Propiedades Químicas de Aldehídos y Cetonas

Propiedades Químicas de Aldehídos Aldehídos y Cetonas  Natalia Solarte* Solarte* (2121401161), (2121401161), Estefanía Estefanía Carrera Carrera (27140272)  Departamento de Qími!a, Qími!a, "a!ltad de de Cien!ias E#a!tas $ Natrales, Natrales, %ni&ersidad de de Nari'o, oroa oroao, o,  +asto, Colomia nataliasolarte004-.mail!om

RESUMEN Durante esta práctica se comprobó experimentalmente las propiedades Químicas de los aldehídos y cetonas, usando formaldehido, acetaldehído, acetona y ciclohexanona como los reactivos a analizar mediante una serie de pruebas cualitativas tales como la prueba con el reactivo de Fehling, Tollens, oxidación con !n" # y finalmente la formación de resinas por efecto de los álcalis, y la polimerización$ %os aldehídos reaccionaron de manera diferente &ue las cetonas a  pesar de &ue ambos contienen en su estructura un grupo carbonilo, esta característica permitió &ue se efect'e o no la reacción con un reactivo especifico presentando una característica física &ue fue un cambio en la coloración indicando la  prueba positiva y permitiendo permitiendo así la identificación identificación de un aldehído aldehído o de una cetona$

1. INR INR!" !"UC UCC CI#N I#N (l grupo carbonilo es uno de los grupos funcionales más importantes en la &uímica orgánica$ se puede considerar  a los aldehídos y a las cetonas como derivados de los alcoholes, a los cuales se les ha eliminado dos átomos de hidr hidróg ógen eno, o, uno uno de la func funció iónn hidr hidrox oxil iloo y otro otro del del carbon carbonoo con contig tiguo$ uo$ %os aldehí aldehídos dos son compue compuesto stoss de fórmula general )*+", y las cetonas son compuestos orgá orgáni nico coss de fórm fórmul ulaa gene genera rall )-+" )-+"-). -).,, do dond ndee los los grupos ) y ). pueden ser alifáticos o aromáticos, mas nunca el sustituyente puede ser un hidrogeno$ /mbos tipos de compuestos se caracterizan por tener el grupo grupo carbon carbonilo ilo,, por lo cual cual se les suele suele den denomi ominar  nar  carb carbon oníl ílic icos os$$ (sto (stoss comp compue uest stos os tien tienen en un unaa ampl amplia ia aplicación tanto como reactivos como disolventes así, como su empleo en la fabricación de telas, perfumes,  plásticos y medicinas$ (l grupo +0", 1carbonilo2  presente tanto en aldehídos como en cetonas es el responsable en gran medida de las reacciones de los aldehídos y las cetonas$ 345

 "i.ra 1 Estr!tra Estr!tra de alde/ídos $ !etonas !etonas

%os aldehídos y las cetonas se aseme6an en la mayoría de sus propiedades como consecuencia de poseer el grupo carb carbon onil ilo$ o$ 7in 7in emba embarg rgo, o, en los los alde aldehí hído doss el grup grupoo carbonilo está unido a un átomo de hidrógeno, mientras &ue en las cetonas se une a dos grupos orgánicos$ esta diferencia estructural afecta a sus propiedades de dos formas fundamentales8

