no pudimos determinar el verdadero valor de la constante de velocidad. Esta reacción es de primer orden.

REFERENCIAS: Brown TL, LeMay HE, Bursten BE y Murphy CJ. 2009. Química la Ciencia Central. 11a ed. Editorial Pearson, Prentice Hall. México. Manual de química orgánica. Hans Beyer, José Barluenga Mur, Wolfgang Walter. Editorial Reverté, 1987. ISBN: 8429170669. Pág. 237 Volver arriba ↑ Química orgánica. Robert Thornton Morrison, Robert Neilson Boyd. Pearson Educación, 1998. ISBN: 9684443404 Volver arriba ↑ "Organic Chemistry" Fifth Edition, Paula Yurkanis Bruice. Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, 200