Práctica 17


ITESM Campus Puebla
Equipo 8                                                 Sesión 16
Integrantes:
Juan Carlos López Medina                   A01324506
Arturo Tlelo Reyes                               A01099697 
Carla María Barceló Chong                  A01099195 
Iván Eduardo Teáhulos Castillo             A01324895

Responsables del laboratorio:

Mtro. Victor Hugo Blanco Lozano
Dr. Isaac Monroy


Pruebas generales para lípidos


Objetivo: Experimentalmente analizar las propiedades de los lípidos así como la reacción que presentan ante ciertos reactivos.

Introducción:
-Los aceites y grasas son parte muy importante de la dieta humana ya que fungen como fuente de energía. Los ácidos grasos que contienen determinaran las características funcionales que tendrán las grasas y los aceites que determinan su aceptación en el sector alimentario. Se puede determinar estas características por medio de la medición de distintos índices:

-> Índice de Yodo: es el peso total de yodo absorbido por la muestra, ya que los glicéridos que se encuentran en los ácidos grasos insaturados tienden a unirse al halógeno, por lo tanto esto determina el gado de insaturación. 


X = ml de tiosulfato utilizados en titulación de muestra
Y = ml de tiosulfato utilizados en titulación de testigo.
N = Normalidad de la disolución de tiosulfato de sodio.
M = la muestra en gramos


Índice de Peróxido: Se determina volumétricamente y esta volumetría es directamente proporcional del yoduro de potasio liberado con tiosulfato de sodio, utilizando como disolvente el cloroformo. 




Y = ml de tiosulfato de sodio gastados en la titulación de testigo.
X = ml de tiosulfato de sodio gastados en la titulación de problema.
N = normalidad de tiosulfato de sodio.
Muestra = gr

-Índice de acidez:  la cantidad de ácidos grasos determina la edad de una grasa o aceite, y estos deben equivaler al número de mg de KOH que se necesite para neutralizar el ácido graso que se encuentre en 1 gr. de grasa. Esto nos indica la escala de descomposición de los glicéridos del aceite que se produce por la lipasa u otras causas.


ml= mililitro de hidróxido de potasio.
N = normalidad del hidróxido de potasio.
0.0561 = miliequivalente del hidróxido de potasio.
Muestra = en gramos pesados.


-Índice de saponificación de una grasa:  los grupos gliceril-ésteres al pasar por un proceso de reflujo de álcali se hidrolizan, y éste índice se determina con el número de miligramos de KOH necesario para poder neutralizar a los ácidos grasos resultantes de dicha hidrólisis en un gramo de grasa. 

                 Índice saponificación: (ml HCL consumidos)- (ml HCL consumidos por muestra)= V*
 
*dicho volumen se multiplica por la concentración de KOH utilizado y se obtienen los miliequivalentes de                KOH utilizado en la reacción y estos últimos se multiplican por el peso equivalente del KOH así obteniendo los mg de KOH que se requerirán. 



Experimento 1: Determinación del índice del yodo


1. Se pesaron 200 mg de aceite en un frasco de boca esmerilada.
0.2 grs de grasa
2. Se añadieron 10 ml de cloroformo para disolver la muestra y se agitó.
3. Se adicionaron con bureta 25 ml de reactivo de Hanus, se mezcló y se dejó reposar con el frasco tapado en la oscuridad durante media hora.
4. Luego se agregaron 10 ml de la solución de yoduro de potasio al 15 % y 100 ml de agua destilada. 
Se tituló con una solución de tiosulfato de sodio 0.1N.
* Se utilizaron 8 ml.
Al momento de caer las gotas, pasó de un color rojizo a uno amarillo (tenue).

Sin embargo, no detuvimos la titulación al momento de obtener este color. Ésto influyó para que no se obtuviera el color deseado.
Se agitó la solución y se obtuvo el color amarillo deseado.

Ya que el color del líquido pasó de café rojizo a amarillo paja, se le agregaron cerca de 25 ml de almidón al 1% y se tornó de un color azul obscuro.

Se volvió a hacer la titulación con 27 ml de tiosulfato, hasta que el color desapareciera.
El color del fondo pasó a un color blancuzco y el líquido se puso de color blanco opaco por el exceso de almidón.