a2 %os %os alde aldehí hído doss se oxid oxidan an con con faci facili lida dadd mien mientr tras as &ue las cetonas lo hacen con dificultad$  b2 %os aldehídos suelen ser más reactivos &ue las cetonas en adiciones nucleofílicas, &ue es la reacción más característica de este tipo de compuestos$ (l grupo carbonilo rige la &uímica de los aldehídos y cetonas de dos formas fundamentales8 la primera es  proporcionando un sitio sitio para la adición nucleofílica$ nucleofílica$ y aumentando la acidez de los átomos de hidrógeno unidos al carbono alfa$ (stos dos efectos se deben a la capacidad &ue tiene el oxígeno para acomodar una carga negativa en el doble enlace carbono-oxígeno del grupo carbonilo, el par de electrones pi1 π2 puede ser atraído por el oxígeno, con lo cual se tiene a un carbono carbonílico deficiente en electrones, mientras &ue el oxígeno es rico en ellos$ esta distribución de cargas se debe fundamentalmente a8 (l efec efecto to indu induct ctiv ivoo del del oxíg oxígen enoo elec electr tron oneg egat ativ ivoo y esta estabi bili liza zaci ción ón por por reso resona nanc ncia ia,, adem además ás el grup grupoo carbonilo carbonilo,, genera genera atraccion atracciones es dipolo-di dipolo-dipolo polo entre las mol9cu mol9culas las de aldehí aldehídos dos y las de cetona cetonass el carbon carbonoo  polarizado positivamente act'a como un electrófilo y el oxígen oxígenoo polari polarizad zadoo neg negati ativam vament ente, e, act'a act'a como como un nucleófilo, en realidad, la polaridad del carbono no es la causa de la reactividad de aldehídos y cetonas sino &ue es otra otra mani manife fest stac ació iónn de la elec electr tron oneg egat ativ ivid idad ad del del oxígeno: oxígeno: estos fenómenos fenómenos hacen &ue sean sustancias sustancias  polares y por ende tengan puntos de ebullición bastante altos, forman ácidos con mucha facilidad, aldehídos y cetonas inferiores 1menores a ; carbonos2 pueden formar   puentes de hidrogeno, aun&ue son solubles en solventes orgánicos y a su vez los aldehídos y las cetonas son  buenos disolventes de sustancias polares como los alcoholes$ 3recipitado color Cris  Acetaldehído  ?ing'n +ambio  Acetona

&ue acompaGa al grupo carbonilo es más fácil de sacar  durante la oxidación$ / continuación, se muestra el mecanismo de reacción para este compuesto$

%a acetona no reaccionó con el reactivo de Tollens por < razones, la primera es por&ue el reactivo de Tollens es un agente oxidante d9bil, y la segunda, la acetona no posee hidrógenos , por lo &ue es muy poco probable o casi imposible &ue se d9 la oxidación con un agente oxidante d9bil$  "i.ra 7 el rea!ti&o de

%as pruebas del espe6o de plata y con el reactivo de Fehling dieron positivas con los aldehídos, dado &ue estos son agentes reductores &ue se pueden oxidar  fácilmente a sus respectivos ácidos carboxílicos o sus sales mientras &ue las cetonas son más difíciles de oxidar$ (l acetaldehído se redu6o a ácido ac9tico, la plata suele depositarse formando un espe6o en la superficie interna del recipiente de reacción$ %a aparición de un espe6o de  plata es una prueba positiva de un aldehído$ 7i se trata

$. PRUE/A REACI(! "E (l reactivo de H2 reacciona con formilo del formando un coloreado azulse indica en la ecuación siguiente$

ea!!in !on ollens

C!N SC*I)), 7chiff 1Figura el grupo formaldehido compuesto violeta como

F/%T/ T(F/

 "i.ra  ea!ti&o de S!/iff   "i.ra No  +rea !on el ea!ti&o de S!/iff 

$.0 !I"ACI#N P!R PERMAN+ANA! "E P!ASI! "I&UI"!, %os aldehídos se oxidan fácilmente: como se puede observar en la reacción siguiente8

 "i.ra No 10 ea!!in de n alde/ído !on 8n9 4

(l )eactivo de 7chiff es fucsina decolorada 1hidrocloruro de p-rosanilina2 &ue, al reaccionar con un aldehído, se obtiene un producto de adición, con el cual se puede apreciar el color violeta, siendo este el producto de la formación de un comple6o y un buen indicador de la presencia de un grupo carbonilo específico del aldehído$ +omo las anteriores reacciones esta prueba sirve para diferenciar entre aldehídos y cetonas ya &ue es negativa para estas 'ltimas$ /sí, se puede apreciar los resultados obtenidos para esta prueba en la tabla y en la figura &ue se muestran a continuación8 ala 3 ea!!in !on el rea!ti&o de S!/iff   Reactivo Formaldehído  Acetaldehído  Acetona

