PRACTICA DE LABORATORIO DE QUIMICA ORGANICA III ESCUELA DE QUIMICA Nombre: José Luis Rodríguez Villafuerte TEMA: REACCION DE CANNIZZARO OBJETIVOS: a) Sintetizar alcohol benzilico y benzoato de sodio ( o un ion carboxilato), en cantidades estequimetricas a partir de benzaldehído mediante la utilización de la reacción de Cannizzaro 1.- MARCO TEORICO 1.1 Teoria La adición de bases diluidas a aldehídos o cetonas conduce a la formación de βhidroxialdehídos 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. Por ejemplo, el benzaldehído produce alcohol bencílico y benzoato sódico, en presencia de hidróxido de sódico. El mecanismo del proceso de auto-oxidación-reducción descrito anteriormente implica la transferencia de ion hidruro desde el intermedio de reacción, resultante del ataque de OH- al carbonilo, hasta una segunda molécula de aldehído. 1.2 MECANISMO DE REACCION El formaldehído experimenta reacción de Cannizzaro, al igual que los aldehídos alifáticos (como el trimetilacetaldehído) que no contienen hidrógenos en α, o derivados aromáticos como el benzaldehído. 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. Mecanismo de Reacción.- Reacciones de análisis Reaccion de carácter acido.- Reaccion de yodo/yoduro.- Reaccion con Bicarbonato de Sodio.- Reaccion de Lucas.- Mecanismo de reacción.- 2.- METODOLOGIA 2.1 Equipos Equipo Erlenmeyer con tapón Vaso de precipitación Kitasato Büchner Embudo de separación Rotavapor Estufa Papel Filtro 2.2 Reactivos Reactivos Benzaldehído NaOH NaHSO3 (disolución) Na2CO3 (10%) HCl concentrado Eter dietilico Na2SO4 anhidro 2.3 Procedimiento En un matraz erlenmeyer de 250 ml se colocan 10 ml (10.4 g, 98 mmol) de benzaldehído y 9 g de NaOH disueltos en 5 ml de agua. Tapar con un tapón firmemente, y agitar vigorosamente hasta que aparezcan un producto sólido y un líquido incoloro. Adicionar agua suficiente para disolver el sólido (benzoato sódico) pero evitar un exceso. Llevar la disolución a un embudo de decantación, lavar el matraz con unos mililitros de cloruro de metileno y extraer la solución con tres porciones de 15 ml de cloruro de metileno. Guardar ambas fases. Reunir los extractos orgánicos y lavarlos con NaHS03 al 10% (2x20 ml) y con Na2CO3 al 10% (1x20 ml). Secar sobre Na2SO4 anhidro, filtrar y evaporar en rotavapor. Destilar a vacío. Calcular el rendimiento en alcohol. La capa acuosa alcalina de la primera extracción se acidifica con HCI, precipitando el ácido benzoico como una masa blanca. Enfriar la mezcla, filtrar por succión y lavar con agua. Llevar el ácido benzoico a un vaso y añadir agua y calentar hasta disolución del producto. filtrar en caliente con filtro cuantitativo. Enfriar y filtrar por succión, secando con corriente de aire durante un rato. Calcular el rendimiento en ácido benzoico. Análisis: Reacción con bicarbonato de sodio. 0,5g de muestra + 5ml de agua destilada, agregue 2 mg de bicarbonato de sodio sólido. Disolver en caliente y realizar la prueba. Reacción al papel tornasol. 0,5g de muestra + 5ml de agua destilada + papel tornasol. Reacción de yodato-yoduro. En un tubo de ensayo mezclar 1ml de solución de yodato de potasio 10% con 1ml de solución de yoduro de potasio 10%. En un segundo tubo de ensayo disolver 10mg de ácido benzoico en 1ml de agua, calentar si es necesario. Sobre este tubo añadir la mezcla yodato yoduro. Observar la inmediata liberación de yodo (marrón) en la reacción. Si no se observa, añadir gotas de indicador de almidón, observar el color azul del complejo formado. Determinación del equivalente de neutralización. 