5. Se hizo una solución testigo usando los reactivos a la par que el problema.


* Índice de yodo = [( ml - 27ml)(0.1N)(0.127)(100)] / 0.2 gr
* No se anotaron cuántos ml se utilizaron para la titulación del testigo.

Experimento 2: Determinación del índice de peróxido


1. Se pesaron 10 g de aceite en un frasco de boca esmerilada.

2. Se añadieron 25 ml de mezcla de ácido acético-cloroformo 3:2 (15 ml de ácido acético, 10 ml de cloroformo al 3%) para disolver el aceite.
3. Se agregaron 2g de bicarbonato de sodio, se agitó y se guardó en un locker durante 10 minutos para que la luz no la afectara, y con el tapón mal ajustado para que se pudiera desalojar el aire y el exceso de dióxido de carbono.
4. Después se añadieron 2 ml de KI al 15%, se agitó y se guardó de nuevo en el locker de la misma manera por una hora.
5. Terminado el periodo de reposo, se añadieron 50 ml de agua destilada.
* La solución empezó a burbujear y quedó dividida en dos fases.

6. Se tituló el yodo liberado con tiosulfato de sodio 0.2 N.
* La solución era amarillenta al principio, y después quedó transparente con el aceite en el fondo.


7. Se hizo una prueba testigo con todos los reactivos en ésta.
* Se utilizaron 9.1 ml de tiosulfato pentahidratado para la titulación del primero con aceite.
* Se utilizaron 12.5 ml de tiosulfato pentahidratado para la titulación del testigo.

* Miliequivalentes de tiosulfato de sodio:


meq = [(9.1 ml de tiosulfato en problema – 12.5 ml utilizados para testigo)(0.2N)(1000)] / 10 grs muestra (aceite) = -68


Experimento 3: Índice de acidez



·      Con grasa:

- Se pesaron 10g de grasa (mantequilla) y se suspendió en 50 mL del solvente de alcohol+éter (alcohol al 95% + éter, 1:1).

- Se añadió 1 ml de solución de fenolftaleína y se mezcló.
- Posteriormente se tituló con KOH 0.1N hasta que el color rosa pálido persistió por 10 segundos.

* Se utilizaron 3 ml de álcali estándar (KOH 0.1 N).
* Valor de ácido de la grasa:

Índice de acidez = [(3ml)(0.1N)(0.0561)(100)] / 10 grs (muestra) = 0.1683


·      Con aceite:

- Se realizó el mismo procedimiento pero ahora utilizando 10 g de aceite.

* Se utilizaron 2.8 ml de álcali estándar (KOH 0.1 N).

* Valor de ácido de la grasa:

Índice de acidez = [(2.8ml)(0.1N)(0.0561)(100)] / 10 grs (muestra) = 0.15708



Experimento 4: Índice de saponificación de una grasa




- Se pesó 1 gramo de grasa (mantequilla) y se disolvió en 3mL de solvente.

- Se transfirió el contenido del frasco a un matraz de Erlenmeyer de 250mL y se le añadieron 25mL de KOH alcohólico 0.5N.
* Al prepararlo tuvo lugar reacción exotérmica.

- Se conectó un condensador a reflujo y se calentó el matraz sobre un baño de agua hirviente durante 30 minutos.

* La mufla que utilizamos en el laboratorio no superaba los 100°C por lo que el agua nunca llegó a su estado de ebullición, afectando nuestros resultados.
- Se dejó el matraz a temperatura ambiente y posteriormente se tituló con HCl 0.5N.
* Antes de la titulación, la consistencia era densa y de un color amarillo claro opaco.

* Se utilizaron 20 ml de HCl 0.5 N.

- Se realizó un testigo (se utilizaron 25.5 ml aprox).


* Se utilizó fenolftaleína como indicador.
* Reacción:
Triacil- glicérido + KOH (exceso)  -------->  3 (Sales  de K) + Glicerol + KOH (remanente)

KOH (remanente)  -------->    KCl + Agua

* Así, los moles de HCl gastados durante la titulación ácido-base, son iguales a los moles de KOH añadidos en exceso. Como se conocen las moles de KOH añadido en exceso, es posible calcular la cantidad de triacilglicéridos (un mol de triacilglicérido consume 3 moles de KOH). Al testigo se le restan los mililitros de HCl consumidos por la muestra problema.






