1. AULA DE LABORATÓRIO: Propriedades químicas de aldeídos e cetonas (Espelho de prata).

2. OBJETIVO:

Identificar e diferenciar aldeídos e cetonas, verificando suas propriedades por meio de reações características.

3. RESUMO: Identificação das propriedades químicas das funções orgânicas Aldeídos e Cetonas

através de testes específicos.

4. INTRODUÇÃO:

Os aldeidos e cetonas possuem como grupo funcional a carbonila, no qual o carbono esta hibridizado sp2. Essa ligacao e polar – o carbono esta com carater positivo: eletrofilico – e e a responsavel pela grande reatividade dessa classe de compostos. Os aldeidos e cetonas com pelo menos um hidrogênio α (hidrogenio ligado no carbono vizinho ao grupo carbonila) encontram-se em um equilibrio dinâmico com um isomero denominado enol (Esquema 19). Esse equilibrio e denominado tautomerismo cetoenolico e, na grande maioria das vezes, esta deslocado sempre para a forma ceto (para os aldeidos ou cetonas), isto e, sempre tem muito mais aldeido ou cetona do que enol.

Aldeidos e cetonas sao muito usados em perfumaria e industrias alimenticias e farmaceuticas como odorizantes.

O metanal (formaldeido) e um gas normalmente comercializado na forma de uma solucao aquosa a 37% conhecida como formol ou formalina. Esta solucao e muito utilizada como desinfetante e como conservante de amostras biologicas. O formaldeido (gas) e usado na producao das resinas baquelite, formica (formaldeido + ureia), etc.

O etanal (acetaldeido) e um liquido incolor de cheiro caracteristico: aquele cheiro tipico dos carros a alcool e devido a oxidacao parcial do alcool etilico a etanal. E utilizado na fabricacao de polimeros (por exemplo, o poliacetato de vinila – PVA – cola branca), inseticidas (e materia-prima para a obtencao de DDT), e na fabricacao dos espelhos comuns (espelhos de prata).

A acetona (propanona) e a cetona mais simples e e usada como solventes (de lacas, resinas, acetileno), na extracao de oleos vegetais e na fabricacao de medicamentos hipnoticos como o sulfonal (um sonifero).

Os aldeidos e cetonas sao muito importantes na Quimica Organica devido a versatilidade, ao grande numero de reacoes de que podem participar, com possibilidade de formacao de varios tipos de produtos. Vamos ver as caracteristicas do grupo funcional carbonila para o qual a gente estende essa reatividade: como contem uma insaturacao (C=O), apresentam, por isso, tendencia a sofrer reacoes de adicao, como os alcenos. Todavia, diferentemente dos alcenos, a ligacao _ e muito polarizada, o que traz consequencias importantes. O carbono tem carater positivo e assim sofre ataque de especies que possuem uma carga negativa ou um par de eletrons nao ligantes (nucleofilos). Relembre que nos alcenos quem inicia a reacao de adicao a C=C e uma especie positiva – um eletrofilo.

A reacao de Grignard e um exemplo classico de adicao nucleofilica a carbonila (Esquema 20). Como no reagente de Grignard, o carbono esta ligado a um metal – mais eletropositivo – o carbono esta com carater nucleofilico e entao se adiciona a carbonila, formando alcoois. Observe – analise as estruturas – que reacoes com o formaldeido sempre formam alcoois primarios, com aldeidos sao formados álcoois secundarios e com cetonas, alcoois terciarios.Como o hidrogenio e menor que grupos alquila, em todas as reacoes de adicao nucleofilica os aldeídos reagem mais rapidamente que as cetonas (tem mais espaco para o nucleofilo atacar a carbonila de aldeidos) e o formaldeido e o mais reativo de todos (tem hidrogenio dos dois lados).

Outra reacao de adicao nucleofilica a C=O, e que acontece muito na natureza, e a da adicao de alcoois a aldeidos, formando hemiacetais e acetais (ou hemicetais ou cetais, se ocorrer com cetonas).