0,2g de ácido benzoico + 10ml de agua destilada, añadir gotas de fenolftaleína y titular con hidróxido de potasio 0,1N. Si el ácido no se solubiliza totalmente en frio, calentar hasta disolución y valorar en caliente. Determinación del equivalente de neutralización mediante titulación potenciométrica. 0,2g de ácido benzoico + 10ml de agua destilada, añadir gotas de fenolftaleína y titular con hidróxido de potasio 0,1N, utilizar potenciómetro para verificar los cambios de pH. 2.4 Diagrama de Flujo REACCION DE CANNIZZARO Benzaldehido + NaOH H2O (evitar exceso) Eter Agitación constante Disolver Lavado Fase Acuosa (Benzoato de Sodio) HCl Precipitado Fase Orgánica Ac Benzoico (impuro) Destilación Simple H2O Recristalización Acido Benzoico (puro) Alcohol Bencílico 2.5 Fichas de Seguridad BENZALDEHIDO Aldehído benzoico Aceite sintético de almendras amargas C6H5CHO Masa molecular: 106.1 Nº CAS 100-52-7 Nº RTECS CU4375000 Nº ICSC 0102 Nº NU 1990 Nº CE 605-012-00-5 TIPOS DE PELIGRO/ EXPOSICION INCENDIO EXPLOSION PELIGROS/ SINTOMAS AGUDOS PREVENCION Combustible. Evitar las llamas, NO producir Polvo, agua pulverizada, chispas y NO fumar. espuma, dióxido de carbono. Por encima de 62°C: pueden formarse mezclas explosivas vapor/aire. Por encima de 62°C: sistema cerrado, ventilación. NO utilizar aire comprimido para llenar, vaciar o manipular. Convulsiones, tos, vértigo, Ventilación, extracción INHALACION dolor de cabeza, náuseas, dolor localizada o protección de garganta, vómitos. respiratoria. OJOS En caso de incendio: mantener fríos los bidones y demás instalaciones rociando con agua. ¡EVITAR LA FORMACION DE NIEBLA DEL PRODUCTO! ¡HIGIENE ESTRICTA! EXPOSICION PIEL PRIMEROS AUXILIOS/ LUCHA CONTRA INCENDIOS Enrojecimiento. Enrojecimiento, dolor. Aire limpio, reposo. Guantes protectores y traje de protección. Quitar las ropas contaminadas, aclarar la piel con agua abundante o ducharse. Gafas de protección de seguridad o pantalla facial. Enjuagar con agua abundante durante varios minutos (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con facilidad) y proporcionar asistencia médica. No comer, ni beber, ni fumar INGESTION Náuseas (para mayor información, véase Inhalación). durante el trabajo. Enjuagar la boca, provocar el vómito (¡UNICAMENTE EN PERSONAS CONSCIENTES!), reposo. DERRAMAS Y FUGAS ALMACENAMIENTO ENVASADO Y ETIQUETADO símbolo Xn R: 22 Recoger el líquido procedente de la S: (2-)24 fuga en recipientes precintables. Separado de materiales incompatibles Clasificación de Peligros NU: 9 Absorber el líquido residual en arena Grupo de Envasado NU: III (véanse Peligros Químicos). o absorbente inerte y trasladarlo a un Mantener bien cerrado. Ventilación a CE: lugar seguro. (Protección personal ras del suelo. adicional: Filtro para vapores orgánicos). VIAS DE EXPOSICION ESTADO FISICO; ASPECTO Líquido entre incoloro y amarillo viscoso, de olor característico. PELIGROS FISICOS PELIGROS QUIMICOS DATOS IMPORTANTES 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. LIMITES DE EXPOSICION