Reactivo de Schiff 

+oloración fucsia +oloración violeta  ?ing'n +ambio

(stos compuestos al oxidarse se convierten en ácidos carboxílicos, caso contrario ocurre con las cetonas$ /l agregar el permanganato al formaldehido y al acetaldehído se logró observar &ue estas soluciones tuvieron un cambio en su coloración del original 1incoloro2 a caf9 oscuro: en estos tubos de ensayo la mezcla fue de tipo heterog9nea en donde la parte más densa se fue al fondo del recipiente y la más clara se suspendió en la parte superior, este precipitado de color  caf9 oscuro correspondió al dióxido de manganeso formado a partir de las oxidaciones respectivas de estos compuestos$ +omo se puede observar en la siguiente imagen$

 "i.ra No 11 9#ida!in !on 8n9 4

(n la tabla # se muestra los reactivos usados con !n" # ala 4 9#ida!in !on 8n94  Reactivo Formaldehído  Acetaldehído  Acetona

Oxidación con  permanganato

ala 5 ea!!in de forma!in de resinas

>recipitado )o6o >recipitado caf9  ?ing'n cambio

 Reactivo Formaldehido  Acetaldehído

(sta oxidación fue relativamente rápida por razones est9ricas de los aldehídos, ya &ue estas cadenas solo tienen un solo grupo sustituyente, en consecuencia, los neutrófilos &ue atacan como es este caso el  permanganato de potasio 1!n" #2 se pueden aproximar  con mayor facilidad al carbonilo$ >or otra parte, al agregarle el permanganato de potasio a la acetona no se notó cambio alguno, lo cual sugiere &ue la oxidación no se llevó a cabo ya &ue la disolución permaneció del mismo color &ue el del permanganato 1violeta oscuro2$ (fectivamente la acetona no se oxidó esto es por el impedimento est9rico &ue poseen en general todas las cetonas para la oxidación, estas tienen dos grupos sustituyentes relativamente grandes 1al&uilos2 &ue no  permiten &ue el ata&ue nucleofílico ocurra, además en la acetona no existe un hidrogeno unido al carbono carbonílico$ +abe resaltar &ue el formaldehido al tener  un solo sustituyente hace &ue la oxidación sea efectiva con un alto rendimiento de reacción: a medida &ue se aumenta el tamaGo de la cadena va a ser menos rápida la oxidación de los compuestos de estos grupos funcionales$

$.2 )!RMACI#N "E RESINA3 E)EC! "E &!S 4&CA&IS, +uando un aldehído con hidrógenos α  reacciona con hidróxido sódico diluido a temperatura ambiente 1o inferior2 se produce una especie de dimerización y se forma un compuesto con un grupo hidroxi y el grupo carbonilo del aldehído, este tipo de reacciones, reciben el nombre de adiciones aldólicas$ %a reacción general para el caso del acetaldehído o etanal sería8 ! $ C* C etanal

!* *

Na!*5dil.% 26C

Durante esta prueba se hizo reaccionar cada uno de los compuestos 1formaldehido, acetaldehído y acetona2 con hidróxido de sodio ? y se calentó por ; minutos$ 7e repitió el mismo proceso con hidróxido de sodio ;I$ %as reacciones se representan en la tabla siguiente$

!

C* C* C*$ C * 7hidro8i9utanal

 "i.ra 12 E!a!in .eneral de a!etalde/ído !on Na9: 

 Acetona

NaOH 6N 

 ?o hubo cambios >recipitado naran6a

>recipi

/marillo claro

7oluci

B!JC(?(7 T(FB F/%T/?

 "i.ra No 13 "orma!in de resinas

(l producto formado resultante tiene dos grupos funcionales, un alcohol y un aldehído, el cual se denomina aldol $ 7i el aldol se calienta, se produce una deshidratación obteni9ndose como producto el

AGente Reductor %i/l#  ?a@# en K K o >d

Reac. de ollens. AG5N* %$<

Xng S +l 1+lemensen2

Reac. de -ones 5Duerte% Cr!  *$S!0

 ?earson (ducation$ >rimera edición$ g H-$ 3;5 7tephen [$ Yeininger, FranZ )$ 7termitz$ Quimica organica$ (d$ )everte$ 4HH$ >ag, #=;$ 35 http8SSWWW$&uiminet$comSarticulosSresinas-y-susaplicaciones-4H#=