UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS ESCUELA DE QUÍMICA
Nombre: Andrés Argothy Días Curso: 5to Semestre Química Tema:
“LA REACCION DE CANIZARO” 1.- Fundamento Teórico
1.1- Teoría
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. La adición de bases diluidas a aldehídos o cetonas conduce a la formación deβ- hidroxialdehídos o β-hidroxicetonas a través de una condensación aldólica. Si el aldehído o la cetona no pose hidrógenos en α, la condensación aldólica no tienen lugar. Esta reacción da como resultado 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.
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.
1.2.- Reacciones y mecanismos: reacciones de síntesis y análisis
Mecanismo Mecanismo
Etapa 1. Adición del ión hidróxido al carbonilo
Etapa 2. Transferencia de hidruro
Etapa 3. Equilbrio ácido-base
Reacciones de análisis
Reacción con Bicarbonato de sodio.
Prueba de Lucas.
Mecanismo prueba de Lucas.
2.- Metodología experimental 2.1.- Materiales y equipos
MATERIAL
Erlenmeyer con tapón Kitasatos Vaso de precipitados Büchner Embudo cónico Placa calefactora Filtro de plieques Rotavapor 2.2- Reactivos y Sustancias REACTIVOS Benzaldehido NaOH NaHSO3 (disolución) Na2CO3 (10%) HCl concentrado Cloruro de metileno
Na2SO4 anhidro
2.3 Procedimiento: síntesis y análisis de los productos
En un matraz erlenmeyer de 250 ml se colocan 20mL de benzaldehído y 12 g de NaOH disueltos en 10 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 rota vapor. Destilar a vacío.
Análisis:
Ácido Benzoico.
Reacción con bicarbonato de sodio.
Disolver 0,5g de muestra en 5ml de agua destilada (pH=7) y agregar en la solución unos mg de bicarbonato de sodio sólido. Si la muestra no es soluble en frio, calentar hasta disolución y realizar la prueba.
Reacción al papel tornasol.
Disolver 0,5g de muestra en 5ml de agua destilada (pH=7) y acercar un papel tornasol. Si la muestra es soluble en frio, calentar hasta disolución y realizar la prueba.
.
Determinación del equivalente de neutralización mediante titulación potenciométrica.
Pesar en balanza analítica 0,2g de ácido benzoico y disolver en aproximadamente 10ml de agua destilada, añadir gotas de fenolftaleína y titular con hidróxido de sodio o de potasio 0,1N; utilizando un pH metro para verificar los cambios de pH. Si la muestra no se solubiliza totalmente en frio, calentar hasta disolución y valorar en caliente.
Alcohol Bencílico. Prueba de Lucas.
Coloque 2.5 ml de reactivo de Lucas en un tubo de ensayo y agregue 0.5 ml del problema, tape el tubo con el tapón de corcho y agite 5 minutos, deje reposar a la temperatura ambiente y tome el tiempo que tarda en aparecer una turbidez, lo cual indica que la prueba es positiva.
2.4.- Diagrama de flujo Benzaldehido NaOH Agitacion Mtraz 25 mL 45 min diluir Lavar
NaHS03 al
10%
Na2SO4
anhidro
Analisis Acido Benzoico
Bicarbonato de sodio Papel tornasol Titulacion potenciometrica Titulación potencio métrica
2.5.- Fichas de seguridad y constantes físicas de reactivos y productos BENZALDEHIDO
Aldehído benzoico
Aceite sintético de almendras amargas C6H5CHO Masa molecular: 106.1 TIPOS DE PELIGRO/ EXPOSICION PELIGROS/ SINTOMAS AGUDOS PREVENCION PRIMEROS AUXILIOS/ LUCHA CONTRA INCENDIOS INCENDIO Combustible.
Evitar las llamas, NO producir chispas y NO fumar.
Polvo, agua pulverizada, espuma, dióxido de carbono.
EXPLOSION
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.
En caso de incendio: mantener fríos los bidones y demás instalaciones rociando con agua.
EXPOSICION ¡EVITAR LA FORMACION DE NIEBLA DEL PRODUCTO! ¡HIGIENE ESTRICTA! INHALACION
Convulsiones, tos, vértigo, dolor de cabeza, náuseas, dolor de garganta, vómitos.
Ventilación, extracción localizada o protección respiratoria.
Aire limpio, reposo.
PIEL Enrojecimiento. Guantes protectores y traje de protección.
Quitar las ropas
contaminadas, aclarar la piel con agua abundante o ducharse.
OJOS Enrojecimiento, dolor. 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. DATOS AMBIENTALES La sustancia es nociva para los organismos acuáticos.
No comer, ni beber, ni fumar durante el trabajo.
