manual de practicas (2015-1) -...
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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE QUÍMICA
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA ORGÁNICA
MANUAL DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO
QUÍMICA ORGÁNICA II (1413)
2015 - 1
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b
c
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PRÓLOGO Química Orgánica II (1413) Coordinadora Dra. Ma. del Consuelo S. Sandoval G
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PRÓLOGO
Dadas las necesidades del cambio al nuevo plan de estudios para la Carrera de Químicos, en la Facultad de Química de la UNAM. Fue necesario hacer modificaciones a las prácticas de Química Orgánica II (clave 1413), utilizando los manuales del antigüo plan de estudios: el de Compuestos con Carbono, Hidrógeno y Halógenos clave 1435 y el de Compuestos con Carbono, Hidrógeno, Oxígeno, Nitrógeno y Azufre clave 1535. Con ellos, los nuevos programas y la colaboración de los maestros que han impartido la teoría y el laboratorio en dicha química desde el año 2007 a la fecha, se logra obtener el presente manual de prácticas del nuevo plan de estudios.
Estas modificaciones estuvieron a cargo de la jefa de laboratorio Dra. María del Consuelo
Socorro Sandoval García, con la colaboración de la alumna Noemy Bolaños Méndez en el año 2007. Tomando como base los manuales elaborados por el Dr. José Gustavo Ávila Zárraga (clave 1435) y la M en C Ana Adela Sánchez Mendoza (clave 1535) en el año 2004.
Los datos de los compuestos, así como los diagramas de tratamiento de residuos y desechos, fueron capturados de los datos elaborados por la Dra. Irma Cruz Gavilán García posteriormente se han incrementado y se han realizado modificaciones por la M en C. Gema Susana Cano Díaz. Se realizaron modificaciones en las metodologías y material a finales del semestre 2014-2 mismas que se incorporan en el manual del semestre 2015-1.
PROGRAMA TEÓRICO EXPERIMENTAL Química Orgánica II (1413) Coordinadora Dra. Ma. del Consuelo S. Sandoval G
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FACULTAD DE QUÍMICA
PROGRAMA TEORICO EXPERIMENTAL PARA LA MATERIA “QUÍMICA ORGÁNICA II” (1413)
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA ORGÁNICA
Semana Horas
acumuladas en teoría
Unidad Experimento Horas
acumuladas en
el laboratorio
Plan de trabajo en el laboratorio Semestre 2015-1
Del 5 de agosto al 6 de noviembre de 2014
1 3 0 4 Medidas de seguridad, reglamentos de laboratorio
2 6 1 8 Sustitución electrofílica aromática SEA (1ª parte)
Nitrobenceno m-Dinitrobenceno
3 9
SUSTITUCIÓN ELECTROFÍLICA AROMÁTICA
2 12 o y p-Nitrofenol SEA (2da parte) 2,4-Dinitroclorobenceno
4 12 SUSTITUCIÓN NUCLEOFÍLICA AROMÁTICA
3 16 Sustitución nucleofílica aromática 2,4-dinitrofenilanilina 2,4-dinitrofenilhidracina
5 15 4 20 Halogenuros de alquilo. Obtención de: Bromuro de n-butilo SN2
6 18
HALOGENUROS DE ALQUILO
5 24 Cloruro de ter-butilo SN1. Su hidrólisis para determinar la constante de velocidad de la reacción
7 21 6 28 Seminario “Sustitución en compuestos aromáticos y alquílicos 8 24 7 32 Reacción de Grignard para la Obtención del alcohol 9 27 8 36 Reducción de carbonilos con microondas, en estado sólido y el tradicional
10 30 9 40 Oxidación n-butanol 11 33
ALCOHOLES Y FENOLES
10 44 Identificación y caracterización de alcoholes y fenoles 12 36 11 48 Síntesis de Williamson 13 39 ÉTERES 12 48 (Reposición) Síntesis de Friedel-Crafts o Sulfonación de dodecilbenceno
14 42 13 50 Entrega de calificaciones a los alumnos así como su firma de enterados y la entrega de calificaciones a la sección
15 45
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CONTENIDO Química Orgánica II (1413) Coordinadora Dra. Ma. del Consuelo S. Sandoval G
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CONTENIDO Página PRÓLOGO 2
PROGRAMA TEÓRICO EXPERIMENTAL 3
CONTENIDO 4
SUSTITUCIÓN ELECTROFÍLICA AROMÁTICA SEA Reacciones de Nitración obtención de:
Nitrobenceno 5 - 7
m-Dinitrobenceno 8 - 10
o y p-Nitrofenol 11 - 13
2,4-Dinitroclorobenceno 14 - 16
SUSTITUCIÓN NUCLEOFÍLICA AROMÁTICA SNA
2,4-dinitrofenilhidracina 17 - 20
2,4-dinitrofenilanilina
HALOGENUROS DE ALQUILO Obtención de:
21 - 23
Bromuro de n-butilo SN2
24 - 28 CINÉTICA QUÍMICA Determinación de la constante de velocidad de reacción
Hidrólisis del cloruro de ter-butilo SN1
REACCIÓN DE GRIGNARD Preparación de trifenilcarbinol por adición de:
Benzofenona
Benzoato de etilo
REDUCCIÓN de aldehídos y cetonas con microondas, en estado sólido y tradicional para la obtención de:
(4-metoxifenil)metanol
4-(hidroximetil)-2-metoxifenol
difenilcarbinol
OXIDACIÓN DE ALCOHOL n-butanol
IDENTIFICACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE ALCOHOLES Y FENOLES
SÍNTESIS DE WILLIAMSON Obtención de:
ácido fenoxiacético
SULFONACIÓN DEL DODECILBENCENO
Preparación de un detergente
ALQUILACIÓN DE FRIEDEL Y CRAFTS Obtención de:
p-terbutilfenol
SUSTITUCIÓN ELECTROFÍLICA AROMÁTICA NITROBENCENO
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SUSTITUCIÓN ELECTROFÍLICA AROMÁTICA NITROBENCENO
OBJETIVO
Conocer una reacción de sustitución electrofílica aromática y aprender a aplicar los conceptos de la sustitución al desarrollo experimental de la nitración de benceno.
Aprender a controlar las condiciones experimentales que favorecen la monosustitución y a utilizar las propiedades de los grupos orientadores a la posición meta del anillo aromático para sintetizar un derivado disustituido.
