En la industria química farmacéutica de Bogotá, se identifican las familias de compuestos orgánicos oxigenados.
¿Cuál es el grupo funcional característico que define a los alcoholes y fenoles?
Elige una opción para comprobar tu respuesta.
Respuesta correcta: B)El grupo hidroxilo (−OH).
💡 Explicación
Los alcoholes (R−OH) y fenoles (Ar−OH) contienen el grupo funcional hidroxilo (−OH) unido a cadenas alquílicas o anillos aromáticos respectivamente.
Ver respuesta
Respuesta correcta: B)El grupo hidroxilo (−OH).
A)El grupo carbonilo (−C=O).Incorrecto. Es el grupo funcional característico de aldehídos y cetonas.
B)El grupo hidroxilo (−OH).Correcto. Los alcoholes y fenoles se caracterizan por la presencia de uno o más grupos hidroxilo covalentemente unidos a carbonos.
C)El grupo carboxilo (−COOH).Incorrecto. Es el grupo funcional característico de los ácidos carboxílicos.
D)El grupo amino (−NH2).Incorrecto. Es el grupo funcional característico de las aminas.
💡 Explicación
Los alcoholes (R−OH) y fenoles (Ar−OH) contienen el grupo funcional hidroxilo (−OH) unido a cadenas alquílicas o anillos aromáticos respectivamente.
Pregunta 2
Pregunta 2 · D4Bloom: Remember
En un laboratorio escolar de Medellín, se diferencian estructuralmente el etanol (CH3−CH2−OH) y el fenol (C6H5−OH).
¿Cuál es la diferencia estructural fundamental entre un alcohol y un fenol?
Elige una opción para comprobar tu respuesta.
Respuesta correcta: B)En los alcoholes el grupo −OH está unido a un carbono alifático (sp3), mientras en los fenoles está unido directamente a un anillo aromático (sp2).
💡 Explicación
En un alcohol alifático, el grupo −OH se enlaza a un carbono saturado con hibridación sp3 (R−OH). En un fenol, el grupo −OH está enlazado directamente a un átomo de carbono con hibridación sp2 de un anillo aromático (Ar−OH).
Ver respuesta
Respuesta correcta: B)En los alcoholes el grupo −OH está unido a un carbono alifático (sp3), mientras en los fenoles está unido directamente a un anillo aromático (sp2).
A)Los alcoholes contienen átomos de nitrógeno y los fenoles no.Incorrecto. Ninguno de los dos posee nitrógeno en su estructura base.
B)En los alcoholes el grupo −OH está unido a un carbono alifático (sp3), mientras en los fenoles está unido directamente a un anillo aromático (sp2).Correcto. En el fenol el −OH se enlaza a un carbono del anillo bencénico, alterando notablemente su acidez y reactividad.
C)Los fenoles son solubles en gasolina y los alcoholes son gases incombustibles.Incorrecto. El etanol y metanol son líquidos combustibles muy volátiles.
D)Los alcoholes poseen enlaces iónicos y los fenoles no.Incorrecto. Ambos son compuestos orgánicos moleculares con enlaces covalentes.
💡 Explicación
En un alcohol alifático, el grupo −OH se enlaza a un carbono saturado con hibridación sp3 (R−OH). En un fenol, el grupo −OH está enlazado directamente a un átomo de carbono con hibridación sp2 de un anillo aromático (Ar−OH).
Pregunta 3
Pregunta 3 · D4Bloom: Remember
En una planta licorera en Cali, se analiza el proceso de fermentación del etanol y sus propiedades físicas.
¿Por qué el etanol (CH3−CH2−OH) tiene un punto de ebullición (78∘C) mucho más alto que el del etano (CH3−CH3, −88∘C)?
Elige una opción para comprobar tu respuesta.
Respuesta correcta: D)Debido a la formación de puentes de hidrógeno intermoleculares entre las moléculas de etanol.