Essas funcoes organicas sao muito instaveis – porque contem dois atomos de oxigenio eletronegativos ligados a um mesmo carbono e normalmente a gente nao consegue obte-los (rapidamente voltam para as cetonas ou aldeidos, embora esteja comprovado que se formam!). Todavia, quando as funcoes OH e C=O estao na mesma molecula, essa reacao acontece bem mais facilmente e os produtos sao, tambem, facilmente isolados.

Os acucares (carboidratos) sao compostos de funcao mista: polialcool-aldeido ou polialcool-cetona de formula geral CnH2nOn. Sao classificados em monossacarideos, dissacarideos ou polissacarideos, sendo esses dois ultimos formados por dois (dissacarideos) ou mais monossacarideos (os polissacarideos são polimeros naturais). Por exemplo, a glicose e um monossacarideo, a sacarose (acucar de cozinha), um dissacarideo (glicose + frutose) e o amido, um polissacarideo (e constituido por mais ou menos 1.400 unidades de glicose). Agora, repare bem a estrutura deles (Figura 23) e perceba que sao hemicetais ou hemiacetais. Na realidade, o que ocorre e que como a OH e a C=O pertencem a mesma molecula, são mantidos permanentemente na vizinhanca um do outro: mesmo quando ha um desligamento momentaneo (e ha, em solucao: os hemicetais e hemiacetais estao frequentemente se desligando) a molecula tende a passar a maior parte do tempo na forma ciclica (hemiacetal ou hemicetal), especialmente se o anel formado tiver cinco ou seis membros.

Alem da reacao de adicao a carbonila, os aldeidos podem sofrer reacoes de oxidacao, formando ácidos carboxilicos – existem inumeros reagentes que podem fazer isso, dentre os quais o K2Cr2O7 em meio acido (mesmo oxidante que a gente viu para os álcoois e utilizado nos bafômetros), KMnO4 (permanganato de potássio), hipocloritos (agua sanitária) e o complexo Ag (NH3)2OH (complexo diamin-prata). Esse ultimo, ao oxidar aldeídos, forma prata metálica (Ag0) que se deposita no recipiente onde se faz a reação. E dessa maneira que são feitos os espelhos (Esquema 22). As cetonas, como não possuem hidrogênio diretamente ligado ao carbono da carbonila, não são oxidadas.

Aldeídos e cetonas podem ser reduzidos, e ai, dependendo do reagente usado, vão formar álcoois (com Zn, HCl, por exemplo) ou hidrocarbonetos (com amalgama de Zn/HCl). No esquema 23 são mostrados exemplos. Observe que aldeídos vão gerar álcoois primários e cetonas álcoois secundários.

5. MATERIAIS E MÉTODOS:

5.1. MATERIAIS UTILIZADOS:

1. Tubo de ensaio2. Béquer 3. Proveta4. Conta gota

5.2. REAGENTES UTILIZADOS:

1. Acetona2. Formaldeido3. Ácool etílico P.A4. 2,4-dinitrofenilhidrazina5. CuSO4 aquoso (Fehling A)6. Tartarato de sódio e potássio (Fehling B)

7. Solução de NaOH 10%8. Solução de AgNO3 2%9. Solução de NH4OH 2%10. Reagente de Schiff

5. 3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL:Teste com 2,4-dinitrofenilhidrazina: Adicionou-se ao tubo de ensaio 2 gotas de

formaldeído em 1mL de álcool etílico e 1,5mL de 2,4-dinitrofenilhidrazina. Agitou o tubo bem e deixou em repouso por alguns minutos. Observou a coloração amarelada que a solução presente no tubo de ensaio formou. Repetiu o mesmo procedimento em outro tubo de ensaio, substituindo o formaldeído pela acetona. Tanto o aldeído como a cetona reagem.