En esta práctica la mitad de grupo de los alumnos preparará nitrobenceno y la otra mitad m-dinitrobenceno. ANTECEDENTES
1. Sustitución electrofílica aromática: nitración 2. Reactividad del anillo bencénico en la sustitución electrofílica aromática. 3. Mecanismo de nitración 4. Variaciones de las condiciones experimentales en una nitración y sus consecuencias 5. Cálculo del rendimiento de la reacción considerando la estequiometría de la misma
a. OBTENCIÓN DE NITROBENCENO REACCIÓN
H2SO4 / HNO3
60oC, 40 min
NO2
MATERIAL 1 Adaptador (tapón de hule con tubo de vidrio en “L”) con manguera 2 Matraces Erlenmeyer de 25 ml 1 Bandeja de plástico (11.5 cm de diámetro y de altura 5.5 cm) 1 Parrilla de calentamiento con agitación 1 Barra de agitación magnética (0.5 in de largo x 0.1 in ancho spinbar) 3 Pinzas de cuatro dedos con nuez 1 Bomba sumergible (110-120 volts, altura máxima de 0.9 m y Mexicana) 1 Porta termómetro 1 Embudo de de filtración rápida (7 cm de diámetro) 1 Probeta de 10 ml 1 Embudo de filtración rápida pequeño (3.3 cm de diámetro) 1 Refrigerante con mangueras 1 Embudo de separación con tapón 1 Refrigerante de aire 1 Embudo de sólidos (5 cm de diámetro externo y 1 cm de diám. en el tallo) 2 “T” de destilación 1 Espátula (cromo-niquel de 21 cm de largo y ser delgada) 1 “T” de vacío 1 Manguera de vacío 1 Termómetro de -10 a 400 ºC 1 Matraz balón de fondo plano de 25 ml 1 Vaso de precipitado de 50 ml 1 Matraces balón de 10 ml 1 Vaso de precipitado de 25 ml 1 Matraz bola de 2 bocas de 25 ml con fondo plano 1 Vial con junta esmerilada de 5 ml
Nota: Todas las junta son (14/23) SUSTANCIAS
Cantidad Cantidad 3 ml Ácido nítrico fumante 5 ml Hidróxido de sodio 10% 3.75 ml Ácido sulfúrico concentrado 0.25 g Sulfato de sodio anhidro 2.5 ml Benceno
SUSTITUCIÓN ELECTROFÍLICA AROMÁTICA NITROBENCENO
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PROCEDIMIENTO
Coloque en el matraz balón de dos bocas 3 ml de HNO3 concentrado más una barra magnética. Y adapte en una de las bocas el embudo de separación con 3.75 ml de H2SO4 concentrado. Sumerja el matraz en un baño de hielo e inicie la adición de H2SO4 conc., poco a poco y con agitación. Mantenga la temperatura de la mezcla sulfonítrica entre 20°- 30°C. Al término de la adición, coloque un porta termómetro con el termómetro (1) Retire el baño de hielo y adicione lentamente (2) con agitación vigorosa (3) 2.5 ml de benceno, cuide que la temperatura de la reacción se mantenga entre 40°- 55°C (enfríe exteriormente con un baño de hielo sí es necesario)
Al finalizar la adición del benceno continúe la agitación hasta que cese la reacción exotérmica y en este momento adapte a la boca principal del matraz balón un refrigerante de agua en posición de reflujo (4). Poner sobre la parilla el matraz balón de dos bocas, (adapte el siguiente sistema, Esquema 1) caliente hasta alcanzar la temperatura de 60°C por 40 minutos; es conveniente que durante el calentamiento la agitación sea vigorosa para asegurar el contacto entre las dos capas inmiscibles (9).
NaOH solucióndiluida Esquema 1
Posteriormente retire el matraz balón del calentamiento, deje enfriar y colóquelo en un baño de agua con hielo hasta tener una temperatura de 20°C (ahora en dos fases, fase superior corresponde al nitrobenceno y la fase inferior a la mezcla sulfonítrica residual, transfiérala al embudo de separación y deseche la fase inferior. Lave el nitrobenceno (5) dos veces con 4 ml de agua fría y después con solución de NaOH al 10% (2.5 ml cada vez), hasta pH 7 (6) y finalmente lave una vez con agua. Seque el nitrobenceno húmedo en un matraz Erlenmeyer de 25 ml con sulfato de sodio o cloruro de calcio anhídro (7) y transfiéralo por decantación a una bola de destilación de 10 ml.
Adapte al matraz bola de 10 ml el equipo necesario para destilar (8) el nitobenceno (Destilación a Presión Reducida), utilice el refrigerante de aire. El nitrobenceno tiene un p. eb. de
SUSTITUCIÓN ELECTROFÍLICA AROMÁTICA NITROBENCENO
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210-211°C/ 760 mm Hg y 196-197°C/ 585 mm Hg. Colecte la fracción que destila por debajo de 150°.
Mida el volumen obtenido y calcule el rendimiento.
SUSTITUCIÓN ELECTROFÍLICA AROMÁTICA m-DINITROBENCENO
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b) OBTENCIÓN DE m-DINITROBENCENO REACCIÓN
H2SO4 / HNO3
100oC, 45 min
NO2
NO2 MATERIAL
1 Adaptador (tapón de hule con tubo de vidrio en “L”) con manguera 1 Matraz bola de 2 bocas de 25 ml de fondo plano 1 Agitador de vidrio (20 cm de largo por 0.7 – 0.5 cm de diámetro) 1 Matraz Kitazato de 50 ml con manguera 1 Bandeja de plástico (11.5 cm de diámetro y de altura 5.5 cm) 1 Parrilla de calentamiento con agitación 1 Barra de agitación magnética (0.5 in de largo x 0.1 in ancho spinbar) 2 Pinzas de cuatro dedos con nuez 1 Bomba de agua sumergible (110-120 volts, altura máxima de 0.9 m y Mexicana) 1 Porta termómetro 1 Colector 1 Probeta de 10 ml 1 Embudo Buchner (7.5 cm de diámetro) con adaptador de hule 1 Refrigerante con mangueras 1 Embudo de filtración rápida pequeño (3.3 cm de diámetro) 1 “T” de destilación 1 Embudo de filtración rápida (7 cm de diámetro) 1 Termómetro de -10 a 400 ºC 1 Embudo de separación con tapón 1 Vaso de precipitado de 50 ml 1 Embudo de sólidos (5 cm de diámetro y 1 cm de diámetro en el tallo) 1 Vaso de precipitado de 25 ml 1 Espátula (cromo-niquel de 21 cm de largo y ser delgada) 1 Vidrio de reloj (7.5 cm de diámetro) 1 Matraz erlenmeyer de 25 ml Nota: Todas las junta son (14/23)
PROCEDIMIENTO
Coloque en el matraz balón de dos bocas 3 ml de HNO3 concentrado más una barra magnética y adapte en una de las bocas el embudo de separación con 3.75 ml de H2SO4 concentrado. Sumerja el matraz en un baño de hielo e inicie la adición de H2SO4 conc., poco a poco y con agitación
Mantenga la temperatura de la mezcla sulfonítrica entre 20° - 30°C. Al término de la adición, coloque un porta termómetro con el termómetro (1)
Retire el baño de hielo y adicione lentamente (2) con agitación vigorosa (3) 1.25 ml de benceno, cuide que la temperatura de la reacción se mantenga entre 40°C (enfríe exteriormente con un baño de hielo si es necesario)
Al finalizar la adición del benceno continúe la agitación hasta que cese la reacción exotérmica y en este momento adapte a la boca principal del matraz balón un refrigerante de agua en posición de reflujo (4). Adapte en una parrilla el matraz balón de dos bocas, caliente hasta alcanzar la temperatura de 100 °C por 45 minutos (ver Esquema 1); es conveniente que durante el calentamiento la agitación sea vigorosa para asegurar el contacto entre las dos capas inmiscibles (9),
Transcurrido el tiempo de reflujo, vierta lentamente (con agitación) la mezcla de reacción en 35 g de hielo Colecte el m-dinitrobenceno crudo en un embudo buchner y recristalice en etanol, separe el sólido recristalizado por filtración al vacío, seque y pese el m-dinitrobenceno.
