Marco teórico Solubilidad

Marco teórico

Solubilidad

Los alcoholes son compuestos que presentan en la cadena carbonada uno o más grupos hidroxilo que pueden formar enlaces por puente de hidrogeno. Los alcoholes forman enlaces por puente de hidrogeno con el agua y varios de los alcoholes de baja masa molecular son miscibles con el agua (solubles en cualquier proporción). De igual forma los alcoholes son mejores disolventes que los hidrocarburos para sustancias polares. Al grupo hidroxilo lo llamamos hidrofilico que significa “amigo del agua” debido a su afinidad por el agua en otras sustancias polares.

Puentes de hidrógeno: La formación de puentes de hidrógeno permite la asociación entre las moléculas de alcohol. Los puentes de hidrógeno se forman cuando los oxígenos unidos al hidrógeno en los alcoholes forman uniones entre sus moléculas y las del agua. Esto explica la solubilidad del metanol, etanol, 1-propanol, 2-propanol y 2 metil-2-propanol.

[pic 1] [pic 2]

Alcohol- alcohol                     alcohol-agua

El grupo –OH es muy polar y, lo que es más importante, es capaz de establecer puentes de hidrógeno: con sus moléculas compañeras o con otras moléculas neutras.

[pic 3]

El grupo alquilo del alcohol lo llamamos hidrofobico “repele al agua” ya que actúa como un alcano, quebranta la red de enlaces por puente de hidrogeno y las atracciones dipolo-dipolo de un disolvente polar como el agua. El grupo alquilo hace menos hidrofilico al alcohol aunque le da solubilidad en disolventes orgánicos no polares como resultado la mayoría de los alcoholes son misibles con una variedad de disolventes orgánicos no polares.

A partir de 4 carbonos en la cadena de un alcohol, su solubilidad disminuye rápidamente en agua, porque el grupo hidroxilo (–OH), polar, constituye una parte relativamente pequeña en comparación con la porción hidrocarburo. A partir del hexanol son solubles solamente en solventes orgánicos.

[pic 4]           [pic 5]

1 propanol                           hexanol

Existen alcoholes de cuatro átomos de carbono que son solubles en agua, debido a la disposición espacial de la molécula. Se trata de moléculas simétricas.

[pic 6]

Reacción de alcoholes con sodio metálico.

Aunque los alcoholes son poco ácidos para reaccionar de manera apreciables con hidróxido de sodio, si reaccionan con metales activos como el sodio. De esta forma se pueden preparar alcóxidos de sodio usando sodio metálico. La reacción no es reversible, como seria con hidróxido de sodio puesto que se desprende un hidrogeno gaseoso que escapa del sistema [pic 7]

El ion alcóxido que se forma como sal sódica (alcóxido de sodio), es una base y un nucleofilo fuerte y es útil en síntesis orgánica.

La reacción se puede entender como una oxidación/reducción. El sodio cede su único electrón de la capa externa al alcohol para formar un átomo de hidrogeno y un ion alcóxido. La combinación de átomos de hidrogeno produce hidrogeno gaseoso.

[pic 8]

La reacción es simplemente una extensión de la reacción de metales activos como el sodio con agua para producir hidróxido metálico e hidrogeno gaseoso

[pic 9]

Entre más ácidos sean los alcoholes, como el metanol y el etanol, más rápido reaccionan con el sodio para formar metoxido y etoxido de sodio. Los alcoholes secundarios como el propan-2-ol reaccionan más lento. Los alcoholes terciarios como el alcohol ter-butílico reaccionan muy lento con el socio. Con frecuencia se utiliza potasio con alcoholes secundarios y terciarios ya que es más reactivo que el sodio.

Prueba de Lucas

El reactivo de Lucas reacciona con alcoholes primarios, secundarios y terciarios con una rapidez predecible, y con esta rapidez se puede diferenciar los tres tipos de alcoholes. Cuando el reactivo se añade primero al alcohol, la mezcla forma una fase homogénea única: la disolución de HCL concentrado es muy polar y el complejo polar del cloruro de zinc-alcohol se disuelve. Una vez que el alcohol ha reaccionado para formar el haluro de alquilo, haluro relativamente no polar se separa en una segunda fase. (El R-OH se disuelve, pero el R-Cl no lo hace).

La prueba de Lucas implica adicionar el reactivo de Lucas a un alcohol desconocido y esperar la separación de una segunda fase. Los alcoholes terciarios reaccionan y muestran una segunda fase casi al instante, ya que forman carbonationes relativamente estables. Los alcoholes segundarios reaccionan de 1 a 5 minutos ya que sus carbonationes secundarios son menos estables que los terciarios. Los alcoholes primarios reaccionan muy lentamente. Debido a que el alcohol primario activado no puede formar un carbocation solo permanece en disolución hasta que es atacado por el in cloruro, con un alcohol primerio la reacción puede tardar desde 10 minutos hasta varios días.

Acidez del fenol          

El fenol es un ácido mucho más fuerte que el etanol. ¿Cómo puede explicarse esta diferencia de acidez entre los alcoholes y los fenoles? La explicación está en la capacidad de deslocalización de la carga negativa.

Los fenoles son ácidos más fuertes que los alcoholes debidos, principalmente, a que los iones fenóxidos correspondientes se encuentran estabilizados por resonancia. La carga negativa de un ion alcóxido se concentra sobre el átomo de oxígeno, mientras que la carga negativa de un ion fenóxido puede des localizarse, mediante resonancia, hacia las posiciones orto y para del anillo aromático.

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