Reacciones de TOLLENS y de FEHLING

Propiedades físicas de aldehídos y cetonas

Aldehídos y cetonas constituyen sendas series homólogas, en las que se destacan estas propiedades físicas:

• El metanal es el único aldehído en estado gaseoso. Los siguientes compuestos, hasta C11 , son líquidos incoloros, de densidad menor que el agua. Con altos pesos moleculares, son sólidos.

• El olor del metanal es muy irritante, causa lagrimeo. Otros aldehídos t cetonas tienen fragancias agradables: el etanal huele a manzanas.

• Los tres primeros aldehídos, así como la propanona, se disuelven en agua en cualquier proporción. Es que la polarización del grupo carbonilo permite entablar enlaces de hidrógeno con el agua. La propanona -acetona- es un excelente disolvente de acetileno, aceites y grasas, celuloide, etc.

• La solución al 40%, aproximadamente, de metanal en agua, se comercializa bajo el nombre de formol. El formol, como es antiséptico y coagula los prótidos sirve para la conservación de piezas anatómicas.

• La acetona es muy volátil: P.E.=56°C, a 1 atm.

Su obtención:

Las propiedades de una función son aprovechables para obtener sus funciones derivadas. Un método general para la preparación de aldehídos y cetonas se basa en la oxidación de alcoholes. La oxidación de un alcohol primario produce un aldehído. Y las cetonas resultan de la oxidación de alcoholes secundarios.

Reacciones de oxidación

En presencia de oxidantes suaves, y aún al aire, los aldehídos se oxidan con facilidad, debido a la existencia del hidrógeno en su grupo funcional (R - C= O).

H

Por oxidación, se transforman en ácidos de igual número de átomos de carbono:

CH3 - C = O + (O) ------ CH3 - C = O

H OH

Etanal Etanoico

Las cetonas, en cambio, por presentar el grupo carbonilo unido a dos radicales (R - C - R), son muchos menos oxidables y requieren oxidantes fuertes, como el

O

permanganato de potasio (KmnO4) en medio ácido. Sufren la rotura de la cadena hidrocarbonada, dando lugar a la formación de ácidos de menor número de átomo de carbono:

CH3 - C - CH3 3 (O) > H - C - OH + CH3 - C - OH

O O O

Por la facilidad con que tiene lugar la oxidación de los aldehídos, éstos resultan compuestos más reductores que las cetonas y esta propiedad permite distinguirlos.

Para el reconocimiento de los aldehídos se usan oxidantes muy suaves. Los reactivos más importantes para este propósito son:

a) REACTIVO DE TOLLENS b) REACTIVO DE FEHLING

• REACCIÓN DE TOLLENS:

El reactivo se prepara por adición de hidróxido de amonio a una solución de nitrato de plata, hasta que el precipitado formado se redisuelva. La plata y el hidróxido de amonio forman un complejo (Ag(NH3)2OH, plata diamino), que reacciona con el aldehído. La reacción esquematizada puede representarse:

SE OXIDA

+1 +3

R - C = O + 2 Ag 1+ + 3OH- -------- R - C = O + 2Ag + 2H2O

H +1 O 0

SE REDUCE

El agente oxidante es el ion Ag+1 . Esta reacción provocada sobre la superficie de un cristal, permite la formación de una capa de plata metálica que convierte la lámina de cristal en un espejo.

• REACCIÓN DE FELHING

El reactivo está formado por dos soluciones llamadas A y B. La primera es una solución de sulfato cúprico; la segunda , de hidróxido de sodio y una sal orgánica llamada tartrato de sodio y potasio (sal de Seignette).

Cuando se mezclan cantidades iguales de ambas soluciones, aparece un color azul intenso por la formación de un complejo formado entre el ion cúprico y el tartrato. Agregando un aldehído y calentando suavemente, el color azul desaparece y aparece un precipitado rojo de óxido cuproso (Cu2O).

La reacción, en forma simplificada, puede representarse así:

SE OXIDA

+1 +3

R - C = O + 2Cu2- + 5 OH ------------ R - C = O + Cu2O + 3 H2O

H O-

+2 +1

SE REDUCE

Las cetonas no dan esta reacción.