💡 Explicación
El enlace O−H highly polar del grupo hidroxilo en los alcoholes permite la atracción dipolar especial mediante puentes de hidrógeno entre moléculas vecinas, elevando drásticamente su punto de ebullición frente a los alcanos de masa similar.
Ver respuesta
Respuesta correcta: D)Debido a la formación de puentes de hidrógeno intermoleculares entre las moléculas de etanol.
A)Porque el etano es un compuesto metálico de alta densidad.Incorrecto. El etano es un alcano no polar de baja masa molar.
B)Porque el etanol reacciona con el nitrógeno del aire aumentando su masa.Incorrecto. El punto de ebullición es una propiedad física pura.
C)Porque el etanol carece de electrones de valencia.Incorrecto. Todos los compuestos orgánicos neutros poseen pares de electrones de valencia.
D)Debido a la formación de puentes de hidrógeno intermoleculares entre las moléculas de etanol.Correcto. El grupo polar −OH permite formar redes de puentes de hidrógeno intermoleculares que exigen más energía para romper.
💡 Explicación
El enlace O−H highly polar del grupo hidroxilo en los alcoholes permite la atracción dipolar especial mediante puentes de hidrógeno entre moléculas vecinas, elevando drásticamente su punto de ebullición frente a los alcanos de masa similar.
Pregunta 4
Pregunta 4 · D4Bloom: Remember
Se clasifica el 2-propanol (alcohol isopropílico) en el laboratorio de Tunja según el tipo de carbono al que se une el −OH.
¿A qué categoría pertenece el 2-propanol (CH3−CH(OH)−CH3)?
Elige una opción para comprobar tu respuesta.
Respuesta correcta: C)Alcohol secundario.
💡 Explicación
Un alcohol se clasifica como primario, secundario o terciario según el tipo de carbono que soporta al grupo hidroxilo. En el CH3−CH(OH)−CH3, el carbono 2 está unido a dos carbonos, por lo que es un alcohol secundario (2∘).
Ver respuesta
Respuesta correcta: C)Alcohol secundario.
A)Alcohol primario.Incorrecto. En alcoholes primarios el −OH se enlaza a un carbono unido a un solo carbono (ej. 1-propanol).
B)Alcohol terciario.Incorrecto. En alcoholes terciarios el −OH está en un carbono unido a tres carbonos (ej. 2-metil-2-propanol).
C)Alcohol secundario.Correcto. El grupo −OH se enlaza a un carbono secundario (unido directamente a otros dos átomos de carbono).
D)Fenol sustituido.Incorrecto. El 2-propanol es un alcohol alifático, no un compuesto aromático.
💡 Explicación
Un alcohol se clasifica como primario, secundario o terciario según el tipo de carbono que soporta al grupo hidroxilo. En el CH3−CH(OH)−CH3, el carbono 2 está unido a dos carbonos, por lo que es un alcohol secundario (2∘).
Pregunta 5
Pregunta 5 · D6Bloom: Apply
Un laboratorio de química orgánica en Manizales realiza la oxidación del 1-propanol (alcohol primario) con dicromato de potasio (K2Cr2O7) en medio ácido.
¿Qué producto orgánico se obtiene en primera instancia por la oxidación controlada de un alcohol primario?
Elige una opción para comprobar tu respuesta.
Respuesta correcta: A)Un aldehído (propanal).
💡 Explicación
La oxidación de alcoholes primarios (R−CH2OH) elimina los dos átomos de hidrógeno (uno del −OH y otro del Cα), formando un grupo carbonilo terminal (R−CHO), es decir, un aldehído. Si la oxidación prosigue, se convierte en ácido carboxílico.
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Respuesta correcta: A)Un aldehído (propanal).
A)Un aldehído (propanal).Correcto. La oxidación suave de un alcohol primario remueve dos hidrógenos generando un aldehído (−CHO).
B)Una cetona (propanona).Incorrecto. Las cetonas se obtienen por oxidación de alcoholes secundarios.
C)Un alqueno (propeno).Incorrecto. La formación de alquenos ocurre por deshidratación con ácido sulfúrico concentrado.