TLV no establecido. Punto de ebullición: 179°C Punto de fusión: -26°C PROPIEDADES Densidad relativa (agua = 1): 1.05 FISICAS Solubilidad en agua, g/100 ml: Escasa. Presión de vapor, Pa a 26°C: 130 La sustancia se puede absorber por inhalación, a través de la piel y por ingestión. RIESGO DE INHALACION No puede indicarse la velocidad a la que se alcanza una concentración nociva en el aire por evaporación de esta sustancia a 20°C. EFECTOS DE EXPOSICION DE CORTA DURACION La sustancia irrita los ojos, la piel y el tracto respiratorio. La exposición puede causar disminución de la consciencia. EFECTOS DE EXPOSICION PROLONGADA O REPETIDA El contacto prolongado o repetido puede producir sensibilización de la piel. Se han detectado tumores en experimentación animal, pero este resultado puede ser no extrapolable al hombre. Densidad relativa de vapor (aire = 1): 3.65 Punto de inflamación: 62°C Temperatura de autoignición: 190°C Límites de explosividad, % en volumen en el aire: 1.4-13.5 Coeficiente de reparto octanol/agua como log Pow: 1.48 La sustancia es nociva para los organismos acuáticos. DATOS AMBIENTALES ALCOHOL BENCILICO alfa-hidroxitolueno Fenilmetanol Fenilcarbinol C7H8O/C6H5CH2OH Masa molecular: 108.1 N° CAS 100-51-6 N° RTECS DN3150000 N° ICSC 0833 N° NU 2810 N° CE 603-057-00-5 TIPOS DE PELIGRO/ EXPOSICION INCENDIO EXPLOSION PELIGROS/ SINTOMAS AGUDOS PREVENCION Combustible. Evitar las llamas. NO poner en Espuma resistente al alcohol, contacto con materiales polvo, AFFF, dióxido de oxidantes. carbono. Por encima de 93°C: pueden formarse mezclas explosivas vapor/aire. Por encima de 93°C: sistema cerrado, ventilación. ¡CONSULTAR AL MEDICO EN TODOS LOS CASOS! EXPOSICION INHALACION PIEL OJOS PRIMEROS AUXILIOS/ LUCHA CONTRA INCENDIOS Ventilación. Aire limpio, reposo y proporcionar asistencia médica. Enrojecimiento. Guantes protectores. Aclarar con agua abundante, después quitar la ropa contaminada y aclarar de nuevo y proporcionar asistencia médica. Enrojecimiento. Enjuagar con agua abundante durante varios minutos (quitar Gafas ajustadas de seguridad o las lentes de contacto si puede pantalla facial. hacerse con facilidad) y proporcionar asistencia médica. Tos, dolor de garganta. No comer, ni beber, ni fumar INGESTION Dolor abdominal, diarrea, durante el trabajo. Lavarse las somnolencia, náuseas, vómitos. manos antes de comer. Enjuagar la boca, dar a beber una papilla de carbón activado y agua, NO provocar el vómito y proporcionar asistencia médica. DERRAMAS Y FUGAS ALMACENAMIENTO Recoger el líquido procedente de la fuga en recipientes precintables, absorber el líquido residual en arena Separado de oxidantes fuertes y o absorbente inerte y trasladarlo a un alimentos y piensos. lugar seguro. (Protección personal adicional: equipo autónomo de respiración). ENVASADO Y ETIQUETADO No transportar con alimentos y piensos. símbolo Xn R: 20/22 S: (2-)26 Clasificación de Peligros NU: 6.1 CE: VEASE AL DORSO INFORMACION IMPORTANTE ICSC: 0833 Preparada en el Contexto de Cooperación entre el IPCS y la Comisión de las Comunidades Eurpoeas © CCE, IPCS, 1994 D VIAS DE EXPOSICION A T ESTADO FISICO; ASPECTO O Líquido incoloro, de olor característico. S I PELIGROS FISICOS M P O R T A N T PELIGROS QUIMICOS La sustancia se puede absorber por inhalación del vapor, a