Química Orgánica y Biológica - Laboratorio 2 2014 Laboratorio 2: Reacciones en compuestos orgánicos 1.- Hidratos de Carbono Las propiedades químicas y físicas de los carbohidratos varían de acuerdo a su composición, por lo que se han diseñado pruebas específicas para su detección y cuantificación. En la primera parte del trabajo práctico evaluaremos distintas propiedades de la glucosa, fructosa, sacarosa, lactosa y almidón. Objetivos: Comprobar experimentalmente propiedades químicas características de los hidratos de carbono. a) Comportamiento en disoluciones acuosas En general, los azúcares son muy solubles en agua y con frecuencia forman jarabes sobresaturados cuando sus disoluciones se concentran por ebullición o evaporación. Prepare soluciones al 1 %m/v de glucosa, sacarosa y almidón. Observe las disoluciones y resérvelas para los siguientes ensayos. b) Hidrólisis ácida Coloque en dos tubos 3 ml de la solución de sacarosa y almidón, respectivamente. Agregue 5 gotas de HCl concentrado a cada uno. Caliente a baño maría durante 20 minutos. Luego de enfriar, neutralice con NaOH 20 %p/v. Observe y reserve para los siguientes ensayos. c) Poder reductor (reconocimiento de las funciones aldehído y cetona) Una característica química principal de los hidratos de carbono es la presencia de un grupo carbonilo (aldehído o cetona), por lo cual, el poder reductor es una de las propiedades que se emplea en su determinación. Sin embargo, no todos los azúcares tienen esta propiedad, ya que el poder reductor de los carbohidratos está condicionado a la presencia de un grupo aldehído libre o un grupo cetónico adyacente a un grupo hidroximetil (que permite su taumerización a aldosa en medio básico). c.1) Reacción de Fehling (reconocimiento de cetonas): En presencia de carbohidratos con poder reductor el complejo ion cúprico es reducido en ambiente alcalino para formar óxido cuproso. De esta manera, a partir de una solución inicial de color azul (CuSO4) se obtiene un precipitado color rojo ladrillo (Cu2O). El reactivo de Fehling se compone de dos soluciones: La solución A es de color celeste y está formada por sulfato cúprico pentahidratado (CuSO4∙5H2O); la solución B es incolora y contiene NaOH como medio básico tartrato de sodio y potasio (como estabilizador del Cu2+). Para su uso se mezclan partes iguales de las dos soluciones, obteniéndose una solución de color azul. Materiales: Gradilla para tubos de ensayo, 7 tubos de ensayo, mechero, reactivo de Fehling, glucosa, fructosa, sacarosa, lactosa, almidón, sacarosa hidrolizada, almidón hidrolizado. Procedimiento: En los tubos de ensayo colocar 1 ml de solución al 1 % de los diferentes azúcares; agregar a cada uno 0,5 ml de reactivo de Fehling; calentar suavemente; observar y registrar en la tabla; analizar. Química Orgánica y Biológica - Laboratorio 2 2014 Glucosa Fructosa Lactosa Sacarosa Sacarosa hidrolizada Almidón Almidón hidrolizado Reactivo de Fehling Resultado 1 1 ml 2 3 Tubo 4 5 6 7 1 ml 1 ml 1 ml 1 ml 1 ml 0,5 ml 0,5 ml 0,5 ml 0,5 ml 0,5 ml 0,5 ml 1 ml 0,5 ml c.2) Reacción de Tollens (reconocimiento de aldehídos): En presencia de un azúcar reductor, el catión Ag+ es reducido a plata metálica que se deposita en la superficie del recipiente formando un espejo característico. El reactivo de Tollens es una solución de nitrato de plata (AgNO3) amoniacal, que se obtiene agregando amoníaco a una solución