Calcule rendimiento en base a la reacción.
SUSTITUCIÓN ELECTROFÍLICA AROMÁTICA m-DINITROBENCENO
Química Orgánica II (1413) Coordinadora Dra. Ma. del Consuelo S. Sandoval G
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El m-dinitrobenceno tiene un p.f. de 89.5°C. NOTAS (1) El bulbo del termómetro debe estar en contacto con la mezcla de reacción. (2) Agregue el benceno a la mezcla sulfonítrica en porciones de 1-2 ml (3) Debido a que el benceno es poco soluble en la mezcla sulfonítrica se requiere agitación vigorosa. De esta
agitación depende el éxito de la nitración (4) Colocar en el refrigerante una trampa con (NaOH lenteja) y canalice a un vaso de precipitado que
contenga solución de sosa o potasa. (5) Investigue la densidad del nitrobenceno y del agua, antes de eliminar cualquiera de las fases (6) En caso de que al final de los lavados del nitrobenceno con solución de NaOH al 10%, éste quedará básico,
lave con agua hasta pH 7 (7) Caliente a baño María hasta que aclare el nitrobenceno. Elimine el sulfato de sodio por decantación o
filtración (8) Precaución, no destile hasta sequedad, debido a que pueden existir algunos productos de polinitración que
sean explosivos. (9) El éxito de la práctica depende de la agitación
BIBLIOGRAFÍA
R. Q. Brewster y C. A. Vander Werf., Curso Práctico de Química Orgánica, 3ª. Edición, Editorial Alambra, España (1970), Páginas 178-179
J. A. Moore y D. L. Dalrymple, Experimental Methods in Organic Chemistry. 2a. Edición, W. B. Saunders Company, U.S.A. (1976), Páginas 188-194
A. I. Vogel, Text Book Practical Organic Chemistry, 3ª. Edición, Editorial Longmans, Londres (1962), Páginas: 523-527
B. J. Hazzard (Traducción) Organicum. Practical Handbook of Organic Chemistry, 1ª. Edición. Addison-Wesley Publishing Company, Inc., U.S.A., (1973), pp. 306-315
R. T. Morrison y R. N. Boyd., Química Orgánica 3a Edición, Fondo Educativo Interamericano, S. A. México (1976), Páginas: 348-358, 366-374
J. D. Roberts, M. E. Caserio, Química Orgánica, Fondo Educativo Interamericano, S. A. México, (1974), Páginas: 522-526, 531-535
SUSTITUCIÓN ELECTROFÍLICA AROMÁTICA
m-DINITROBENCENO Química Orgánica II (1413)
Coordinadora Dra. Ma. del Consuelo S. Sandoval G
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HNO3 conc. enbaño de hielo
1) Agregar H2SO4 gota a gota con agitación
2) Manter T = 20-30oCMEZCLA SULFONÍTRICA
1.25 ml decon agitaciónvigoroza.
T = 40oC
NITROBENCENO, MEZCLA SULFONÍTRICA
Colocar refrigeranteen posición de reflujo
T = 100oC, t = 45 min
m-DINITROBENCENOY MEZCLA
SULFONÍTRICA
1)vertir sobre 35 g hielo, lentamente 2)Filtrar al vacío
Sólido
m-DINITROBENCENO
Líquido
MEZCLA SULFONÍTRICA
D4Recristalizar enCH3CH2OH
Sólido
Líquido
m-DINITROBENCENOrecristalizado Aguas madres
D5
m - DINITROBENCENO
SUSTITUCIÓN ELECTROFÍLICA AROMÁTICA o, p-NITROFENOL
Química Orgánica II (1413) Coordinadora Dra. Ma. del Consuelo S. Sandoval G
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o y p-NITROFENOL
OBJETIVO Ilustrar la orientación y reactividad de los anillos bencénicos monosustituidos en la
sustitución electrófilica aromática
Usar métodos de purificación e identificación para los productos obtenidos ANTECEDENTES
1. Sustitución electrofílica aromática. 2. Condiciones experimentales necesarios para realizar la nitración. 3. Variación de las condiciones experimentales en una nitración y sus consecuencias. 4. Métodos de purificación e identificación de los productos aislados. 5. Propiedades físicas de reactivos y productos.