través de la piel y por ingestión. RIESGO DE INHALACION Por evaporación de esta sustancia a 20°C no se alcanza, o se alcanza sólo muy lentamente, una concentración nociva en el aire. EFECTOS DE EXPOSICION DE Reacciona violentamente con oxidantes fuertes CORTA DURACION y ácidos. Ataca a muchos plásticos. Puede atacar al hierro y al aluminio en presencia de El aerosol irrita los ojos, la piel y el tracto calor intenso. En presencia de aire presenta un respiratorio. La sustancia puede causar efectos bajo nivel de oxidación. en sistema nervioso. LIMITES DE EXPOSICION TLV no establecido. MAK no establecido. E EFECTOS DE EXPOSICION PROLONGADA O REPETIDA El contacto prolongado o repetido con la piel puede producir dermatitis. S PROPIEDADES Punto de ebullición: 205°C FISICAS Punto de fusión: -15°C Densidad relativa de la mezcla vapor/aire a 20°C (aire = 1): Alrededor de 1 Densidad relativa (agua = 1): 1.04 Solubilidad en agua, g/100 ml a 25°C: 3.5 Presión de vapor, Pa a 25°C: 20 Densidad relativa de vapor (aire = 1): 3.7 Punto de inflamación: 93°C (c.c. ) Temperatura de autoignición: 436°C Límites de explosividad, % en volumen en el aire: 1.3-13 Coeficiente de reparto octanol/agua como log Pow: 1.1 3.- REGISTRO DE DATOS EXPERIMENTALES: Tabla 1.Producto Cantidad Purificada,(g) Acido Benzoico Producto Alcohol Bencílico Tabla 2.- Pruebas de Analisis.- Reaccion Bicarbonato de sodio Papel tornasol Yodato-yoduro Equivalente de neutralización Titulación potenciométrica 4.- CALCULOS Rendimiento: Equivalente de Neutralización.- Resultado Cantidad Purificada, (ml) 6.- APLICACIONES Alcohol bencílico Las principales aplicaciones son: Solvente de pinturas, tinta, plexiglás Agente de revelado fotográfico Estabilizador del PVC y siliconas En farmacéutica como intermedio para la producción de ungüento y otros productos. En la producción de taninos sintéticos para la elaboración de bolígrafos y tinta de almohadillas Como agente de limpieza (desengrasante de alfombras). En la cosmética se lo utiliza como fijador de aroma en los perfumes. Benzoato de sodio Se utiliza como preservativo de jugo de frutas, bebidas carbonatadas, pepinillos, mermeladas. Los fabricantes han usado benzoato de sodio por más de 70 años para impedir el crecimiento de microorganismos (bacterias y mohos) en alimentos ácidos. Acido benzoico Se usa como materia prima para la síntesis de a fenol y caprolactama. Se usa también como conservador, plastificante, germicida (medicina), manufactura de benzoatos y cloruro benzoico, resinas alquidílicas, mordente, mejorador de aromas de tabaco, aditivo para pinturas y plásticos, sabores, perfumes, dentríficos y colorantes. 7.-BIBLIOGRAFÍA: Vogel’s. Textbook of Practical Organic Chemistry 5th Edition, Longman, página 1029 WADE, LG, Jr. Química Orgánica, Editorial PEARSON EDUCACIÓN, S.A. Quinta edición. Madrid- España, 2004. Cap.19 MARY ANN FOX , JAMES K. WHITESELL, QUIMICA ORGANICA, Segunda Edición México 2000, Pág. 607,608 www.ugr.es/local/quiored/doc/p4.pdf http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/FISQ/Fichero s/1527a1581/1536.pdf http://www.grupoprevenir.es/fichas-seguridad-sustancias-quimicas/0102. htm http://www.grupoprevenir.es/fichas-seguridad-sustancias-quimicas/0833. htm
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