Los aldehídos pueden reconocerse también por medio de la reacción de Schiff. La fucsina es un colorante rojo que puede ser decolorado por el dióxido de azufre. Si en estas condiciones se la pone en contacto con un aldehído, reaparece el color rojo- violáceo. Las cetonas no dan esta reacción, por lo que permite diferenciar ambos tipos de compuestos.

EXPERIENCIAS

• OBJETIVOS:

Reconocimiento de aldehídos y cetonas.

• MATERIALES:

• TUBOS DE ENSAYO.

• UN MECHERO.

• TELA METÁLICA.

• VASO DE PRECIPITADO.

• DROGAS.

• GRADILLA (PARA LOS TUBOS DE ENSAYO).

• DROGAS:

• FORMOL (metanal; solución del 40% de metanal en agua).

• PROPANONA (acetona).

• REACTIVO DE TOLLENS (nitrato de plata).

• REACTIVO DE FEHLING (a y b; a: sulfato cúprico; b: hidróxido de sodio y potasio).

• ECUACIONES:

REACCIÓN DE FEHLING:

REACCIÓ DE TOLLENS:

Procedimiento de reacción de TOLLENS:

Primero colocamos agua en un vaso y lo pusimos a calentar con la ayuda de un sostén de hierro y una tela metálica. Pusimos a calentar el agua baño María sobre el mechero. Tomamos dos tubos y colocamos un aldehído y una cetona, en cada probeta. En la del aldehído introdujimos: formol (que es un metanal) y reactivo de Tollens, que es nitrato de plata amoniacal. Y en el de la cetona pusimos acetona (propanona) y también reactivo de plata amoniacal.

En el primer tubo, colocar las drogas pudimos observar que la mezcla se puso de color verde. Cuando le dimos calor, esta mezcla se tornó de color negra, y con olor muy irritante. Luego se puso de color gris-verdoso y notamos que en un costado del tubo comenzaron a formarse pequeños pedazos de espejo de plata.

Ag+__________Ag0

O O

H-C _________ H-C

H OH

En cambio en el segundo tubo, la solución empieza a burbujear, pero sin ningún cambio de color. Esperamos un tiempo más y la mezcla se puso de color rosa. Y luego de otro período , esta se puso de color negro. Cambió de color, pero eso no quiere decir que haya reaccionado, dado que no se formó espejo de plata.

Entonces podemos sacar como conclusión que el reactivo de TOLLENS solo reacciona con los aldehídos, ya que obtuvimos esos pequeños pedacitos de espejo de plata depositados en el tubo.

Procedimiento de reacción de FEHLING

Tomamos dos tubos de ensayo; en uno de ellos colocamos acetona (propanona) con reactivos Fehling a y b, que son sulfato cúprico e hidróxido de sodio y potasio, respectivamente. Y en el otro tubo colocamos formol (metanal) y como en la primer probeta también colocamos los reactivos Fehling. El reactivo Fehling a (sulfato cúprico) posee un color celes y el reactivos b (hidróxido de sodio y potasio, como dije anteriormente) tiene un color transparente, pero cuando estos dos reactivos están juntos componen un color azul oscuro.

En la probeta de la cetona, la acetona ni siquiera se mezcla con el reactivo Fehling. Pusimos a calentar todo a baño María.. En este mismo tubo de ensayo el líquido comienza a burbujear. Finalmente la sustancia transparente se junta con la celeste y luego se pone todo de un tono azulado. La acetona se evapora hasta que desaparece dado que su punto de ebullición es mucho menos que el de Fehling (el punto de ebullición de este reactivo es igual al del agua).

En cambio, en el tubo del formol, a medida que le vamos dando calor, esta sustancia comienza a aclarase de a poquito. Empieza a hacer efervescencia y cada vez se pone más blancuzco. Luego de unos minutos comienzan a pegarse a las paredes una sustancia de color cobre (óxido cuproso). El resto del concentrado se aclara cada vez más. Finalmente queda de color celeste muy transparente.

Esta reacción sólo es positiva con formol, debido a la obtención y el producto que obtuvimos.

Cu2+------------- Cu2O

O O

H-C -H ------- H-C

OH (ácido matanoico)

3°