Teste com reagentes de Fehling: Adicionou-se ao tubo de ensaio 0,5mL do reagente Fehling A (CuSO4 aquoso) e 0,5 do reagente Fehling B (tártaro de sódio e potássio + NaOH). Adicionou ao tubo de ensaio 1mL da solução do composto a testar (formaldeído), e levou-o ao banho-maria por aproximadamente 15 minutos. Repetiu o mesmo procedimento em um outro tubo de ensaio, substituindo o formaldeído pela acetona. Obeservou que o tártaro funciona de modo a formar um complexo de coloração azul escura, com os íons Cu2+ e facilitar a reação. Na reação com o aldeído, o cobre II é reduzido a cobre I.

R - CHO + Cu2+ => R – COO- Na+ + Cu2O (Precipitado cor de tijolo)Cetonas não reagem.

Teste com reagente de Tollens (espelho de prata): Adicionou a um tubo de ensaio 1 gota de solução NaOH 10% e 1mL de solução de AgNO3 2%. Após adicionado as soluções de NaOH 10% e de AgNO3 2%, adicionou aproximadamente 5mL de solução NH4OH 2% para total dissolução do óxido de prata (Ag2O). Adiciou-se ao tubo 2 gotas de formaldeído, agitando bem; após a agitação deixou em repouso por alguns minutos. Repetiu o mesmo procedimento em outro tubo de ensaio substituindo o formaldeído pela acetona. As reações que ocorreram nesta etapa são descritas pelas equações:

AgNO3 + NaOH => NaNO3 + H2O + Ag2O (Insolúvel)

Ag2O + NaOH => [Ag(NH3)2] OH (Solúvel) (Reagente de Tollens)

R – CHO + [Ag(NH3)2] OH => R – COO- NH4+ + NH3 + Ag(S) (Espelho de

Prata)

Teste de Schiff (fucsina): Adicionou a um tubo de ensaio 1mL do reagente Schiff e 10 gotas de formaldeído. Agitou e observou a cor resultante. Repetiu o mesmo procedimento em outro tubo de ensaio substituindo o formaldeído pela acetona.

6. RESULTADO E DISCUSSÃO:

TABELA 1: Propriedades químicas de aldeídeos e cetonas.

Teste Cetona Formaldeído 2,4-dinitrofenilhidrazina Amarelo escuro Amarelo claroFehling Não houve precipitado Formação de precipitadoTollens(Espelho de prata) Não houve formação Formou espelho de prataSchiff Negativo incolor Violeta

Teste com 2,4-dinitrofenilhidrazina: No teste com 2,4-dinitrofenilhidrazina, pode-se observar que a acetona apresenta uma coloração amarelo escuro, e o formaldeído uma coloração amarelo claro. Assim, as duas substâncias reagem.

Teste com reagentes de Fehling: No teste com reagentes de Fehling, observou-se a formação de precipitado apenas com o reagente formaldeído, havendo assim uma reação entre eles; já a acetona não reage.

Teste com reagente de Tollens (espelho de prata): No teste com reagente de Tollens (espelho de prata), o formaldeído reage com as substância adicionadas ao tubo de ensaio, formando o espelho de prata; já a acetona não reage.

Teste de Schiff (fucsina): No teste com reagente de Schiff(fucsina), a acetona não reage, pois a substância continua incolor; já o formaldeído apresenta uma coloração violeta, havendo a reação entres as substâncias encontradas no tudo de ensaio.

7. CONCLUSÃO:Conclui-se que o Teste com 2,4 - dinitrofenilhidrazina pode ser utilizado apenas

para confirmação da presença de C=O, portanto não sendo viável quanto à identificação de aldeídos ou cetonas em uma solução. Os testes com reagentes de Fehling, Teste com reagentes de Fehling e Teste com reagentes de Fehling podem ser utilizados na identificação e confirmação da presença de aldeídos em uma solução, visto que cetonas tem resultado negativo nos referentes testes.

8. REFERÊNCIA :

Disponível em:http://web.ccead.puc-rio.br/condigital/mvsl/Sala%20de%20Leitura/conteudos/SL_funcoes_organicas.pdfAcesso: 22/05/11