REACCIÓN
OH
HNO3 diluido45 ºC, 15 min
OH OH
NO2
NO2+
p.f. = 45 ºC
p.f. = 114 ºC
MATERIAL
* Constituye una sola pieza Nota: Todas las junta son (14/23) SUSTANCIAS
Cantidad 1.5 ml Ácido nítrico concentrado 0.2 g Carbón activado 1.13 g Fenol
1 Adaptador (tapón de hule con tubo de vidrio en “L”) con manguera 2 Pinzas cuatro dedos con nuez 1 Agitador de vidrio (20 cm de largo por 0.7 – 0.5 cm de diámetro) 1 Pipeta graduada de 5 ml 1 Anillo metálico 1 Probeta de 10 ml 1 Bandeja de plástico (11.5 cm de diámetro y de altura 5.5 cm) 1 Recipiente para baño María 1 Barra de agitación magnética (0.5 in de largo x 0.1 in ancho spinbar) 1 Refrigerante con mangueras 1 Bomba de agua sumergible (110-120 volts, altura máxima de 0.9 m y Mexicana) 2 Tapones de hule bihoradado para matraz de 125 ml* 1 Colector 1 Tela de alambre con asbesto 1 Embudo buchner (7.5 cm de diámetro) con adaptador de hule 1 Termómetro de -10 a 400 ºC 1 Embudo de filtración rápida (7 cm de diámetro) 1 Tubo de vidrio de 30 cm* 1 Embudo de separación con tapón 2 Tubo de vidrio en “L” de 15 cm* 1 Embudo para sólidos (5 cm de diámetro y 1 cm de diámetro en el tallo) 1 Tubo de vidrio en ángulo de 75º *
1 Espátula (cromo-niquel de 21 cm de largo y delgada) 1 Vaso de precipitado de 50 ml 1 Matraz Erlenmeyer de 25 ml 1 Vasos de precipitado de 25 ml 2 Matraz Erlenmeyer de 125 ml 1 Vasos de precipitado de 10 ml 1 Matraz Kitazato de 50 ml con manguera 1 Vidrio de reloj (7.5 cm de diámetro) 1 Mechero con manguera
SUSTITUCIÓN ELECTROFÍLICA AROMÁTICA o, p-NITROFENOL
Química Orgánica II (1413) Coordinadora Dra. Ma. del Consuelo S. Sandoval G
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PROCEDIMIENTO
Coloque en un matraz Erlenmeyer de 125 ml, 5 ml de agua y agregue poco a poco 1.5 ml de ácido nítrico concentrado, resbalando por las paredes del matraz y agitando suavemente. Ponga a enfriar en baño de hielo.
En un vaso de precipitado de 10 ml pese 1.13 g de fenol, fúndalo a B.M. y adiciónelo gota a gota a la solución de HNO3, agite por 5 minutos dejando que la temperatura llegue a 25 °C. Caliente en B. M. a 45 °C durante 15 minutos agitando constantemente; agregue 6.25 ml de agua (1). Destile la fase orgánica por arrastre de vapor hasta que se observe que condensa solamente agua. Enfríe el destilado en hielo y separe por filtración al vacío los cristales de o-nitrofenol formados (2). Determine punto de fusión y calcule rendimiento.
Purifique el isómero p-nitrofenol empleando carbón activado. Separe los cristales por filtración al vacío, determine punto de fusión y haga cálculos de rendimiento (3).
NOTAS: (1) Tome en cuenta la densidad de las dos fases. Durante todo el proceso de nitración, sea cuidadoso. Use
lentes de protección (2) Los cristales de o-nitrofenol pueden secarse en estufa a 30 °C (3) Use poco carbón activado (0.125 g aproximadamente). Los cristales de p-nitrofenol pueden secarse en
estufa a 60 °C .
BIBLIOGRAFÍA
J. A. Moore y D. L. Dalrymple, Experimental Methods in Organic Chemistry. 2a. Edición, W. B. Saunders Company, Philadelphia (1976), pag. 188
Organicum. Practical Handbook of Organic Chemistry, Becker H. et al, English translation by B. J. Hazzard. Pergamon Press Ltd. N.Y. (1973), pag. 312
The Merck Index, 8th Edition. P. G. Steder editor. Merck & Co. Inc. Rahway N. J. U.S.A., 1968.
SUSTITUCIÓN ELECTROFÍLICA AROMÁTICA o, p-NITROFENOL
Química Orgánica II (1413) Coordinadora Dra. Ma. del Consuelo S. Sandoval G
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SUSTITUCIÓN ELECTROFÍLICA AROMÁTICA OBTENCIÓN DE 2,4-DINITROCLOROBENCENO
Química Orgánica II (1413) Coordinadora Dra. Ma. del Consuelo S. Sandoval G
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OBTENCIÓN DE 2,4-DINITROCLOROBENCENO
OBJETIVO
Efectuar en el laboratorio una reacción de nitración dentro del mecanismo general de sustitución electrofílica aromática SEA. Obtener un derivado dinitrado, partiendo de un sustrato aromático con un grupo desactivador, orto y para orientador.
ANTECEDENTES
1. Sustitución electrofílica aromática. 2. Reacciones, mecanismos y fundamento químico de la técnica. 3. Estructura y propiedades de los reactivos involucrados. 4. Purificación por recristalización. 5. Propiedades físicas, químicas y usos de 2,4-dinitroclorobenceno. REACCIÓN
Cl
H2SO4 / HNO3
baño maría, 30 min
ClNO2
NO2
MATERIAL 1 Adaptador (tapón de hule con tubo de vidrio en “L”) con manguera 1 Parrilla de calentamiento con agitación 1 Agitador de vidrio (20 cm de largo por 0.7 – 0.5 cm de diámetro) 2 Pinzas de cuatro dedos con nuez 1 Bandeja de plástico (11.5 cm de diámetro y de altura 5.5 cm) 1 Pipeta graduada de 1ó 5 ml 1 Barra de agitación magnética (0.5 in de largo x 0.1 in ancho spinbar) 1 Probeta de 25 ml 1 Bomba de agua sumergible (110-120 volts, altura máxima de 0.9 m y Mexicana) 1 Recipiente de peltre 1 Buchner (7.5 cm de diámetro) con adaptador de hule 1 Recipiente para baño María. 1 Embudo de filtración rápida (7 cm de diámetro) 1 Termómetro de -10 a 400 ºC 1 Embudo de filtración rápida pequeño (3.3 cm de diámetro) 1 Trampa de humedad. 1 Espátula (cromo-niquel de 21 cm de largo y delgada) 1 Vaso de precipitado de 25 ml 1 Manguera de 30 cm 1 Vaso de precipitado de 50 ó 100 ml 1 Matraz Erlenmeyer de 125 ml 1 Vidrio de reloj (7.5 cm de diámetro) 1 Matraz Kitazato de 50 ml con manguera
Nota: Todas las junta son (14/23)
SUSTANCIAS Cantidad
Ácido nítrico concentrado 3.75 ml Ácido sulfúrico concentrado 3.75 ml Clorobenceno R.A. 0.9 ml Etanol 6.25 ml
PROCEDIMIENTO
Coloque en el matraz balón de dos bocas 3.75 ml de HNO3 concentrado más una barra magnética. Y adapte en una de las bocas el embudo de separación con 3.75 ml de H2SO4 concentrado. Sumerja el matraz en un baño de hielo agua e inicie la adición de H2SO4 conc., poco a poco y con agitación.
