Grupo Funcional

Análisis funcional orgánico.

Indira Milena Hernández Camelo

20132181006

Sandra Chavarria

20132181026

Resumen

El presente informe recopila las actividades realizadas en la práctica de laboratorio nº 4 llamada análisis funcional orgánico, la cual sirve para identificar los diferentes grupos funcionales que pueden generarse a partir del átomo del carbono y en combinación con otros átomos, El grupo funcional es un conjunto de átomos, enlazados de una determinada forma, que presentan una estructura y propiedades físico-químicas determinadas que caracterizan a los compuestos orgánicos que los contienen, este conjunto se encuentra unidos a una cadena carbonada, la combinación de los nombres de los grupos funcionales brinda una poderosa herramienta para denominar a los compuestos orgánicos.

En esta práctica para el análisis funcional se utilizan métodos químicos, físico y físico-químicos donde estos grupos funcionales se evidencian mediante reacciones en las que ocurren cambios de coloración, formación de precipitados, liberación de gases, entre otras; cabe mencionar que para poder llevar a cabo algunas de estas reacciones se necesita de cierta cantidad de energía de activación pero la mayoría son reacciones instantáneas. Por lo tanto mediante diferentes técnicas se determinara el grupo funcional de ciertas sustancias derivadas de compuestos orgánicos.

Palabras clave: Grupo funcional, Energía de activación, Compuesto orgánico, Carbono, Cadena carbonada.

Abstract

This report compiles the activities in the lab # 4 named organic functional analysis , which serves to identify the different functional groups that can be generated from the carbon atom and in combination with other atoms , the functional group is a set atoms , bonded to a particular shape , having a structure and physico-chemical properties that characterize certain organic compounds containing them , this assembly is bonded to a carbon chain , the combination of the names of the functional groups provides a powerful tool for naming organic compounds.

In this practice for functional analysis chemical , physical and physico- chemical methods where these functional groups are evidenced by reactions occurring discoloration , formation of precipitates , releasing gases , among others are used , it is noteworthy that in order to carry out some of these reactions need a certain amount of activation energy but most are instant reactions . Therefore using different techniques certain functional group compounds derived from organic substances was determined.

Keywords: Functional group, activation energy, organic compound, carbon, carbon chain

Introducción

Un compuesto orgánico presenta cadenas de carbono e hidrógeno a las que se pueden unir o insertar uno o más grupos funcionales.

En un compuesto pueden existir varios grupos funcionales. Sus propiedades físicas y químicas vendrán determinadas fundamentalmente por ellos. Existen muchos grupos funcionales, muchos grupos de átomos que pueden sustituir al hidrógeno en una cadena de hidrocarburos y estos grupos pueden aparecer conjuntamente en una misma cadena carbonada, de ahí la gran diversidad de compuestos orgánicos. Y es que el carbono, junto con apenas otros 10 elementos, forma más sustancias distintas que los restantes 90 elementos de la tabla periódica.

Muchas de las sustancias orgánicas son naturales, es decir, que se encuentran en la naturaleza y han sido sintetizadas en el interior de un organismo vivo. Pero el hombre cada vez ha fabricado en el laboratorio no sólo sustancias naturales, sino sustancias que no se producen en la naturaleza y que, para determinadas aplicaciones, son mejores que las sustancias naturales. (INTEF.)

Objetivos

Identificar técnicas para el análisis de diferentes grupos funcionales de sustancias derivadas de compuestos orgánicos.

Identificar diferentes derivados orgánicos mediante su fórmula química o su nombre.

Reconocer los diferentes grupos funcionales presentes en los compuestos orgánicos especificados en el informe.

Marco Teórico

Cetonas y aldehídos

Los aldehídos son sustancias de formula general RC'HO: las cetonas son compuestos de fórmula general RR'CO. Los grupos R y R' pueden ser alifáticos o aromáticos. (En el aldehído. HCHO. R es H.) (MORRIOSN Y BOYD / QUINTA EDICIÓN – Quinta Edición. Cap. 21 - pág. 745)

Fig. 1 Estructura molecular aldehídos y cetonas – Grupo funcional C=O, grupo carbonilo, se denominan principalmente compuestos carbonílicos.

Aldehídos y cetonas se asemejen en la mayoría de sus propiedades. Sin embargo, el grupo carbonílicos de los aldehídos contiene, además, un hidrogeno, mientras el de cetonas tiene dos grupos orgánicos. Esta diferencia estructural afecta a sus propiedades de dos formas: (a) los aldehídos se oxidan con facilidad: las cetonas solo lo hacen con dificultad (b) los aldehídos suelen ser mas reactivos que las cetonas en adiciones nucleofílicas. Reacciones estas últimas características de los compuestos carbonílicos.