CUESTIONARIO

1. ¿Por qué se enrancia una grasa?

Esto se debe a que los dobles enlaces de las moléculas de los ácidos grasos al entrar en contacto con moléculas de oxígeno  se rompen y la molécula pasa a formar aldehídos.






2. ¿Qué son los métodos volumétricos?
Son métodos que nos permiten determinar la concentración de una concentración en la sustancia problema mediante una disolución de concentración conocida. 

3. ¿Para qué sirven las titulaciones ácido-base?

Para poder saber la cantidad de concentración de ácido que se encuentra en la muestra problema a partir del volumen de titulante, en este caso una base, que se utilizó. Esto tiene sus bases en la siguiente fórmula:






Para este tipo de titulación es preferible utilizar la concentración en Normalidad debido a que un mol de H+ reaccionará con un mol de OH-, ya que para la normalidad se sabe que los iones H+ y los iones OH- nos dirán que cantidades de gramos nos aportaran para el peso equivalente del ácido o base. 



4. ¿Por qué es necesario un la titulación de un testigo en las titulaciones de muestras?

A diferencia de la muestra control que es la que tiene una concentración conocida o un componente conocido y nos ayuda a poder llevar un control en cuánto al resultado de los experimentos, en cambio la muestra testigo tanto puede, como no, llegar a contener el reactivo que se está buscando analizar. Esto se debe a que se quiere observar que efecto tiene esta reacción sin el reactivo a analizar para comparar los resultados respecto a la muestra problema. P.e: en esta práctica si se realizaba un experimento que utilizara un lípido la muestra testigo debía realizarse exactamente igual pero sin el lípido.


5. ¿Qué son los ácidos grasos saturados y ácidos grasos insaturados?
Para empezar los ácidos grasos son ácidos orgánicos, son prácticamente ácidos carboxílicos unidos a una larga cadena hidrocarbonada. 
Podremos diferenciar entre ácidos grasos saturados e insaturados por la presencia de doble enlaces. Los saturados son los que no poseen dobles enlaces porque están saturados de hidrógenos mientras que los que tienen dobles enlaces son considerados insaturados. Éstos últimos presentan isomería del tipo -cis debido a que sus hidrógenos se acomodan en un mismo plano lo que hace que éstos ocupen más espacio lo que les confiere una característica líquida y les permite ser procesados más fácilmente por el organismo. 


6. ¿Qué son los triacilglicéridos?
Están conformados por una molécula de glicerol que está triesterificada, sirve más que nada para el almacenamiento de energía. 


Siendo las R's los ácidos grasos


Conclusión:
El análisis de las pruebas para conocer las propiedades de los lípidos es de suma importancia ya que los aceites y grasas son parte muy importante de la dieta humana. Se corroboró que los ácidos grasos que contiene cierto tipo de grasa o aceite, son los que determinarán las características funcionales de dicha grasa o aceite. El conocer las propiedades de los lípidos es relevante en el área de nutrición para el sector alimentario así como en la bioquímica.


Referencias:
Anónimo. (30 de Abril de 2008). Los átomos de Demócrito . Recuperado el 8 de Abril de 2013, de http://labquimica.wordpress.com/2008/04/30/titulacion-acido-base/
Universidad de Huelva. (2005). Lípidos . Recuperado el 10 de Abril de 2013, de http://www.uhu.es/08007/documentos%20de%20texto/apuntes/2005/pdf/tema_03_lipidos.pdf
-Edgar, C.-V. (15 de Octubre de 2003). Bioquímica y Biología Molecular en Línea . Recuperado el 10 de Abril de 2013, de http://laguna.fmedic.unam.mx/~evazquez/0403/triacilgliceridos.html


Práctica 16


ITESM Campus Puebla
Equipo 8                                                 Sesión 15
Integrantes:
Juan Carlos López Medina                   A01324506
Arturo Tlelo Reyes                               A01099697 
Carla María Barceló Chong                  A01099195 
Iván Eduardo Teáhulos Castillo             A01324895

Responsables del laboratorio:

Mtro. Victor Hugo Blanco Lozano
Dr. Isaac Monroy

Propiedades de los alcoholes y síntesis de aldehídos y cetonas



Objetivo: Estudiar las propiedades de los alcoholes, así como por medio de su oxidación obtener aldehídos y/o cetonas.