SUSTITUCIÓN ELECTROFÍLICA AROMÁTICA OBTENCIÓN DE 2,4-DINITROCLOROBENCENO
Química Orgánica II (1413) Coordinadora Dra. Ma. del Consuelo S. Sandoval G
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Mantenga la temperatura de la mezcla sulfonítrica entre 20°- 30°C. Esquema 2. Nota 1. El bulbo del
termómetro debe estar en contacto con la mezcla de reacción.
Agregar gota a gota agitando, 0.9 ml de clorobenceno. Esquema 2. Al finalizar la adición del clorobenceno continúe la agitación hasta que cese la reacción exotérmica y en este momento adapte a la boca principal del matraz balón un refrigerante de agua en posición de reflujo. Nota 2. Colocar en el
refrigerante una trampa que canalice a un vaso de precipitado que contenga solución de sosa o potasa.
Poner sobre la parilla el matraz balón de dos bocas, (adapte el siguiente sistema, Esquema 1) caliente hasta alcanzar la temperatura de 80°C por 30 minutos; es conveniente que durante el calentamiento la agitación sea vigorosa. Nota 3. Con objeto de obtener el compuesto dinitrado. Si no se hace así se
obtiene el compuesto mononitrado líquido.
NaOH solucióndiluida
3.75 ml HNO3
3.75 ml H2SO4
T = 20 - 30 oC
2da. adición de 0.9 ml de clorobenceno
gota a gota
Bandeja de plásticocon agua + pequeña
cantidad de hielo
Esquema 1 Esquema 2
Enfriar a temperatura ambiente (Tamb) y vaciar el contenido del matraz lentamente a un vaso de
precipitado de 50 ml, que contenga alrededor de 12.5 g de hielo picado. Agitar la mezcla vigorosamente y filtrar el precipitado al vacío. Lavar el producto en el embudo con 25 ml de agua helada. Nota 4. El 2,4-dinitroclorobenceno es un producto muy irritante pues reacciona con los grupos amígenos de las
proteínas de la piel, por lo cual debe evitarse su contacto. En caso de sentir irritación en alguna parte de la piel, lavar con agua y alcohol.
Cristalizar de etanol Nota 5. Al hacer la recristalización del producto, se debe agitar y raspar las paredes del vaso,
colocado dentro del hielo, para favorecer la formación de forma alotrópicas alfa (p.f. 53.4°C). Las formas beta y gamma funden a 43° y 27°C respectivamente y en caso de no efectuar correctamente la recristalización, son contaminantes del compuesto alfa.
Pesar, calcular rendimiento práctico, determinar punto de fusión y cromatoplaca usando como eluyente H90:AcOEt10, revelador: UV, I2 (tenue). Nota 6. El producto deberá guardarse en un lugar fresco, ya que
el calor del ambiente, será suficiente para fundirlo
BIBLIOGRAFÍA
G. K. Helmkamp & H. W. Johnson Jr, Selectes Experiments in Organic Chemistry, Freeman & Co. Editorial London, 1964. pag. 107
SUSTITUCIÓN ELECTROFÍLICA AROMÁTICA OBTENCIÓN DE 2,4-DINITROCLOROBENCENO
Química Orgánica II (1413) Coordinadora Dra. Ma. del Consuelo S. Sandoval G
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R. T. Morrison y R. N. Boyd., Química Orgánica 3a Edición , Fondo Educativo Interamericano, S. A. México (1976).
The Merck Index, 8th Edition, Merck & Co. Inc. Rahway N. J. U.S.A., 1968, página 242
SUSTITUCIÓN NUCLEOFÍLICA AROMÁTICA 2,4-dinitrofenilhidracina y 2,4-dinitrofenilanilina
Química Orgánica II (1413) Coordinadora Dra. Ma. del Consuelo S. Sandoval G
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SUSTITUCIÓN NUCLEOFÍLICA AROMÁTICA 2,4-Dinitrofenilhidracina y 2,4-Dinitrofenilanilina
Objetivo
Analizar las características de los compuestos aromáticos susceptibles de reaccionar a través de reacciones de sustitución nucleofílica aromática.
Obtener 2,4-dinitrofenilhidracina y la 2,4-dinitrofenilanilina mediante reacciones de sustitución nucleofílica aromáticase
Buscar la aplicación de estos compuestos Antecedentes
Sustitución nucleofílica aromática, condiciones necesarias para que se efectúe. Comparación de estas condiciones, con las que se requieren para efectuar una sustitución
electrofílica aromática. Utilidad de la sustitución nucleofílica aromática. Diferencias con la sustitución nucleofílica alifática. Toxicidad de reactivos y productos. 1 OBTENCIÓN DE 2,4-DINITROFENILHIDRACINA
REACCIÓN
MATERIAL ( para ambas)
1 Agitador de vidrio (20 cm de largo por 0.7 – 0.5 cm de diámetro) 1 Parrilla de calentamiento con agitación 1 Anillo metálico 1 Pinza de cuatro dedos con nuez 1 Barra de agitación magnética (0.5 in de largo x 0.1 in ancho spinbar) 1 Pinza para tubo de ensaye 1 Bomba de agua sumergible (110-120 volts, altura máxima de 0.9 m y Mexicana) 1 Pipeta graduada de 5 ml 1 Buchner (7.5 cm de diámetro) con adaptador de hule 1 Pipeta graduada de 1 ml 1 Cámara para cromatografía 1 Probeta de 10 ml 1 Embudo de filtración rápida (7 cm de diámetro) 1 Recipiente de peltre 1 Espátula (cromo-niquel de 21 cm de largo y delgada) 1 Recipiente para baño María 4 Frascos viales 1 Termómetro de -10 a 400°C 1 Matraz Kitazato de 50 ml con manguera 1 Vasos de precipitado de 10 ml 1 Matraz Erlenmeyer de 25 ml 1 Vidrio de reloj (7.5 cm de diámetro)
REACTIVOS 0.5 g 2,4-Dinitroclorobenceno 0.7 ml Hidrato de hidracina 0.5 ml Eluyente H:AcOEt (70:30) 1 Placa 8.5 ml Etanol Que emplea cada alumno
ClNO2
NO2
NH2H2N
NNO2
NO2
H NH2
SUSTITUCIÓN NUCLEOFÍLICA AROMÁTICA 2,4-dinitrofenilhidracina y 2,4-dinitrofenilanilina
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Procedimiento 1 Síntesis de 2,4-Dinitrofenilhidracina
En un vaso de precipitado de 10 ml disuelva 0.5 g del 2,4-dinitroclorobenceno en 5 ml de etanol al 96% tibio. Agregue gota a gota 0.7 ml de hidrato de hidracina con agitación constante. Al teminar la adición caliente la mezcla (sin que ebulla) por 10 min. Enfríe y filtre al vacío, el precipitado se lava en el mismo embudo con 3 ml de agua caliente y luego con 3 ml de alcohol tibio. Una vez obtenido el producto crudo tomar una pequeña muestra para posteriormente hacer una cromatografía en capa fina (ccf) y comparar su pureza con el producto puro.
