PRACTICA-REACCION DE CANNIZZARO - q

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS
ESCUELA DE BIOQUIMICA Y FARMACIA
QUIMICA ORGANICA III
Padilla Fernández Esteban Andrés; Química Farmacéutica; 4° semestre
TITULO:
Reacción de Cannizzaro
1. FUNDAMENTO TEORICO
1.1. Teoría relacionada con el experimento
REACCION DE CANNIZZARO
La reacción de Cannizzaro es un proceso químico de dismutación (auto oxidación-reducción)
característico de aldehídos que no posean hidrógenos en α (pues éstos sufren más rápidamente la
enolización) que se produce en un medio fuertemente básico de hidróxido sódico acuoso muy
concentrado (25-30%). La mitad de las moléculas de aldehído se oxidan a ácido a expensas de
que la otra mitad se reduzcan hasta alcohol.
Por ejemplo, el benzaldehído produce alcohol bencílico y benzoato sódico, en presencia de
hidróxido de sódico.
1.2. Reacción o reacciones utilizadas en el experimento
 Síntesis de productos
O
O
O
OH
Na
NaOH
2
+
O
O
O
Na
OH
HCl©
 Análisis de productos.
1)
O
O
O
OH
Na
NaOH 0,1 N
2)
O
O
O
OH
NaIO3 10%
NaI 10%
I2 (ac) + H2O +
O
O
Na
3)
OH
Cl
ZnCl2
+ H2O
HCl©
1.3. Mecanismos de reacción
 Síntesis de productos:
Na
 Análisis de productos
2. METODOLOGIA EXPERIMENTAL
2.1. Materiales y equipos
Materiales y Equipos
1
Frasco de tapa hermética
1
Embudo de separación
2
Vaso de precipitación de 250 ml
1
Embudo de Büchner
1
Embudo de vidrio
1
Equipo de destilación simple
2
Erlenmeyer de 250 ml y 125 ml
1
Equipo de reflujo de 250 ml
10
Tubos de ensayo
Varillas de agitación
Pipetas graduadas
Papel filtro
Papel indicador
Balanza analítica
Potenciómetro
2.2. Reactivos y sustancias
Acido clorhídrico concentrado
Agua destilada
Benzaldehído
Éter dietílico
Hidróxido de sodio
Hielo
Sulfato de sodio anhidro
Bicarbonato de sodio
Yodato de potasio 10%
Yoduro de potasio 10%
Indicador de almidón
Hidróxido de sodio 0,1N valorado
Acido clorhídrico 0,1N valorado
Rojo congo 0,1%
Rojo de metilo 0,1%
2.3. Procedimiento
REACCION DE BISMUTACION DE CANNIZZARO: Síntesis de acido benzoico y alcohol bencílico
En un frasco con tapa hermética colocar 5 ml de benzaldehído y 4,5 g de NaOH disueltos en 5 ml
de agua, se tapa firmemente y se agita vigorosamente hasta que aparezca un producto sólido y un
líquido incoloro. La agitación se continua por 45 minutos constantemente y luego por 20 minutos
mas con agitación periódica. Concluido este tiempo, se añade agua hasta lograr la solubilización
de todo el benzoato de sodio formado, evitando el exceso de agua.
La solución se traslada a un embudo de separación y se añaden 20 ml de cloroformo o éter
dietílico, para extraer el alcohol bencílico formado, se repite la extracción por una ocasión mas.
Las fases orgánicas se juntan y se guardan en un frasco con tapa de rosca en refrigeración.
La fase acuosa se traslada a un vaso y se precipita por adición de HCl©, el acido benzoico
obtenido. Se enfría la mezcla y se filtra por succión. Se purifica por recristalización en agua. El
sólido se seca y se pesa para el calculo del rendimiento.
La fase orgánica, se destila en baño de agua para recuperar todo el solvente y el residuo, que
corresponde al alcohol bencílico se mide para calcular el rendimiento.
Análisis de productos
Ácido benzoico
1. Reacción con bicarbonato de sodio.
Muestras líquidas: a 3 ml de muestra, añadir unos miligramos de bicarbonato de sodio. Observar
si existe desprendimiento de CO2, debido al desplazamiento del ácido carbónico
Muestras sólidas: disolver 0,5 g de muestra en 5 ml de agua destilada (pH=7), y agregar en la
solución unos mg de bicarbonato de sodio sólido. Si la muestra no es soluble en frío, calentar
hasta disolución y realizar la prueba.
