Universidad Autónoma de Yucatán Facultad de Química

1. Universidad Autónoma de YucatánFacultad de Química Laboratorio de Ciencia Básica Práctica #5 EQUILIBRIO HOMOGÉNEO: TAUTOMERISMO CETO-ENÓLICO Equipo 2: Flores Pérez Carinna Martínez Román Paola Pech Barea Royel Zenteno Góngora Zandra

2. oBJETIVOS • El alumno determinará volumétricamente la concentración de la forma enólica y cetónica de un equilibrio químico

6. El grupo carbonilico de los aldehídos contiene, además un hidrógeno, mientras el de cetonas tiene dos grupos orgánicos. Esta diferencia estructural afecta a sus propiedades de dos formas: 1. los aldehídos se oxidan con facilidad mientras las cetonas sólo lo hacen con dificultad, 2. los aldehídos suelen ser más reactivos que las cetonas en adiciones nucleofílicas.

7. Los aldehídos y cetonas tienen la propiedad de estar en rápido equilibrio con la forma enólica. A este tipo de equilibrios, donde un hidrógeno cambia de lugar, se les denomina equilibrios tautoméricos. La acetona y el enol de la acetona son tautómeros y están en rápido equilibrio.

9. En condiciones normales existe el siguiente equilibrio: El éster acetoacético (forma ceto) se puede transponer en el éster del ácido B-hidroxicrotónico (forma enol) y al contrario, es decir, el éster acetoacético muestra una doble capacidad de reacción. Cuando dos formas d este tipo se encuentra en equilibrio entre si, se habla de forma general, de tautomería ceto-enólica. Esta transformación se cataliza por trazas de ácidos o de bases.

10. Equilibrio ceto-enolcatalizado por ácido. El compuesto protonado en el carbonilo es el intermediario importante del equilibrio debido a que puede perder el protón del oxígeno y regenerar el compuesto carbonilo, ó perder un protón del átomo de carbono alfa para producir la forma enólica(generalmente el equilibrio favorece a la forma ceto).

11. La reacción opuesta es decir, la conversión catalizada con ácido de un enol a un compuesto ceto, involucra la protonación del enol para producir el carbocatión más estable, a través de la carga positiva colocada en el átomo de carbono que está en el átomo de oxígeno..

12. Mecanismo de la formación del enol catalizada por ácido.

13. Mecanismo de la formación del enol catalizada por base.

14. Determinación cuantitativa del contenido de enol de éster acetoacético mediante una valoración de Meyer.

15. Se hace reaccionar la mezcla en equilibrio con un exceso de bromo . • Se separa rápidamente el bromo no utilizado por adición de B-naftol. • El derivado dibromado resultante de la adición de bromo al doble enlace C=C del enol se transforma, por pérdida de HBr, en el éster acetoacético ɑ-bromado. • Se añade ioduro de potasio y se valora a continuación el ioduro que se separa con un disolución de tiosulfato sódico. • La velocidad de la adición del bromo en las condiciones de reacción indicadas es esencialmente mayor que la transformación ceto-enólica, de modo que es suficiente la exactitud de este método de determinación.

16. Robert T. Morrison; Robert N. Boyd; Química orgánica; 5° Ed., Pearson.; E.U.A., 1987, p. 421. • Hans Beyer; Wolfgang Walter; Manual de química orgánica; 19° Ed., Reverté.; Barcelona, 1987, pp. 314-316. • John Mcmurry; Química Orgánica; 8° Ed., Cengage, E.U.A., 1985. p. 871. Bibliografía

17. DIAGRAMA DE FLUJO 1. Valoración del Tiosulfato de sodio Preparar una disolución acuosa de tiosulfato de sodio (Na203S2) a 0.1 M en un matraz aforado de 100 mL Preparar una disolución acuosa de yodato de potasio (KIO3) en matraz aforado de 100 mL Trasvasar una alícuota de 10 mL de la disolución acuosa de KIO3 a un matraz volumétrico Adicionar Yoduro de potasio a a

18. Adicionar H2SO4o HCl Titular el matraz con la disolución tiosulfato de sodio 0.1M Adicionar almidón cuando la solución del matraz empiece a aclararse Seguir titulando Calcular la concentración real del tiosulfato de sodio (Na203S2) a