Seque al vacío, pese y calcule el rendimiento. Determine el punto de fusión Realice una ccf para determinar la pureza del producto, comparando con la muestra del producto crudo que se separó con anterioridad, además de aplicar la materia prima disuelta en etanol. Mezcla de eluyentes H:AcOEt (70:30) y revelar mediante lámpara de UV.
2 SÍNTESIS DE 2,4-DINITROFENILANILINA REACCIÓN
ClNO2
NO2
NH2 NNO2
NO2
H
REACTIVOS 0.5 ml Anilina 30 ml Etanol (10 ml para la reacción
y 20 ml para la recristalizar) 0.5 g 2,4-Dinitroclorobenceno 1 Placa 0.5 ml Eluyente H:AcOEt (60:40) Que emplea cada alumno
Procedimiento 2 Síntesis de 2,4-Dinitrofenilanilina
En un matraz Erlenmeyer de 25 ml coloque 10 ml de etanol, 0.5 g de 2,4-dinitroclorobenceno y 0.5 ml de anilina con agitación constante. Caliente la mezcla de reacción en baño María durante 15 min agitando constantemente y sin llegar a ebullición. Enfríe y filtre el sólido formado con ayuda del vacío. En este momento tomar una muestra del producto crudo para compararla posteriormente a través de una ccf con el producto puro. Recristalice de etanol, filtre y seque el produto, pese, calcule el rendimiento y determine el punto de fusión. Realice una ccf para determinar la pureza del producto, comparando con la muestra del
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producto crudo que se separó con anterioridad, además de aplicar la materia prima, todas disueltas en acetato de etilo. Mezcla de eluyentes H:AcOEt (60:40) y revelar mediante lámpara de UV. Cuestionario 1. ¿Qué sustituyentes facilitan la sustitución nucleofílica aromática (SNAr)? Explique su respuesta. 2. ¿Cómo se pueden preparar los haluros de arilo? Escriba las reacciones correspondientes. 3. ¿Por qué la anilina es menos reactiva que la hidracina en la SNAr? ¿ A qué lo atribuye? 4. Escriba las estructuras resonantes del 2,4-dinitroclorobenceno y proponga el mecanismo de la
sustitución nucleofílica aromática que se lleva acabo en la práctica. 5. Escriba la fórmula de tres compuestos que puedan ser susceptibles de sufrir una sustitución
nucleofílica aromática, fundamente su elección. 6. ¿Por qué el 2,4-dinitroclorobenceno es irritante a la piel, a las mucosas y a los ojos?
OBTENCIÓN DE LA 2,4-DINITROFENILHIDRACINA
Disolver 0.5 g de 2,4-Dinitroclorobenceno
en 5 ml de EtOH
Adicionar gota a gota 0.7 mlde hidrato de hidracina
Calentar la mezcla por 10 min. Sin que ebulla
Enfriar y fitrar al vacío
LíquidoSólido
2.4-DinitroclorobencenoEtanol
Hidracina
D1
Lavar el pptado con 3 ml de EtOH tibio
Secar al vacío, pesary calcular rendimiento
Determinar p.f. y realizar ccfpara determinar la pureza
del producto
D1: ¡Residuo tóxico! Puede contener 2,4-dinitroclorobenceno, seabsorbe por vía oral, cutánea o respiratoria. El hidrato de hidracina escorrosivo y puede causar cáncer en animales. Evite usar exceso de este reactivo cuando haga la mezcla de reacción. Guarde el desecho paraenviar a incineración. Si la hidracina (o sus derivados) no está mezcladacon otros residuos, puede tratarse con hipoclorito de sodio.
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OBTENCIÓN DE LA 2,4-DINITROFENILANILINA
Adicionar sin dejar de agitar:10 ml de EtOH
0.5 g de 2,4-Dinitroclorobenceno0.5 ml de anilina
Calentar la mezcla de reacciónen baño María durante 15 min,
sin que ebulla y agitandoconstantemente
Fitrar al vacío el sólido
LíquidoSólido
2.4-DinitroclorobencenoEtanolAnilina
D1
Recristalizar de EtOH
Secar al vacío, pesary calcular rendimiento
Determinar p.f. y realizar ccfpara determinar la pureza
del producto
D1: El residuo puede contener compuestos tóxicos e irritantes.Manéjese en la campana. La solución puede absorberse sobre carbón activado hasta la eliminación del color. La solución incolora contieneetanol, si la cantidad es grande, puede recuperarse por destilación. Elresiduo del carbón activado se confina para incineración
Enfriar
Bibliografía a. Ávila, A.J.G. et al. (2009). Química Orgánica. Experimentos con enfoque ecológico. (2a ed.).
México: UNAM, Dirección General de Publicaciones y Fomento Editorial. b. Bruice, P. Y. (2008). Química Orgánica. (5a ed.). México: Pearson Educación. Carey, F. A.
(2006). Química Orgánica. (6a ed.). México: McGraw-Hill Interamericana. c. McMurry, J. (2008). Química Orgánica. (7a ed.). México: Cengage Learning d. Pavia, D. L. (2007) Introduction to Organic Laboratory Techniques: A Microscale Approach.
Belmont California: Thomson Brooks/Cole. Laboratory Series for Organic Chemistry. e. Wade, L.G. Jr. (2004) Química Orgánica. (5a ed.). España: Prentice Hall.
OBTENCIÓN DE BROMURO DE n-BUTILO
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OBTENCIÓN DE BROMURO DE n-BUTILO
OBJETIVOS
1. Obtener un halogenuro de alquilo primario a partir del alcohol correspondiente. 2. Investigar el mecanismo y las reacciones competitivas que ocurren durante la reacción.
ANTECEDENTES
1. Obtención de halogenuros de alquilo. 2. Propiedades químicas de los halogenuros de alquilo. 3. Mecanismo SN1 y SN2. 4. Comparación entre los mecanismos SN1 y SN2. 5. Estudio de las reacciones de equilibrio.