Introducción:
-Los alcoholes se dividen en primarios, secundarios y terciarios en base el número de carbonos adyacentes al carbono que están unidos, y es esto lo que les brinda distintas características. Por medio de la oxidación de los mismos se pueden obtener cetonas y aldehídos, para lograrlo se utilizará un oxidante fuerte (dicromato de potasio) que es de un color anaranjado intenso (Cr2O7)^-2 en su estado natural, mientras que al fungir como oxidante pasa a ser Cr^+3, que es de un color verde brillante. Esto nos indica que si un alcohol pasa a ser una cetona o un aldehído además de diferenciarlos por el olor habrá un cambio de color perceptible.

-La esterificación de alcoholes permite obtener esteres como producto de una reacción entre ácidos carboxílicos y alcoholes, con agua como producto final agua. Para que dicha reacción tenga lugar se debe de contar con un medio ácido para que actúe como catalizador. La reacción inversa se conoce como hidrólisis del éster.   (Fernández, 2008)


Experimento I. Solubilidad


Procedimiento:
- Se determinó la solubilidad relativa del etanol, isopropanol, metanol y glicerina en agua y éter.
- Para esto se agregaron 10 gotas del alcohol problema a 1 ml del solvente.


-Resultados:
La glicerina no se pudo disolver debido a que es un compuesto polar y el éter es un compuesto no polar por lo tanto no se podrán disolver entre ellos. Aunque se haya marcado que si disuelve para los grupos de alcoholes está solvencia es relativa ya que no se puede observar claramente, pero 

-Observaciones:

(Fue difícil comprobar a simple vista la presencia de dos capas distintas de líquidos cuando ambas son incoloras).



Experimento II. Reacciones de esterificación de alcoholes


Los esteres son el producto de la reacción entre los alcoholes y los ácidos carboxílicos. Con formación de agua, para que se lleve a cabo la reacción es necesaria además la presencia de un ácido como el ácido sulfúrico, que funciona como catalizador.
La reacción en el sentido opuesto se conoce como hidrólisis del éster, pues el agua rompe el enlace éster para formar nuevamente el ácido y el alcohol.

Procedimiento:
- Se rotularon tres tubos de ensaye con los componentes a mezclar:
1) Alcohol etílico, 2) alcohol isopropílico, 3) alcohol metílico.
- Se puso 1.5ml de cada uno y después se añadieron 1.5ml de ácido acético en el caso de la 1ª esterificación,  y 8 gotas de ácido sulfúrico concentrado como catalizador.
- La mezcla se calentó en baño maría hasta ebullición. Se dejó 3 minutos más y se vertió la mezcla sobre 25ml de agua helada contenida en un vaso de precipitado.
Las muestras de alcoholes se colocaron a baño maría 
Se añadió la muestra, después de 3 minutos, al agua helada
- Por último se identificó el aroma de cada uno:

Resultados:

Esterificación
Muestra del alcohol
Tipo de ácido
Catalizador
Olor
Reacción química
Alcohol etílico

Acético
(ácido etanoico)
Ácido sulfúrico
acetona 






se forma etanoato de etilo 


Alcohol isopropílico

Acético
(ácido etanoico)
Ácido sulfúrico
entre cetona y alcohol, un olor avinagrado







se forma etanoato de metilo

Alcohol metílico

Acético
(ácido etanoico)
Ácido sulfúrico
más fuerte que un alcohol etílico 






 se forma etanoato de isopropilo




- Discusión: ¿agradable o desagradable?

Los olores no eran desagradables pero eran muy fuertes e intensos y un poco difícil de diferenciarlos debido a la misma intensidad. 
Otro problema a la hora de calentar fue que se evaporaban rápidamente y al poner un tapón esté salía despedido por la presión. 

Experimento III. Oxidación de los alcoholes


El objetivo de este experimento es analizar la formación de aldehídos y cetonas a partir de la oxidación de alcoholes.


Para este experimento, se rotularon tres tubos de ensaye con el nombre del alcohol que a estudiar (alcohol etílico, isopropílico y metílico). 
Se agregó 1ml de alcohol en cada tubo de acuerdo al nombre etiquetado.