2. Reacción al papel tornasol.
Muestras líquidas: en 3 ml de muestra, acercar un papel tornasol, observar si existe reacción
ácida.
Muestras sólidas: disolver 0,5 g de muestra en 5 ml de agua destilada (pH=7), y acercar un papel
tornasol. Si la muestra no es soluble en frío, calentar hasta disolución y realizar la prueba.
3. Reacción yodato-yoduro.
En un tubo de ensayos mezclar 1 ml de solución de yodato de potasio 10% con 1 ml de solución
de yoduro de potasio 10%. En un segundo tubo de ensayos disolver 10 mg de ácido benzoico (o
salicílico) en 1 ml 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.
4. Determinación del equivalente de neutralización mediante titulación potenciometrica.
Muestras insolubles en agua. Pesar en balanza analítica 0,2 gramos de muestra y disolver en 10
ml de hidróxido de sodio 0,1N medido cuantitativamente, reflujar por 30 minutos, enfriar. Titular el
exceso de hidróxido con ácido clorhídrico 0,1N; utilizando un pH metro para verificar los cambios
de pH.
Blanco. Reflujar por 30 minutos 10 ml de hidróxido de sodio 0,1N medido cuantitativamente,
enfriar. Titular el hidróxido con ácido clorhídrico 0,1N; utilizando un pH metro para verificar los
cambios de pH.
Determinar gráficamente el punto de equivalencia, con cualquiera de los gráficos siguientes.


En el eje de las ordenadas anote los valores de pH y en el de las abscisas los volúmenes
de solución valorada agregada.
En el eje de las ordenadas el cociente de los valores de diferencias de pH y los valores de
las diferencias de volumen agregado y en las abscisas los volúmenes de solución valorada
agregada.
Calcular el equivalente de neutralización del ácido.
Alcohol bencílico
En un erlenmeyer de 500 ml ponga 4 g de cloruro de cinc, 40 ml de alcohol bencílico, 21 ml de
ácido clorhídrico concentrado. Tomar el tiempo de reacción. Agite la mezcla durante 15 a 20
minutos. Pase a un embudo de separación y deje reposar la mezcla hasta que las capas se
separen completamente. Elimine con cuidado la capa ácida y lave la capa orgánica con tres
porciones de agua y al final con 50 ml de solución de bicarbonato de sodio al 5%, por dos
ocasiones, deseche la fase acuosa. Seque la fase orgánica con sulfato de sodio anhidro. Filtre el
líquido en un balón de destilación seco y destile. Recoja la fracción que destila entre 50-51 °C.
2.4. Diagrama de flujo
REACCION DE
CANNIZZARO
(Síntesis de acido
benzoico y alcohol
bencílico)
En frasco con tapa
hermética agragar 5 ml
benzaldehído y 4,5 g
de NaOH dicueltos de
5 ml de agua.
Agitar fuertemente
durante 1 hora, pasado
este tiempo añadir
agua hasta solubilizar
C6H5COONa formado
Fase orgánica destilar
en baño de agua
recuperando solvente
y el residuo, es el
alcohol bencílico
Fase acuosa trasladar
a un vaso y agregar
HCl(C) precipitando el
C6H5COOH obtenido y
filtrar por succion.
Trasladar a a embudo
de separación y
extraer con 20 ml de
éter dietílico, dos
veces.
2.5. Ficha de seguridad y constantes físicas de reactivos y productos
FICHA DE SEGURIDAD DEL BENZALDEHIDO
FICHA DE SEGURIDAD DEL ACIDO BENZOICO
ACIDO BENZOICO
Acido bencenocarboxílico
Acido fenilcarboxílico
C7H6O2/C6 H5COOH
Masa molecular: 122.1
TIPOS DE
PELIGRO/
EXPOSICION
PELIGROS/SINTOMAS
AGUDOS
Combustible.
PREVENCION
Evitar las llamas.
Polvo, agua
pulverizada, espuma,
dióxido de carbono.
INCENDIO
EXPLOSION
LUCHA CONTRA
INCENDIOS/
PRIMEROS AUXILIOS
Las partículas finamente Evitar el depósito del
dispersas forman mezclas polvo; sistema cerrado,
explosivas en el aire.
equipo eléctrico y de
alumbrado a prueba de
explosión del polvo.
En caso de incendio:
mantener fríos los
bidones y demás
instalaciones rociando
con agua.
EXPOSICION

Inhalación Tos.