REACCIÓN
OH
Br+ NaBrH2SO4H2O
MATERIAL
1 Adaptador (tapón de hule con tubo de vidrio en “L”) con manguera 1 Matraz Erlenmeyer de 25 ml 1 Agitador de vidrio (20 cm de largo por 0.7 – 0.5 cm de diámetro) 1 Parrilla de calentamiento con agitación 1 Bandeja de plástico (11.5 cm de diámetro y de altura 5.5 cm) 2 Pinzas de cuatro dedos con nuez 1 Barra de agitación magnética (0.5 in de largo x 0.1 in ancho spinbar) 2 Pipetas graduada de 5 ml 1 Bomba de agua sumergible (110-120 volts, altura máxima de 0.9 m y Mexicana) 1 Porta termómetro 1 Colector 1 Probeta graduada de 10 ml 1 Embudo de filtración rápida pequeño (3.3 cm de diámetro) 1 Refrigerante para agua con mangueras 1 Embudo de separación con tapón 1 “T” de destilación 1 Embudo para sólidos (5 cm de diámetro y 1 cm de diámetro en el tallo) 1 Termómetro de -10 a 400 ºC 1 Espátula (cromo-niquel de 21 cm de largo y ser delgada) 1 Recipiente de peltre 1 Matraz balón de fondo plano de una boca de 25 ml 1 Vaso de precipitado 50 ml 1 Matraz balón de fondo plano de una boca de 10 ml 1 Vaso de precipitado 25 ml 1 Matraz Erlenmeyer de 50 ml 1 Vidrio de reloj (7.5 cm de diámetro)
SUSTANCIAS
Cantidad Sustancias 2.5 ml Ácido sulfúrico concentrado 2.9 ml Alcohol n-butílico 3.0 g Bromuro de sodio 12.0 ml Hidróxido de sodio al 5 % 0.25 g Sulfato de sodio anhidro
PROCEDIMIENTO
En un matraz de fondo plano de 25 ml, coloque 3 g de bromuro de sodio, 2.5 ml de agua y 2.9 ml de n-butanol. Mézclelos perfectamente, con agitación magnética. Enfríe el matraz en un baño de hielo-agua y pasados unos minutos adicione 2.5 ml de ácido sulfúrico concentrado gota a gota, adapte el refrigerante en posición de reflujo.
Terminada la adición retire el matraz del baño de hielo-agua y adapte una trampa de sosa en solución de sosa al 5 % (10 ml), como se muestra a continuación.
OBTENCIÓN DE BROMURO DE n-BUTILO
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NaOH en solución
Esquema 3 Caliente suavemente y agite constantemente hasta obtener un reflujo moderado. Se empieza a
notar el progreso de la reacción con la aparición de dos fases, siendo la superior la que contiene el bromuro de n-butilo. Después de 30 minutos bajo estas condiciones, suspenda el calentamiento, enfríe ligeramente y pase a un embudo de separación, retire la fase acuosa. Nota 1 ¡no debe enfriarse! Esto es debe
mantener la temperatura de 60 ºC (ya que en ese momento se forma un sólido difícil de manipular).
La fase aceitosa se lava sucesivamente hasta pH neutro para ello se emplea 1. 1.25 ml de agua (el bromuro es la fase inferior). 2. 1.25 ml de solución de NaOH al 5 % (el bromuro es la fase inferior). 3. 1.25 ml de agua (el bromuro es la fase inferior). Transfiera el bromuro de n-butilo húmedo a un matraz Erlenmeyer y séquelo con sulfato de
sodio anhidro; decántelo a un matraz de bola de 10 ml y destílelo. Colecte la fracción que destila entre 80-90 ºC en un recipiente previamente pesado, reciba el destilado en un recipiente enfriado en baño de hielo.
CUESTIONARIO
1. ¿Cuál es la toxicidad del bromuro de n-butilo y del bromuro de sodio? 2. ¿Qué procedimiento químico realizaría a los residuos de la mezcla de reacción? 3. ¿Cómo elimina los residuos de las soluciones de hidróxido de sodio y de ácido sulfúrico?
BIBLIOGRAFÍA
Brewster, R. Q. y Vander, Werf C. A., Curso práctico de química orgánica, 2ª. Edición, Alambra, España, 1970.
Morrison, R. T. y Boyd, R. N., Química Orgánica, Fondo Educativo Interamericano, México, 1976.
OBTENCIÓN DE BROMURO DE n-BUTILO
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Pavia, D., Lampman, G. M. y Kriz, G. S Jr., Introduction to Organic Laboratory Techniques, W. B. Saunders, Philadelphia, EU, 1976.
CINÉTICA QUÍMICA Química Orgánica II (1413)
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CINÉTICA QUÍMICA Determinación de la constante de velocidad de reacción
en la hidrólisis del cloruro de terbutilo
OBJETIVO.
El alumno comprobará experimentalmente el mecanismo de una reacción SN1 mediante la determinación gráfica del orden y la constante de velocidad de una reacción de primer orden.
ANTECEDENTES
1. Cinética Química. 2. Expresión de la velocidad de una reacción. 3. Ecuación cinética para una reacción de primer orden. 4. Determinación gráfica del orden y constante de la velocidad para una ecuación de primer orden. 5. Mecanismo de obtención de cloruro de terbutilo. 6. Ecuación SN1: Mecanismo y cinética de la hidrólisis del cloruro de terbutilo.
REACCIÓN
a. Obtención de cloruro de terbutilo
HO+ HCl
Cl+ H2O
b. Hidrólisis de cloruro de terbutilo
Cl+ H2O
EtOHHO
+ HCl
MATERIAL 1 Bandeja de plástico (11.5 cm de diámetro y de altura 5.5 cm) 2 Pinzas de cuatro dedos con nuez 1 Barra de agitación magnética (0.5 in de largo x 0.1 in ancho spinbar) 1 Pipeta volumétrica de 1 ml 1 Bomba de agua sumergible (110-120 volts, altura máxima de 0.9 m y Mexicana) 1 Pipeta volumétrica de 10 ml 1 Bureta graduada de 50 ml 1 Porta termómetro 1 Colector 1 Probeta graduada de 25 ml 1 Embudo de separación con tapón 1 Recipiente de peltre 1 Embudo de filtración rápida (7 cm de diámetro) 1 Recipiente para baño María 1 Embudo para sólidos (5 cm de diámetro y 1 cm de diámetro en el tallo) 1 Refrigerante con mangueras 1 Espátula (cromo-niquel de 21 cm de largo y delgada) 1 “T” de destilación 3 Matraces Erlenmeyer de 125 ml 1 Tapón (No. 1) 1 Matraz aforado de 100 ml 1 Termómetro de -10 a 400 °C 1 Matraz balón de una boca de fondo plano de 25 ml 2 Vasos de precipitado de 100 ml 1 Matraz Erlenmeyer de 50 ml 1 Vidrio de reloj (7.5 cm de diámetro) 1 Parrilla de calentamiento con agitación
Nota: Todas las junta son (14/23)
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SUSTANCIAS 36 ml Ácido clorhídrico concentrado 80 ml Etanol 96 % 35 ml Agua destilada 1.5 ml Fenoftaleína 12 ml Alcohol ter-butílico 15 ml Hidróxido de sodio 0.05 N 10 ml Carbonato de sodio al 10% 0.5 g Sulfato de sodio anhidro 4 g Cloruro de calcio
INFORMACIÓN
a. Una reacción química comprende la conversión de reactivos a productos.