Se agregaron 20 gotas de ácido sulfúrico diluido como catalizador y 5 gotas de permanganato de potasio, dicromato de potasio y cromato de potasio.
- Se calentaron ligeramente y se registró el olor para cada producto.



Prueba 1: Oxidación con cromato de potasio (K2CrO4):
Oxidante débil
El cromato de potasio originalmente es de un color amarillo brillante.

Alcohol (muestra)
Compuesto formado
Olor
Observaciones
Etílico
Ácido etanoico (ácido acético)
Huele ligeramente a piña
Cambia de color naranja y finalmente amarillo.
Isopropílico
Propanona (acetona) 
Huele a un alcohol frutal
Pasa de amarillo a naranja y finalmente se pone de un color verde
metilico
metanal (formaldehído) 
no se aprecia un olor aparente
Pasa de amarillo a naranja y finalmente se pone de un color verdoso.



Oxidación de alcoholes. Izquierda: alcohol isopropílico. Centro: Etanol. Derecha: metanol. 


Prueba 2: Oxidación con dicromato de potasio (K2CrO7):
Oxidante fuerte
El dicromato de potasio inicialmente es color naranja brillante.

Alcohol (muestra)
Compuesto formado
Olor
Observaciones
Etílico
Etanal
piña
Color amarillo a un verde casi claro. Es una reacción exotérmica pues se calienta un poco el tubo.
Isopropílico
Propanona (acetona) 
alcohol con un toque de acetona
Pasó de un amarillo a un verde claro.
metilico
metanal (formaldehído) 
no se apreció un olor aparente
La oxidación es muy lenta y no hay un cambio de color apreciable. 

Oxidación con dicromato de potasio. 

Prueba 3: Oxidación con permanganato de potasio (KMNO4):
Oxidante fuerte
El permanganato de potasio es de color morado muy oscuro. 

Alcohol (muestra)
Compuesto formado
Olor
Observaciones
Etílico
Ácido etanoico (ácido acético)
y formación de etanol

frutal con otro compuesto no conocido
Se oxida formando un precipitado color café
Isopropílico
Propanona (acetona) 
alcohólico

Se observa un cambio de color a café con restos de algún compuesto flotando
metilico
Metanal (formaldehído) y metanal
no se pudo apreciar un olor conocido
Se aprecia un color entre morado-café con un compuesto disuelto.

Oxidación con permanganato de potasio.

Discusión:  El uso de oxidantes fuertes como el dicromato de potasio y el permanganato de potasio, puede llevar a la formación rápida de aldehídos y cetonas. Sin embargo, algunas de las moléculas sufren de una oxidación vigorosa que lleva a la formación de ácidos carboxílicos; esto se puede apreciar principalmente con el KMNO4 . En cambio, con el KCrO, la oxidación es débil y no permite que todas las moléculas cambien de alcohol a aldehído o cetona; es por esto que no se aprecian bien los aromas y persiste un aroma a alcohólico.

En el caso del alcohol metílico, éste casi no presentó una oxidación fuerte con el KCrO4 y el KCrO7 , pues el cambio de color no fue tan apreciable. Sin embargo, sí hubo una oxidación excesiva con el 

KMNO4 que llevó a la formación de un ácido carboxílico. En el caso de los aldehídos formados, el etanal es el único que tiene un aroma agradable a frutas. 

En cuanto a los precipitados formados, estos eran parte de los productos formados en la reacción de KMNO4 , que además de formar compuestos orgánicos, también se forma KOH que no es soluble en en este tipo de solventes.



Experimento IV. Reacción de Tollens para identificación de aldehídos


* Reacción positiva para aldehídos, negativa para cetonas.

Procedimiento:
* El reactivo de Tollens (hidróxido de plata amoniacal) ya se encontraba preparado en el laboratorio.
- A 5 gotas de cada substancia muestra se añadieron 5 gotas del reactivo de Tollens.
- Se agitaron y calentaron en baño de agua brevemente.

Tiempos de calentamiento
Sacarosa
2:30     mins
Glucosa
00:58   segs
Fructuosa
00:40   segs
Lactosa
2:20     mins 
Maltosa
2:00     mins 


* La aparición de un espejo de plata indicaba prueba positiva.