Enjuagar la boca, provocar el vómito (¡UNICAMENTE EN PERSONAS
ACIDO BENZOICO Acido bencenocarboxílico Acido fenilcarboxílico C7H6O2/C6 H5COOH Masa molecular: 122.1 TIPOS DE PELIGRO/ EXPOSICION PELIGROS/SINTOMAS AGUDOS
PREVENCION LUCHA CONTRA
INCENDIOS/ PRIMEROS AUXILIOS
INCENDIO
Combustible. Evitar las llamas. Polvo, agua pulverizada, espuma, dióxido de carbono.
EXPLOSION
Las partículas finamente dispersas forman mezclas explosivas en el aire.
Evitar el depósito del polvo; sistema cerrado, 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. Extracción localizada o
protección respiratoria.
Aire limpio, reposo.
Piel
Enrojecimiento. Guantes protectores. Quitar las ropas contaminadas, aclarar y lavar la piel con agua y jabón.
Ojos
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.
Ingestión
Dolor abdominal, náuseas, vómitos.
No comer, ni beber, ni fumar durante el trabajo. Lavarse las manos antes de comer.
Enjuagar la boca, provocar el vómito (¡UNICAMENTE EN PERSONAS CONSCIENTES!) y proporcionar asistencia médica.
DERRAMES Y FUGAS ALMACENAMIENTO ENVASADO Y ETIQUETADO
Barrer la sustancia derramada e introducirla en un recipiente de plástico y eliminar el residuo con agua abundante.
Ventilación a ras del suelo.
D A T O S I M P 0 R T A N T E
ESTADO FISICO; ASPECTO
Polvo o cristales blancos.
PELIGROS FISICOS
Es posible la explosión del polvo si se encuentra mezclado con el aire en forma pulverulenta o granular.
PELIGROS QUIMICOS
La disolución en agua es un ácido débil. Reacciona con oxidantes.
LIMITES DE EXPOSICION
TLV no establecido.
VIAS DE EXPOSICION
La sustancia se puede absorber por inhalación 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.
EFECTOS DE EXPOSICION
PROLONGADA O REPETIDA
El contacto prolongado o repetido puede producir sensibilización de la piel.
PROPIEDADES FISICAS
Punto de ebullición: 249°C Punto de fusión: 122°C (véanse Notas)
Densidad relativa (agua = 1): 1.3 Solubilidad en agua, g/100 ml a 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 como log Pow: 1.87 TIPOS DE PELIGRO/ EXPOSICION PELIGROS/ SINTOMAS AGUDOS PREVENCION PRIMEROS AUXILIOS/ LUCHA CONTRA INCENDIOS INCENDIO Combustible.
Evitar las llamas. NO poner en contacto con materiales oxidantes.
Espuma resistente al alcohol, polvo, AFFF, dióxido de carbono.
EXPLOSION
Por encima de 93°C: pueden formarse mezclas explosivas vapor/aire.
Por encima de 93°C: sistema cerrado, ventilación.
EXPOSICION ¡CONSULTAR AL MEDICO
EN TODOS LOS CASOS!
INHALACION Tos, dolor de garganta. Ventilación.
Aire limpio, reposo y proporcionar asistencia médica.
PIEL Enrojecimiento. Guantes protectores. Aclarar con agua abundante,
ALMACENAM IENTO ENVASA DO Y ETIQUET ADO
DERRAMAS Y FUGAS
después quitar la ropa contaminada y aclarar de nuevo y proporcionar asistencia médica.
OJOS Enrojecimiento. Gafas ajustadas 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.
INGESTION
Dolor abdominal, diarrea, somnolencia, náuseas, vómitos.
No comer, ni beber, ni fumar durante el trabajo. Lavarse las 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.
Recoger el líquido procedente de la fuga en recipientes precintables, absorber el líquido residual en arena o absorbente inerte y trasladarlo a un lugar seguro. (Protección personal adicional: equipo autónomo de respiración). Separado de oxidantes fuertes y alimentos y piensos. No transportar con alimentos y piensos. símbolo Xn R: 20/22 S: (2-)26 Clasificaci ón de Peligros NU: 6.1 CE: ALCOHOL BENCILICO alfa-hidroxitolueno Fenilmetanol Fenilcarbinol C7H8O/C6H5CH2OH Masa molecular: 108.1 D A T O S
ESTADO FISICO; ASPECTO
Líquido incoloro, de olor característico.
PELIGROS FISICOS
VIAS DE EXPOSICION
La sustancia se puede absorber por inhalación del vapor, a través de la piel y por ingestión.
I M P O R T A N T E S PELIGROS QUIMICOS
Reacciona violentamente con oxidantes fuertes y ácidos. Ataca a muchos plásticos. Puede atacar al hierro y al aluminio en presencia de calor intenso. En presencia de aire presenta un bajo nivel de oxidación.
LIMITES DE EXPOSICION
TLV no establecido. MAK no establecido.
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 CORTA DURACION
El aerosol irrita los ojos, la piel y el tracto respiratorio. La sustancia puede causar efectos en sistema nervioso.