D)Un éter simétrico.Incorrecto. La síntesis de éteres es una sustitución intermolecular por deshidratación.
💡 Explicación
La oxidación de alcoholes primarios (R−CH2OH) elimina los dos átomos de hidrógeno (uno del −OH y otro del Cα), formando un grupo carbonilo terminal (R−CHO), es decir, un aldehído. Si la oxidación prosigue, se convierte en ácido carboxílico.
Pregunta 6
Pregunta 6 · D6Bloom: Apply
En el mismo laboratorio de Manizales, se somete a oxidación el 2-propanol (alcohol secundario) con permanganato de potasio (KMnO4).
¿Cuál es el producto de la oxidación de este alcohol secundario?
Elige una opción para comprobar tu respuesta.
Respuesta correcta: B)Una cetona (propanona o acetona).
💡 Explicación
Los alcoholes secundarios (R1−CH(OH)−R2) poseen un hidrógeno en el carbono α. Al oxidarse pierden este hidrógeno y el del −OH, formando un grupo carbonilo interno (R1−CO−R2), que corresponde a una cetona.
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Respuesta correcta: B)Una cetona (propanona o acetona).
A)Un ácido carboxílico de dos carbonos.Incorrecto. Requeriría la ruptura del esqueleto de carbono.
B)Una cetona (propanona o acetona).Correcto. La oxidación de alcoholes secundarios convierte el grupo −CH(OH)− en un grupo carbonilo no terminal (−CO−), formando una cetona.
C)Un ester aromático.Incorrecto. Los ésteres se forman por reacción entre alcoholes y ácidos carboxílicos.
D)El producto no reacciona porque los alcoholes secundarios son inalterables.Incorrecto. Los alcoholes secundarios se oxidan fácilmente a cetonas.
💡 Explicación
Los alcoholes secundarios (R1−CH(OH)−R2) poseen un hidrógeno en el carbono α. Al oxidarse pierden este hidrógeno y el del −OH, formando un grupo carbonilo interno (R1−CO−R2), que corresponde a una cetona.
Pregunta 7
Pregunta 7 · D6Bloom: Apply
Se prueba la oxidación del 2-metil-2-propanol (alcohol terciario) con oxidantes fuertes (K2Cr2O7/H+) a temperatura ambiente en Bucaramanga.
¿Por qué los alcoholes terciarios son resistentes a la oxidación en condiciones suaves?
Elige una opción para comprobar tu respuesta.
Respuesta correcta: A)Porque el carbono que porta el grupo −OH carece de átomos de hidrógeno disponibles (Calpha−H) para ser removidos.
💡 Explicación
La oxidación suave de alcoholes implica la abstracción del hidrógeno unido al carbono que sostiene al −OH (Calpha−H). Como los alcoholes terciarios (R3C−OH) tienen dicho carbono unido a tres grupos alquilo y a cero hidrógenos, no pueden oxidarse sin romper covalentemente el esqueleto de carbono.
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Respuesta correcta: A)Porque el carbono que porta el grupo −OH carece de átomos de hidrógeno disponibles (Calpha−H) para ser removidos.
A)Porque el carbono que porta el grupo −OH carece de átomos de hidrógeno disponibles (Calpha−H) para ser removidos.Correcto. Para formar el doble enlace C=O sin romper la cadena C−C, se requiere un hidrógeno en el carbono α, del cual carecen los alcoholes 3∘.
B)Porque no son solubles en agua.Incorrecto. La solubilidad no impide las reacciones redox si se usa solvente adecuado.
C)Porque el grupo −OH de los alcoholes terciarios es un gas inerte.Incorrecto. Sigue siendo un grupo funcional líquido reactivo.
D)Porque son compuestos altamente aromáticos.Incorrecto. Son alcoholes alifáticos ramificados.