19. 2. Equilibrio homogéneo: Tautomerismo ceto– enólico del acetoacetato de etilo Preparar una solución de 0.4 M, 0.2 M y 0.1 M de acetoacetato de etilo (C6H10O3) en matraces volumétricos de 25 mL usando metanol R1 Trasvasar una alícuotas de 5 mL de cada disolución a matraces Erlenmeyer de 50 mL Adicionar 2.5 mL de la disolución de bromo con metanol al 0.1 M a las alícuotas de 0.4 M y 0.2 M R2 Adicionar 2 mL de la disolución de bromo con metanol 0.1 M a las alícuotas de 0.1 M a

20. Dejar reposar de 3 a 4 minutos Agregar 0.5 mL de la disolución de B- naftol (C10H70H) con metanol al 10 % a todas las alícuotas R3 Adicionar 5 mL de la disolución de yoduro de potasio acuoso (KI) 0.1 M a todas las alícuotas R4 Reposar durante 15 minutos agitando frecuentemente R5 Titular las alícuotas con la disolución valorada de tiosulfato de sodio R6 a

21. Anotar observaciones Calcular las concentraciones de forma cetónica, enólica y la constante de equilibrio

22. DIAGRAMA ECÓLOGICO R1 Preparación de disolución acuosa de yoduro de potasio al 0.1 M. DISOLUCIONES ACUOSAS HALOGENADOS R4 Preparación de disoluciones de acetato de etilo con metanol (0.4M , 0.2M Y 0.1 M) DISOLUCIONES ACUOSAS ORGÁNICAS R5 Preparación de disolución acuoso de tiosulfato de sodio al 0.1 M DISOLUCIONES ACUOSAS ORGÁNICAS R2 Preparación de solución de bromo con metanol al 0.1M. DISOLUCIONES ÓRGANICAS HALOGENADOS Titulación de la mezcla de acetoacetato de etilo (B- naftol y KI) con tiosulfato de sodio acuoso. DISOLUCIONES ORGÁNICAS HALOGENADAS R3 • Preparación de disolución de B- naftol con metanol al 10%. DISOLUCIONES ACUOSAS ORGÁNICAS R5

23. Cálculos previos • Preparación de 25 mL de acetoacetato de etilo (C6H10O3) al 0.4 M g de C6H10O3 = (M) (M.M)(L) g de C6H10O3= (0.4 M) (130.14 g/mol)(0.025 L) g de C6H10O3= 1.3014 P = m/ V  V= m/ ρ V= 1.3014 g / 1.021 g / mL V= 1.27 mL

24. Preparación de 25 mL de acetoacetato de etilo (C6H10O3) al 0.2 M g de C6H10O3 = (M) (M.M)(L) g de C6H10O3= (0.2 M) (130.14 g/mol)(0.025 L) g de C6H10O3=0.6507 P = m/ V  V= m/ ρ V= 0.6507 g / 1.021 g / mL V= 0.63 mL

25. Preparación de 25 mL de acetoacetato de etilo (C6H10O3) al 0.1 M g de C6H10O3 = (M) (M.M)(L) g de C6H10O3= (0.1 M) (130.14 g/mol)(0.025 L) g de C6H10O3=0.3253 P = m/ V  V= m/ ρ V= 0.3253 g / 1.021 g / mL V= 0.31mL

26. Preparación de 10 mL de una solución de 2- naftol en metanol al 10% g de C10H70H = (%) (mL de la disolución)/ 100 g de C10H70H= (10 %) (10 mL)/ 100 g de C10H70H = 1

27. Preparación de 25 mL de solución de bromo en metanol al 0.1 M g de Br = (M) (M.M)(L) g de Br = (0.1 M) (159.8 g/mol)(0.025 L) g de Br= 0.3995 P = m/ V  V= m/ ρ V= 0.3995 g / 3.1055 g / mL V= 0.12 mL

28. Preparación de 50 mL disolución acuosa de yoduro de potasio (KI) al 0.1 M g de KI = (M) (M.M)(L) g de KI = (0.1 M) (166.0027 g/mol)(0.05 L) g de KI = 0.8300

29. Preparación de 100 mL de una solución valorada de Tiosulfato de sodio (Na2O3S2) al 0.1 M g de Na2O3S2 = (M) (M.M)(L) g de Na2O3S2 = (0.1 M) (158.11 g/mol)(0.1 L) g de Na2O3S2 = 1.581