EFECTOS DE EXPOSICION PROLONGADA O REPETIDA
El contacto prolongado o repetido con la piel puede producir dermatitis.
PROPIEDADES FISICAS
Punto de ebullición: 205°C Punto de fusión: -15°C
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
Densidad relativa de la mezcla vapor/aire a 20°C (aire = 1): Alrededor de 1
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:
Peso del producto Reacción con bicarbonato de sodio Reacción al papel tornasol %Rendimiento Equivalente de neutralización Equivalente de neutralización mediante titulación potenciométrica
4.- Cálculos: %𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 =𝑚𝑎𝑠𝑎𝑎𝑐 .𝑏𝑒𝑛𝑧𝑜𝑖𝑐𝑜 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑎 𝑚𝑎𝑠𝑎𝑎𝑐 .𝑏𝑎𝑛𝑧𝑜𝑖𝑐𝑜 𝑒𝑥𝑝 . ∗ 100 Equivalente de neutralización: ≠ 𝐸𝑞 𝑁𝑎𝑂𝐻 = ≠ 𝐸𝑞 𝐻𝐶𝑙 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎 = 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 − 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑒𝑥𝑐 . 𝑁𝑁𝑎𝑂𝐻 ∗ 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻𝑒𝑥𝑐 . = 𝑁𝐻𝐶𝑙 ∗ 𝑉𝐻𝐶𝑙 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑒𝑥𝑐 .= 𝑁𝐻𝐶𝑙 ∗ 𝑉𝐻𝐶𝑙 𝑁𝑁𝑎𝑂𝐻 ≠ 𝐸𝑞 𝑁𝑎𝑂𝐻 = ≠ 𝐸𝑞 𝐶6𝐻5𝐶𝑂𝑂𝐻 𝑁𝑁𝑎𝑂𝐻 ∗ 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎 = 𝑔 𝐶6𝐻5𝐶𝑂𝑂𝐻 𝑃𝐸𝑞 𝐶6𝐻5𝐶𝑂𝑂𝐻 𝑃𝐸𝑞𝐶6𝐻5𝐶𝑂𝑂𝐻 = 𝑔𝐶6𝐻5𝐶𝑂𝑂𝐻 𝑁𝑁𝑎𝑂𝐻 ∗ 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎 5.- Aplicaciones de los productos:
Acido Benzoico
El ácido benzoico es uno de los conservantes más empleados en todo el mundo. Aunque el producto utilizado en la industria se obtiene por síntesis química, el ácido benzoico se encuentra presente en forma natural en algunos vegetales, como la canela o las ciruelas por ejemplo.
El ácido y sus derivados sólo se pueden utilizar para conservar alimentos con un pH ácido y es un conservante barato, útil contra levaduras, bacterias (menos) y mohos. Sus principales inconvenientes son el que tiene un cierto sabor astringente poco agradable y su toxicidad, que aunque relativamente baja, es mayor que la de otros conservantes. En España se utiliza como conservante en bebidas refrescantes, zumos para uso industrial, algunos productos lácteos, en repostería y galletas, en algunas conservas vegetales, como el tomate o el pimiento envasados en grandes recipientes para uso de colectividades, mermeladas, crustáceos frescos o congelados, margarinas, salsas y otros productos.
La OMS considera como aceptable una ingestión de hasta 5 mg por Kg de peso corporal y día. Con la actual legislación española esté límite se puede superar, especialmente en el caso de los niños. Otras legislaciones europeas son más restrictivas. En Francia solo se autoriza su uso en derivados de pescado, mientras que en Italia y Portugal está prohibido su uso en refrescos. La tendencia actual es no obstante a utilizarlo cada vez menos substituyéndolo por otros conservantes de
sabor neutro y menos tóxico, como los sorbatos. El ácido benzoico no tiene efectos acumulativos, ni es mutágeno o carcinógeno.
Se usa para condimentar el tabaco, para hacer pastas dentífricas, como germicida en medicina y como intermediario en la fabricación de plastificantes y resinas.Los productos enlatados usan ácido benzoico derivado del tolueno como preservante. Alcohol Bencílico
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 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.
6.- Referencias Bibliográficas
Mc. MURRY, John. Química Orgánica. 5ta Edición, Ed. International Thomson Editores, S.A. de C.V. , México, 2001. Págs.: 783-785.
CAREY Química Orgánica, Editorial Mc Graw Hill sexta edición cap. 19 Vogel’s. Textbook of Practical Organic Chemistry 5th Edition, Longman,
página 1029 www.unav.es/ocw/avanzada_q/CARBONILOQOA.pdf http://www.quimicaorganica.net/reaccion-cannizzaro.html http://www.scribd.com/doc/36552972/reaccion-de-canizzaro http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/F ISQ/Ficheros/101a200/nspn0102.pdf