Piel


Extracción localizada o
protección respiratoria.
Aire limpio, reposo.
Enrojecimiento.
Guantes protectores.
Quitar las ropas
contaminadas, aclarar y
lavar la piel con agua y
jabón.
Enrojecimiento, dolor.
Gafas ajustadas de
seguridad.
Enjuagar con agua
abundante durante
varios minutos (quitar
las lentes de contacto,
si puede hacerse con
facilidad) y proporcionar
asistencia médica.
Ojos
Ingestión
Dolor abdominal, náuseas, No comer, ni beber, ni
vómitos.
fumar durante el
trabajo.
Lavarse las manos
antes de comer.
DERRAMES Y FUGAS
ALMACENAMIENTO
Barrer la sustancia derramada Ventilación a ras del suelo.
e introducirla en un recipiente
de plástico y eliminar el
residuo con agua abundante.
Enjuagar la boca,
provocar el vómito
(¡UNICAMENTE EN
PERSONAS
CONSCIENTES!) y
proporcionar asistencia
médica.
ENVASADO Y ETIQUETADO
D
A
T
O
S
I
M
P
0
R
T
A
N
T
E
ESTADO FISICO; ASPECTO
Polvo o cristales blancos.
RIESGO DE INHALACION
No puede indicarse la velocidad a la
que se alcanza una concentración
nociva en el aire por evaporación de
PELIGROS FISICOS
Es posible la explosión del polvo si se esta sustancia a 20°C.
encuentra mezclado con el aire en
forma pulverulenta o granular.
EFECTOS DE EXPOSICION DE
CORTA DURACION
La sustancia irrita los ojos, la piel y el
PELIGROS QUIMICOS
tracto respiratorio.
La disolución en agua es un ácido
débil.
Reacciona con oxidantes.
EFECTOS DE EXPOSICION
PROLONGADA O REPETIDA
El contacto prolongado o repetido
LIMITES DE EXPOSICION
puede producir sensibilización de la
TLV no establecido.
piel.
VIAS DE EXPOSICION
La sustancia se puede absorber por
inhalación y por ingestión.
Punto de ebullición: 249°C
Punto de fusión: 122°C (véanse
Notas)
Densidad relativa (agua = 1): 1.3
PROPIEDADES Solubilidad en agua, g/100 ml a
FISICAS
20°C: 0.29
Presión de vapor, Pa a 96°C:
133
Densidad relativa de vapor (aire
= 1): 4.2
Densidad relativa de la mezcla vapor/aire a
20°C (aire = 1): 1
Punto de inflamación: 121°C (c.c.)
Temperatura de autoignición: 570°C
Coeficiente de reparto octanol/agua: 1.87
FICHA DE SEGURIDAD DEL ALCOHOL BENCILICO
FICHA DE SEGURIDAD DEL HIDROXIDO DE SODIO
3. REGISTRO DE DATOS EXPERIMENTALES
 Producto: síntesis y análisis acido benzoico
Peso (g) papel filtro
Peso (g) papel filtro mas acido benzoico
Peso (g) acido benzoico
Equivalente de neutralización
Peso (g) acido benzoico
N NaOH valorado
N HCl valorado
Reacciones de identificación
Determinación del carácter ácido
Reacción con bicarbonato de sodio
Reacción al papel tornasol
Reacción de yodato-yoduro
 Producto: síntesis y análisis alcohol bencílico
Volumen (ml) alcohol bencílico obtenido
Tiempo (seg o min) de reacción de Lucas
4. CALCULOS


Cálculo del rendimiento:
% 𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 =
𝑚 𝑔 𝑟𝑒𝑎𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜
𝑥 100
𝑚 𝑔 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜
% 𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 =
𝑉 𝑚𝑙 𝑟𝑒𝑎𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜
𝑥 100
𝑉 𝑚𝑙 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜
Cálculo del equivalente de neutralización:
𝑁𝑎𝑂𝐻 + 𝐻𝐶𝑙 ↔ 𝑁𝑎𝐶𝑙 + 𝐻2 𝑂
# 𝐸𝑞𝑁𝑎𝑂𝐻 = #𝐸𝑞𝐻𝐶𝑙
𝑁𝑁𝑎𝑂𝐻 . 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻 = 𝑁𝐻𝐶𝑙 . 𝑉𝐻𝐶𝑙
𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻 (𝑒𝑥𝑐 ) =
𝑁𝐻𝐶𝑙 . 𝑉𝐻𝐶𝑙
𝑁𝑁𝑎𝑂𝐻
𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻 (𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎 ) = 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻 (𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 ) − 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻 (𝑛𝑜 𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎
𝐶6 𝐻5 𝐶𝑂𝑂𝐻 + 𝑁𝑎𝑂𝐻 ↔ 𝐶6 𝐻5 𝐶𝑂𝑂𝑁𝑎 + 𝐻2 𝑂
#𝐸𝑞𝐶6 𝐻5 𝐶𝑂𝑂𝐻 = #𝐸𝑞𝑁𝑎𝑂𝐻
𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎
)
𝑚 𝑔 𝐶6 𝐻5 𝐶𝑂𝑂𝐻
= 𝑁𝑁𝑎𝑂𝐻 . 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻
𝑃𝑒𝑞𝐶6 𝐻5 𝐶𝑂𝑂𝐻
𝑃𝑒𝑞𝐶6 𝐻5 𝐶𝑂𝑂𝐻 =
𝑚 𝑔 𝐶6 𝐻5 𝐶𝑂𝑂𝐻
𝑁𝑁𝑎𝑂𝐻 . 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻
5. APLICACIÓN DE LOS PRODUCTOS
APLICACIONES DEL ACIDO BENZOICO
El ácido benzoico, los benzoatos y los ésteres del ácido benzoico son compuestos comúnmente
encontrados en la mayoría de las frutas, especialmente en las bayas; siendo los arándanos una
fuente rica del mismo. Adicionalmente, los benzoatos se encuentran de manera natural en las
setas o champiñones, la canela, el clavo de olor y en algunos productos lácteos (debido a la
fermentación bacteriana). Con fines comerciales, estos compuestos son preparados químicamente
a partir del tolueno. Son usados como conservantes en los productos ácidos, ya que actúan en
contra de las levaduras y las bacterias, siendo poco efectivos en contra de los hongos. Así mismo,
son ineficaces en productos cuyo pH tiene un valor superior a 5 (ligeramente ácido o neutro).
Las altas concentraciones resultan en un sabor agrio, lo cual limita su aplicación.
Entre el grupo de los diversos compuestos, los benzoatos son normalmente preferidos debido a su
mejor solubilidad. El ácido benzoico y los benzoatos son ampliamente utilizados en los productos
ácidos o los ligeramente ácidos. No tiene efectos colaterales en las concentraciones utilizadas. En
algunas personas, el ácido benzoico y los benzoatos pueden liberar histamina, la cual ocasiona
reacciones pseudoalérgicas. La ingesta máxima diaria es de 5 mg/kg de peso corporal.
APLICACIONES DEL ALCOHOL BENCILICO
El alcohol bencílico es un buen medio punto de ebullición disolvente. Las principales aplicaciones:
disolvente de pintura, tinta solvente, disolvente de plexiglás, el agente de revelado fotográfico,
estabilizador de PVC, medicina, disolvente de resina sintética, ungüento o medicina líquida,
solvente para productos cárnicos sello de tinta-pad y el aceite de bolígrafo, desengrasante de
alfombra; cráter de limpieza, estabilizador de disolvente de silicona; éster bencílico o éter
intermedio. El alcohol bencílico es una especie de fijador del perfume muy útil. Es un condimento
indispensable cuando jazmín, nardo o ylang es mixta, y utilizados para componer el jabón y
cosméticos a diario.
6. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
 Buscador: Google, http://docencia.izt.uam.mx/cuhp/QuimOrgIII/PracLabQO3.pdf. Lunes,
30 de mayo de 2011, 16:32
 Buscador: Google,
http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/FISQ/Ficheros/10
1a200/nspn0102.pdf. Lunes, 30 de mayo de 2011, 18:45
 Buscador: Google, http://www.aditivosalimentarios.com/index.php/codigo/210/Acidobenzoico. Martes, 31 de mayo de 2011, 16:15
 Buscador: Google,
http://www.cisproquim.org.co/HOJAS_SEGURIDAD/Hidroxido_de_Sodio.pdf. Martes, 31 de
mayo de 2011, 21:32
 L.G. WADE, JR.; “Química Orgánica”, quinta edición, PEARSON EDUCACIÓN, S.A.,
Madrid, 2004. Pág. 459,460
 VOGEL Arthur, Textbook of Practical Organic Chemistry, 3th Edition, Great Britain, 1959,
Ed. Longman, pág. 706, 711, 712.