A veces se necesita un empujón
¿Alguna vez ha tenido el placer de intentar convencer a un niño pequeño de que limpie sus juguetes al final del día? En caso de que no lo hayas hecho, alerta de spoiler, no es tan fácil la mayor parte del tiempo. Los niños pequeños no vienen precableados para querer recoger juguetes, sino que prefieren sacarlos a todas partes y crear lo que parece un caos. Entonces, ¿cómo logras que hagan lo que les pediste e introduzcan un poco de orden en la casa? Bueno, la respuesta a esa pregunta, lamentablemente, no es tan trivial la mayoría de las veces. A veces, sin embargo, si simplemente les das un pequeño ‘empujón’ con tus palabras al atraerlos con una recompensa de algún tipo, ¡lo imposible se vuelve posible!
¿Sabías que las reacciones de la química orgánica a veces también necesitan un impulso similar? Muchas veces, una reacción química no ocurre por sí sola, se necesita algo de «tentación» por parte del químico para iniciar el proceso, al igual que con el niño pequeño. La mayoría de las veces, el empujón en sí se manifiesta simplemente como un calentamiento de la reacción para hacerla funcionar. En nuestra lección de hoy, hablaremos sobre una reacción orgánica llamada esterificación y discutiremos por qué y cómo calentar adecuadamente la reacción para ayudarla. ¡Demos un empujón a esas moléculas!
¿Qué es la esterificación?
Mencionemos muy brevemente lo que implica una reacción de esterificación antes de llegar a cómo se configura la reacción. Una reacción de esterificación implica tomar un ácido carboxílico y un alcohol y hacerlos reaccionar juntos en presencia de un catalizador ácido, generalmente ácido sulfúrico, para formar un éster. Este método de esterificación se denomina comúnmente esterificación de Fischer. Por ejemplo, el acetato de etilo se puede preparar fácilmente haciendo reaccionar ácido acético con etanol en presencia de ácido sulfúrico mediante una esterificación de Fischer.
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¿Qué se necesita para que la reacción funcione?
La mayoría de las veces, simplemente tomar los ingredientes necesarios para una reacción de esterificación y mezclarlos no será suficiente para que ocurra la reacción. Necesita algo de energía para hacerlo funcionar. Esta energía se puede suministrar en forma de calor desde una placa calefactora de laboratorio de algún tipo, al igual que la estufa de su cocina sirve como fuente de calor para cocinar sus alimentos. El término técnico para calentar una reacción química se llama reflujo , que simplemente se refiere a permitir que una mezcla de reacción llegue a ebullición seguida de la condensación de los vapores de vuelta a la mezcla de reacción por la acción de un condensador de enfriamiento.
El uso de un condensador de enfriamiento es vital en este caso, porque si uno no se usara, todos los líquidos simplemente se evaporarían a la atmósfera y la reacción se perdería. No solo eso, sino que calentar una reacción hasta que se seque es extremadamente peligroso. ¿Alguna vez has dejado que el agua de la olla de pasta baje demasiado por hervirla? Eventualmente quema el fondo de tu sartén y huele muy mal en la cocina, ¿verdad? Es el mismo tipo de idea aquí, solo que las consecuencias de seguridad son mucho más graves que un fondo de olla quemado y un olor molesto (peligros de explosión, peligros de incendio, etc.).
Cómo configurar una reacción de esterificación
Entonces, digamos que necesita configurar una reacción de esterificación en el laboratorio, ¿cómo lo haría de manera correcta y segura? Comenzaría colocando todos sus productos químicos en lo que se llama un matraz de fondo redondo (RBF). Un RBF es una pieza común de material de vidrio de laboratorio que se utiliza para ejecutar reacciones orgánicas. Después de que tuvieras tu reacción en el matraz, equiparías la parte superior del matraz con lo que se llama un condensador de agua. El propósito del condensador es enfriar los vapores en ebullición y hacer que se condensen nuevamente a su forma líquida y caigan nuevamente al matraz de reacción.
El condensador de reflujo tiene dos pequeñas aberturas a los lados, una para que el agua fluya desde un grifo y otra para que el agua fluya hacia un fregadero de algún tipo, y se utilizan mangueras de goma para unir cada una de las aberturas. Una vez que el condensador está correctamente instalado en el matraz, ¡estamos listos para agregar nuestra fuente de calor y comenzar a refluir la reacción de esterificación!
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Otro equipo que es útil tener para un experimento de reflujo es una placa de agitación. El propósito de una placa de agitación es, obviamente, remover el contenido del matraz de reacción, pero la razón por la que es importante es que siempre desea promover una ebullición suave y uniforme. Se puede lograr fácilmente una ebullición suave y uniforme de la mezcla de reacción simplemente agitando la reacción para mantener constantemente los líquidos en movimiento.
Resumen de la lección
En esta lección, aprendimos que una reacción de esterificación implica tomar un ácido carboxílico y un alcohol y hacerlos reaccionar juntos en presencia de un catalizador ácido, generalmente ácido sulfúrico, para formar un éster. Este método de esterificación se denomina comúnmente esterificación de Fischer. También vimos que para promover la reacción, generalmente se necesita una fuente de energía, que es más comúnmente en forma de calor.
El término técnico para calentar una reacción química se llama reflujo , que simplemente se refiere a permitir que una mezcla de reacción llegue a ebullición seguida de la condensación de los vapores de vuelta a la mezcla de reacción por la acción de un condensador de enfriamiento. Las piezas de equipo esencial necesarias para ejecutar la reacción incluyen:
Propiedades de confiabilidad de los sistemas: principios y propósito
- Un matraz de fondo redondo: una pieza común de material de vidrio de laboratorio que se utiliza para ejecutar reacciones orgánicas.
- Condensador de agua: el propósito del condensador es enfriar los vapores en ebullición y hacer que se condensen nuevamente a forma líquida y vuelvan a caer en el matraz de reacción.
- Placa de agitación: el propósito de una placa de agitación es promover una ebullición suave y uniforme de la mezcla de reacción.
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