b. Las reacciones pueden ser bimoleculares o unimoleculares.
c. Un mecanismo de reacción es la descripción paso por paso, del proceso que ocurre cuando los reactivos se convierten a productos.
d. La cinética de reacciones se refiere al estudio detallado de la velocidad de las reacciones químicas. Permite estudiar un mecanismo, ya que proporciona una medida de las velocidades de reacción, y una indicación sobre el número y la naturaleza de las moléculas que intervienen en la reacción. Los experimentos se llevan a cabo a temperaturas y concentraciones de reactivos controladas. Con precisión. Conforme transcurre la reacción se pueden determinar la disminución o el aumento de un reactivo o producto en función del tiempo transcurrido.
e. La interpretación de los resultados experimentales, junto con una expresión matemática, conduce a una mejor comprensión de los mecanismos de reacción.
PROCEDIMIENTO
a) Cloruro de Terbutilo.
Coloque en un matraz de 125 ml con tapón: 12 ml de terbutanol, 36 ml de ácido clorhídrico, 4.0 g de cloruro de calcio y mézclelos con agitación vigorosa durante 15 minutos. Transfiera el contenido del matraz a un embudo de separación, deje reposar hasta la separación de fases, elimine la capa inferior Nota 1: La fase inferior corresponde al HCl residual. Lave dos veces el cloruro de terbutilo formado con una solución de carbonato de sodio al 10% (5 ml cada vez). Nota 2: Durante los lavados el cloruro de terbutilo queda en la fase superior. Consulte la densidad del cloruro de terbutilo.
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Seque el cloruro de terbutilo con sulfato de sodio anhidro y purifíquelo por destilación simple. Recoja la fracción que destila entre 42-45oC. NOTA 3: Caliente el matraz sumergido en un baño María. Reciba el
destilado en un matraz con un baño de hielo sin olvidar quitar cabeza y dejar una cola.
b) Determinación de la constante de velocidad de la hidrólisis del cloruro de terbutilo.
Coloque 1 ml de cloruro de terbutilo, recién destilado y seco, en un matraz aforado de 100 ml, afore con una mezcla de etanol/agua 77:33 (utilice alcohol de 96% y agua destilada). Nota 4: Para obtener
datos correctos se necesita que el material empleado esté limpio y seco.
Mezcle y empiece a contar el tiempo. Espere dos minutos, tome un alícuota de 10 ml y titule con NaOH 0.05 N, Nota 5: Desde el momento que agrega la mezcla de etanol-agua empiece a contar dos minutos
para hacer la primera titulación, use fenoftaleína como indicador Nota 6: Utilice 1 ó 2 gotas de fenoftaleína. El punto final de la titulación es cuando se produce el vire al color rosa tenue y este persiste por un minuto. Para obtener mejor detección del punto de equivalencia, sumerja el matraz, que contiene la alícuota, en un baño de hielo.
A los 12 minutos de hecha la mezcla titule la segunda alícuota y cada 10 minutos realice otra titulación, hasta el total de 8-9 titulaciones. Anote los resultados en el siguiente cuadro:
Tiempo Vol. de NaOH x= concentración mol/L
de cloruro de ter-butilo (a-x)
€
a(a − x)
log
€
a(a − x)
k
Cálculos
Calcule “k” para distintos valores de “t” con la siguiente fórmula:
k = 2.3 log
€
a(a − x)
€
1tdonde:
a = Concentración inicial del cloruro de terbutilo en moles/L = 1 mL X 0.85 (dens. t-BuCl) X 10/92 (PM t-BuCl) = 0.092 mol / L. x = Vol. NaOH X Normalidad/10 = mol/L de cloruro de terbutilo transformado en el tiempo t.
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Para encontrar el valor de “k” por el método gráfico, construya la siguiente gráfica, cuya pendiente es igual a m= Y2-Y1/X2-X1 y nos da el valor de k= 2.3 m
Log
€
a(a − x)
t Formule las conclusiones de acuerdo a sus datos experimentales.
CUESTIONARIO
1) ¿Cuál es el orden obtenido de los datos experimentales?
2) De acuerdo al orden ¿Cuál es el mecanismo de la reacción de hidrólisis?
3) ¿Cuál es la toxicidad del terbutanol, ácido clorhídrico y del cloruro de terbutilo.
4) Los residuos de la reacción de obtención del cloruro de terbutilo contienen agua, cloruro de calcio y terbutanol. ¿Qué es necesario hacer para desecharlos al drenaje?
5) ¿Qué precauciones se deben tener al trabajar con ácido clorhídrico concentrado?
BIBLIOGRAFÍA
Laider K. J., Cinética de reacciones. Vol. 1, Editorial Alambra, Madrid, España, 1971, pp 1-10, 19-29.
Brewster, R. Q. y Vanderwerf C. A.., Curso práctico de química orgánica, 2ª. Edición, Alambra, España, 1970.
Morrison, R. T. y Boyd, R. N., Química Orgánica, Fondo Educativo Interamericano, México, 1976.
Moore, J. A. y Dalrymple, D. L. ., Experimental Methods in Organic Chemistry, 2a. ed., W. B. Saunders, EU, 1976, pp. 271-275.
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CINÉTICA QUÍMICA Determinación de la constante de velocidad de reacción
en la hidrólisis del cloruro de terbutilo
ter-butanolHCl, CaCl2
1) Agitar 15'2) Separar
Fase acuosa Fase orgánica
HCl Cloruro de terbutilo,agua, HCl
D2
D3
D5D4
D13) Lavar con Na2CO3 (10%)
Fase acuosa
H2ONaHCO3
4) Secar con Na2SO4
Fase orgánica
Sólido
Na2SO4H2O
Líquido
Cloruro de ter-butilo
5) Destilar
DestiladoResiduo
Residuodestilado
Cloruro de ter-butilo
6) Agregar agua-etanol
7) Determinar constanteCloruro de ter-butilo
D1, D3: revise pH, neutralice y deseche por el drenaje. D2: si contiene terbutanol, destile el agua y mande a incineración el residuo. D4: mande a incineración D5: recupere etanol por destilación. Neutralice el residuo y deseche por el drenaje.