(MORRIOSN Y BOYD / QUINTA EDICIÓN – Quinta Edición. Cap. 21 - pág. 745)

*Propiedades físicas cetonas y aldehídos

El grupo carbonílico polarizado convierte a aldehídos y cotonas en sustancias polares por lo que tienen puntos de ebullición más elevados que los compuestos no polares de peso molecular comparable. Por si mismas, no son capaces de unirse intermolecularmente por puentes de hidrogeno, debido a que solo poseen hidrogeno unido a carbono. Como consecuencia dc lo anterior, sus puntos de ebullición son inferiores a los dc alcoholes y ácidos carboxílicos comparables. (MORRIOSN Y BOYD / QUINTA EDICIÓN – Quinta Edición. Cap. 21 - pág. 748)

Reacciones – Adición nucleofílica

El grupo carbonilo C = O, rige la química de aldehídos y cetonas de dos maneras: (a) Proporcionando un sitio para la adición nucleofílica, y (b) aumentando la acidez de los átomos de hidrogeno unidos al carbono alfa. Estos dos efectos concuerdan con la estructura del grupo carbonilo y se deben, de hecho, a lo mismo: la capacidad del oxigeno para acomodar una carga negativa.

(MORRIOSN Y BOYD / QUINTA EDICIÓN – Quinta Edición. Cap. 21 - pág. 757)

Aminas

Las aminas se clasifican en primarias, secundarias o terciarias, según el número de grupos que se unen a) nitrógeno.

Fig. 2 Estructura molecular aminas

En relación con sus propiedades fundamentales —basicidad y la nucleofilicidad que la acompañan, las aminas de tipos diferentes son prácticamente iguales. Sin embargo, en muchas de sus reacciones. Los productos finales dependen del numero de átomos de hidrogeno unidos al de nitrógeno, por esa razón son diferentes para aminas de distintos tipos.

*Propiedades físicas

Como el amoniaco, las aminas son compuestos potares y pueden formar puentes de hidrogeno intermoleculares, salvo las terciarias. Las aminas tienen puntos de ebullición más altos que los compuestos no polares de igual peso molecular, pero inferiores a los de alcoholes o ácidos carboxílicos.

Fig. 3 Estructura molecular aminas – Puentes de hidrogeno.

Los tres tipos de aminas pueden formar enlaces de hidrogeno con el agua. Como resultado, las aminas menores son bastantes solubles en agua y tienen solubilidad limite al tomar unos seis átomos de carbono. Son solubles en disolventes menos polares, como éter, alcohol, benceno, etc. Las metil- etilaminas huelen muy semejante al amoniaco. Las alquilaminas superiores tienen olor a pescado en descomposición.

Las aminas aromáticas suelen ser muy toxicas, ya que son absorbidas por la piel con resultados a menudo fatales.

Las aminas aromáticas se oxidan fácilmente al aire y con frecuencia se las encuentra coloreadas por productos de oxidación, aunque son incoloras cuando están puras.

Fenoles

Los fenoles son compuestos de formula general ArOH, donde Ar es fenilo, fenilo sustituido, o alguno de los otros grupos arilo que trataremos mas adelante. Los fenoles difieren de los alcoholes en que tienen el grupo OH directamente unido al anillo aromático. Por lo general, los fenoles se nombran como derivados del miembro más sencillo de la familia, el fenol. Los metilfenoles reciben el nombre especial de cresoles. Ocasionalmente, los fenoles se denominan hidroxicompuestos.

Fig. 4 Estructuras moleculares fenoles.

Los fenoles y los alcoholes contienen el grupo –OH, por lo que ambas familias se asemejan en cierto grado. Por ejemplo, hemos visto que tanto los fenoles como los alcoholes pueden convertirse en éteres y esteres. Sin embargo, tanto en la mayoría de sus propiedades como en su preparación, ambos compuestos difieren ampliamente, por lo que merecen ser clasificados como familias diferentes.

*Propiedades físicas

Los fenoles mas sencillos son líquidos o sólidos de bajo punto de fusión: tienen puntos de ebullición elevados, debido a que forman puentes de hidrogeno. El propio fenol tiene cierta solubilidad en agua (9 g por 100 g de agua), probablemente por la formación de puentes de hidrogeno con ella. La mayoría de los otros fenoles son esencialmente insolubles,

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