Resultados:

Muestra
Reacción (+) o (-)
Tipo de azúcar
A
-
Sacarosa
B
+
Glucosa
C
+
Fructuosa
D
+
Lactosa
E
+
Maltosa


Positivos a espejo de plata menos sacarosa, primer tubo de derecha a izquierda


Observaciones/Discusión:
- La glucosa y la fructosa son las únicas soluciones que debieron resultar positivas en dicha prueba, ya que son las únicas que presentan un grupo aldehído. Por lo que suponemos que las muestras se contaminaron debido a un mal uso de las pipetas. 


Conclusiones:
- El reconocimiento y síntesis de los compuestos comprendidos en esta práctica nos permite comprender un poco mejor la importancia de los alcoholes y los grupos hidroxilos ya que a partir de éstos por distintos métodos, en este caso el de la oxidación, se pueden obtener otros compuestos como aldehídos, cetonas y ácidos carboxílicos. La prueba de Tollens resulta muy útil para demostrar si el compuesto que hemos sintetizado o que ya teníamos previamente es un aldehído o una cetona, también se puede saber por el olor pero debido a la subjetividad del mismo es mejor realizar una prueba más contundente como ésa. 





Cuestionario:

1) Explicar el mecanismo de solubilidad del glicerol en éter.

El glicerol es una sustancia polar que es un buen disolvente perfectamente miscible en agua y en alcoholes debido a sus grupos hidroxilos , mientras que en éter es totalmente inmiscible, esto se debe a que éste es una  sustancia no polar y la regla de miscibilidad constata que, hablando de sustancias, polar solvata a polar y no polar solvata a no polar. 

2) Escribir la reacción química que se efectúa al reaccionar el etanol con sodio. ¿Qué gas se desprende de esa reacción?

-Se tiene un desprendimiento de Hidrógeno 




3) Escribe la estructura de los productos de oxidación esperados en la oxidación de los alcoholes usados en tu experimento. Si no observaste reacción con ninguno de los alcoholes explica por qué.


 Álcohol etílico                                                  -->                                        Ácido etanoico 




           


             -------------->


Alcohol Metílico                                                 -->                                         Metanal 





               ------------->






Alcohol Isopropílico                                           -->                                            Propanona 



                ----------->





4) ¿Cómo identificó el grupo carbonilo en aldehídos y cetonas?
El grupo carbonilo se encuentra constituido por un enlace polar
En los aldehídos nuestro grupo carbonilo se encuentra en un extremo ROH (-CHO), mientras que en las cetonas nuestro grupo carbonilo se encuentra entre dos carbonos intermedios RCOR.
La oxidación de alcoholes primarios nos da como resultado la formación de aldehídos mientras que la oxidación de alcoholes secundarios forma cetonas.


5) Escriba la reacción que permitió dicha identificación.

     
-Oxidación de alcoholes primarios a aldehídos:


-Oxidación de alcoholes secundarios a cetonas:




6) ¿Cómo diferenció a un aldehído de una cetona? 
Debido al enlace polar que nos genera el grupo carbonilo, el carbón al que se encuentran unidos se vuelve un electrófilo permitiendo que se lleve a cabo la reacción de la prueba de Tollens que nos formará un espejo de plata si el compuesto que se está identificando es un aldehído.


7) Escriba la o las reacciones que le permitieron diferenciar uno de otro.



8) Complete el siguiente cuadro, indicando sus resultados:

Referencias:
Fernández, G. (18 de Noviembre de 2008). Químimca Orgánica . Recuperado el 25 de Marzo de 2013, de http://www.quimicaorganica.org/acidos-carboxilicos/429-sintesis-de-esteres-a-partir-de-acidos-carboxilicos-esterificacion.html
Junta de Andalucía . (s.f.). Aldehídos y Cetonas . Recuperado el 02 de Abril de 2013, de http://www.juntadeandalucia.es/averroes/recursos_informaticos/concurso1998/accesit8/cac.htm
-Universidad de las Palmas de Gran Canaria . (s.f.). UPGC: Reacciones Aldehídos-Cetonas . Recuperado el 01 de Abril de 2013, de http://www.ulpgc.es/descargadirecta.php?codigo_archivo=4538
-Germán, F. (16 de Noviembre de 2008). Química Orgánica . Recuperado el 02 de Abril de 2013, de http://www.quimicaorganica.org/alcoholes/418-oxidacion-de-alcoholes.html