💡 Explicación
La oxidación suave de alcoholes implica la abstracción del hidrógeno unido al carbono que sostiene al −OH (Calpha−H). Como los alcoholes terciarios (R3C−OH) tienen dicho carbono unido a tres grupos alquilo y a cero hidrógenos, no pueden oxidarse sin romper covalentemente el esqueleto de carbono.
Pregunta 8
Pregunta 8 · D6Bloom: Apply
En una síntesis industrial en Cartagena, se calienta etanol en presencia de ácido sulfúrico concentrado (H2SO4) a 180∘C.
¿Qué tipo de reacción ocurre y qué producto principal se obtiene?
Elige una opción para comprobar tu respuesta.
Respuesta correcta: A)Reacción de deshidratación intramolecular que produce eteno (CH2=CH2) y agua.
💡 Explicación
La deshidratación de alcoholes catalizada por ácido sulfúrico es una reacción de eliminación (E1 o E2). A temperaturas elevadas (sim180∘C), se elimina una molécula de agua de la propia molécula de alcohol (deshidratación intramolecular), originando un doble enlace C=C (eteno).
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Respuesta correcta: A)Reacción de deshidratación intramolecular que produce eteno (CH2=CH2) y agua.
A)Reacción de deshidratación intramolecular que produce eteno (CH2=CH2) y agua.Correcto. La deshidratación intramolecular de alcoholes en medio ácido fuerte a alta temperatura elimina H2O formando un alqueno.
B)Reacción de adición que produce etano.Incorrecto. La adición requiere hidrógeno gaseoso sobre un doble enlace.
C)Reacción de halogenación que produce cloroetano.Incorrecto. Requiere reactivos halogenantes como HCl o PCl3.
D)Reacción de saponificación que produce jabón.Incorrecto. La saponificación es la hidrólisis básica de ésteres o grasas.
💡 Explicación
La deshidratación de alcoholes catalizada por ácido sulfúrico es una reacción de eliminación (E1 o E2). A temperaturas elevadas (sim180∘C), se elimina una molécula de agua de la propia molécula de alcohol (deshidratación intramolecular), originando un doble enlace C=C (eteno).
Pregunta 9
Pregunta 9 · D6Bloom: Apply
En el laboratorio de la Universidad Nacional en Bogotá, se mide el pKa del fenol (C6H5OH,pKa≈10) y se compara con el del etanol (CH3CH2OH,pKa≈16).
¿Por qué el fenol es aproximadamente un millón de veces más ácido (pKa=10) que el etanol (pKa=16)?
Elige una opción para comprobar tu respuesta.
Respuesta correcta: D)Porque la base conjugada del fenol (ion fenóxido) estabiliza la carga negativa por resonancia deslocalizándola sobre el anillo aromático.
💡 Explicación
La acidez de un compuesto aumenta cuando su base conjugada es muy estable. En el ion fenóxido (C6H5O−), el par solitario sobre el oxígeno se deslocaliza por resonancia en los orbitales p del anillo bencénico. En el ion etóxido (CH3CH2O−), la carga negativa se encuentra fija y concentrada sobre el oxígeno, haciendo al etanol mucho menos ácido.
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Respuesta correcta: D)Porque la base conjugada del fenol (ion fenóxido) estabiliza la carga negativa por resonancia deslocalizándola sobre el anillo aromático.
A)Porque el etanol posee mayor masa molecular que el fenol.Incorrecto. El fenol (94 g/mol) es más pesado que el etanol (46 g/mol).
B)Porque el fenol no posee átomos de oxígeno en su estructura.Incorrecto. El fenol posee un grupo −OH enlazado al anillo bencénico.
C)Porque el etanol reacciona con el dióxido de carbono del aire formando un ácido fuerte.Incorrecto. El etanol es un compuesto neutro en solución acuosa.
D)Porque la base conjugada del fenol (ion fenóxido) estabiliza la carga negativa por resonancia deslocalizándola sobre el anillo aromático.Correcto. El ion fenóxido (C6H5O−) deslocaliza la carga negativa en el sistema pi del benceno, desplazando el equilibrio hacia la ionización ácida.