de nitrato de plata. Materiales: Gradilla para tubos de ensayo, 7 tubos de ensayo, mechero, reactivo de Tollens, glucosa, fructosa, , sacarosa, lactosa, almidón, sacarosa hidrolizada, almidón hidrolizado. Procedimiento: En los tubos de ensayo colocar 1 ml de solución al 1 % de los diferentes azúcares; agregar a cada uno 0,5 ml de reactivo de Tollens; calentar suavemente; observar y registrar en la tabla; analizar. Glucosa Fructosa Lactosa Sacarosa Sacarosa hidrolizada Almidón Almidón hidrolizado Reactivo de Tollens Resultado 1 1 ml 2 3 Tubo 4 5 6 7 1 ml 1 ml 1 ml 1 ml 1 ml 0,5 ml 0,5 ml 0,5 ml 0,5 ml 0,5 ml 0,5 ml 1 ml 0,5 ml d) Polisacáridos – Test de Lugol En presencia de una solución de almidón se obtiene una coloración azul-violácea por la formación de un complejo entre el I2 o I3- y la fracción amilosa. Materiales: Gradilla para tubos de ensayo, 1 tubo de ensayo, almidón, solución de Lugol. Procedimiento: Colocar en un tubo de ensayo 3 ml de solución de almidón al 1 %. Agregar 5 gotas de reactivo de Lugol. Observar y registrar; analizar. Química Orgánica y Biológica - Laboratorio 2 2014 En base a los fundamentos de las reacciones realizadas previamente, complete el siguiente cuadro: Tipo de Solubilidad Reacción con Reacción con glúcido en agua Fehling Tollens Glucosa Sacarosa Lactosa disacárido Almidón insoluble Fructosa 2.- Oxidación de alcohol etílico con permanganato de potasio Materiales: - 3 tubos de ensayo - Pipetas - Mechero - Permanganato de potasio (KMnO4) - Ácido sulfúrico (H2SO4) - Hidróxido de sodio (NaOH) - Alcohol etílico (etanol) Procedimiento: - Tomar 3 tubos de ensayo, numerarlos claramente y colocar en cada uno de ellos 2 ml de una solución de KMnO4. - Agregar según corresponda: En el tubo 1 (medio ácido) 3 gotas de H2SO4; en el tubo 2 (medio básico) 3 gotas de NaOH; en el tubo 3 (medio neutro) sin ningún agregado. - A cada uno de los tubos, agregar 1 ml de alcohol etílico. - Agitar y calentar suavemente a la llama para acelerar la reacción. - Agregar al tubo 3 unas gotas de NaOH para llevar a la neutralidad. - Observar y registrar los cambios producidos en cada caso. (si la reacción se decolora es porque se ha formado Sulfato de manganeso (Mn2+); si aparece turbidez, se habrá formado dióxido de manganeso (Mn4+); si aparece color verse, se formó manganato de potasio (Mn6+)) - Plantear las ecuaciones químicas que indiquen la reacción producida en cada tubo. - Calcular el número de oxidación del Manganeso en cada una de las reacciones producidas. - Concluir respecto al medio en el cual el KMnO4 es un oxidante más enérgico. 3.- Esterificación Se realizan reacciones de esterificación cuando se hacen reaccionar ácidos orgánicos o sus sales, con distintos alcoholes. Materiales: - 1 tubo de ensayo - Pipetas - Mechero - Ácido acético - Ácido sulfúrico (H2SO4) - Alcohol amílico - Alcohol etílico (etanol) Química Orgánica y Biológica - Laboratorio 1 2014 Procedimiento: - Colocar en 1 tubo de ensayo partes iguales de ácido acético (vinagre) y etanol (alcohol común). Agregar 3 gotas de H2SO4. - Calentar suavemente sobre la llama hasta que desaparezca el olor a vinagre, momento en el cual se ha completado la reacción. - Perciba el olor del nuevo compuesto. ¿A qué le recuerda? - Realizar la ecuación química correspondiente. - Repita el procedimiento anterior utilizando alcohol amílico (C5H11OH) en lugar del alcohol etílico (C2H5OH).