💡 Explicación
La acidez de un compuesto aumenta cuando su base conjugada es muy estable. En el ion fenóxido (C6H5O−), el par solitario sobre el oxígeno se deslocaliza por resonancia en los orbitales p del anillo bencénico. En el ion etóxido (CH3CH2O−), la carga negativa se encuentra fija y concentrada sobre el oxígeno, haciendo al etanol mucho menos ácido.
Pregunta 10
Pregunta 10 · D6Bloom: Apply
Un estudiante investiga la nomenclatura IUPAC de las estructuras de éteres, como el etoxietano (CH3−CH2−O−CH2−CH3).
¿Cuál es la fórmula general y el grupo funcional característico que define a la familia de los éteres?
Elige una opción para comprobar tu respuesta.
Respuesta correcta: A)R1−O−R2, caracterizada por un átomo de oxígeno unido mediante enlaces sencillos a dos grupos alquilo o arilo.
💡 Explicación
Los éteres son compuestos orgánicos de fórmula general R1−O−R2 (donde R1 y R2 pueden ser grupos alquilo o arilo, iguales o diferentes). Presentan un átomo de oxígeno esquelético central con hibridación sp3.
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Respuesta correcta: A)R1−O−R2, caracterizada por un átomo de oxígeno unido mediante enlaces sencillos a dos grupos alquilo o arilo.
A)R1−O−R2, caracterizada por un átomo de oxígeno unido mediante enlaces sencillos a dos grupos alquilo o arilo.Correcto. Los éteres poseen la estructura R1−O−R2, donde el oxígeno actúa como puente entre dos cadenas hidrocarbonadas.
B)R−CO−O−R, grupo éster.Incorrecto. Corresponde a la familia de los ésteres.
C)R−CHO, grupo aldehído.Incorrecto. Corresponde a los aldehídos.
D)R−CO−NH2, grupo amida.Incorrecto. Corresponde a las amidas.
💡 Explicación
Los éteres son compuestos orgánicos de fórmula general R1−O−R2 (donde R1 y R2 pueden ser grupos alquilo o arilo, iguales o diferentes). Presentan un átomo de oxígeno esquelético central con hibridación sp3.
Pregunta 11
Pregunta 11 · D8Bloom: Analyze
En el laboratorio de reactivos en Neiva, se diferencian experimentalmente un alcohol primario, uno secundario y uno terciario usando el Reactivo de Lucas (ZnCl2 en HCl concentrado).
¿Cuál es la velocidad relativa de reacción con el reactivo de Lucas (observada por la turbidez inmediata del cloruro de alquilo insoluble)?
La prueba de Lucas evalúa la sustitución nucleofílica SN1 para formar haluros de alquilo insolubles. Puesto que la estabilidad de los carbocationes es 3∘>2∘>1∘, los alcoholes terciarios reaccionan de inmediato (< 1 min), los secundarios tardan 5-10 min, y los primarios no muestran reacción aparente a temperatura ambiente.
A)Alcohol primario (1∘) > Alcohol secundario (2∘) > Alcohol terciario (3∘).Incorrecto. Secuencia invertida. Los alcoholes primarios no reaccionan a temperatura ambiente.
B)Los tres alcoholes reaccionan a la misma velocidad sin turbidez.Incorrecto. La prueba de Lucas sirve para diferenciar las tres clases por su tiempo de reacción.
C)Alcohol terciario (3∘) > Alcohol secundario (2∘) > Alcohol primario (1∘).Correcto. La reacción de Lucas sigue un mecanismo SN1 vía carbocatión. Los alcoholes 3∘ forman el carbocatión más estable reaccionando instantáneamente.
D)Únicamente los alcoholes primarios producen turbidez inmediata.Incorrecto. Los primarios requieren horas o calentamiento intenso.
💡 Explicación
La prueba de Lucas evalúa la sustitución nucleofílica SN1 para formar haluros de alquilo insolubles. Puesto que la estabilidad de los carbocationes es 3∘>2∘>1∘, los alcoholes terciarios reaccionan de inmediato (< 1 min), los secundarios tardan 5-10 min, y los primarios no muestran reacción aparente a temperatura ambiente.
Pregunta 12
Pregunta 12 · D8Bloom: Analyze
Se compara la solubilidad en agua de los alcoholes monohídricos alifáticos: metanol (CH3OH), propanol (C3H7OH), hexanol (C6H13OH) y octanol (C8H17OH).
¿Por qué la solubilidad en agua disminuye drásticamente a medida que aumenta la longitud de la cadena hidrocarbonada de la molécula de alcohol?
Elige una opción para comprobar tu respuesta.
Respuesta correcta: B)Porque la parte apolar o hidrofóbica de la cadena hidrocarbonada domina sobre el grupo hidroxilo polar (OH), dificultando la interacción con el agua.
💡 Explicación
Un alcohol posee dos regiones: la zona polar e hidrofílica (grupo −OH) y la zona apolar e hidrofóbica (cadena hidrocarbonada R). A medida que R crece, la naturaleza hidrofóbica domina, impidiendo que la molécula se solvate en el agua y disminuyendo su solubilidad.
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Respuesta correcta: B)Porque la parte apolar o hidrofóbica de la cadena hidrocarbonada domina sobre el grupo hidroxilo polar (OH), dificultando la interacción con el agua.
A)Porque la masa molecular disuelve al agua por evaporación.Incorrecto. Explicación sin sentido físico.
B)Porque la parte apolar o hidrofóbica de la cadena hidrocarbonada domina sobre el grupo hidroxilo polar (OH), dificultando la interacción con el agua.Correcto. La cadena alquílica apolar no forma enlaces de hidrógeno con el agua; si es muy grande, enmascara el carácter hidrofílico del grupo −OH.
C)Porque el grupo −OH se destruye al aumentar el número de carbonos.Incorrecto. El grupo −OH permanece intacto en todos los homólogos de la serie.
D)Porque los alcoholes de cadena larga se vuelven ácidos inorgánicos fuertes.Incorrecto. La acidez no se altera significativamente.
💡 Explicación
Un alcohol posee dos regiones: la zona polar e hidrofílica (grupo −OH) y la zona apolar e hidrofóbica (cadena hidrocarbonada R). A medida que R crece, la naturaleza hidrofóbica domina, impidiendo que la molécula se solvate en el agua y disminuyendo su solubilidad.
Pregunta 13
Pregunta 13 · D8Bloom: Analyze
Un análisis de la síntesis de Williamson en Ibagué evalúa la reacción entre etóxido de sodio (CH3CH2O−Na+) y yodometano (CH3I).
¿Qué tipo de mecanismo de reacción orgánica ocurre en esta síntesis y cuál es el producto principal formado?
La síntesis de Williamson es una reacción SN2 donde un alkóxido (nucleófilo fuerte R−O−) ataca la posición posterior de un haluro de alquilo primario o metílico (R′−X), desplazando al halógeno para rendir un éter (R−O−R′).
A)Adición electrofílica, produciendo propanal.Incorrecto. No involucra ataques sobre enlaces dobles o triples.
B)Eliminación unimolecular (E1), produciendo eteno.Incorrecto. El haluro de metilo (CH3I) no puede sufrir eliminación por tener un solo carbono.
C)Sustitución aromática electrofílica (SEAr), produciendo anisol.Incorrecto. Reacción de haloalcanos alifáticos, no de anillos aromáticos.
D)Sustitución nucleofílica bimolecular (SN2), produciendo etil metil éter (CH3CH2−O−CH3).Correcto. El nucleófilo fuerte etóxido ataca al haluro de metilo en una etapa desplazando al yoduro (SN2) para formar un éter.
💡 Explicación
La síntesis de Williamson es una reacción SN2 donde un alkóxido (nucleófilo fuerte R−O−) ataca la posición posterior de un haluro de alquilo primario o metílico (R′−X), desplazando al halógeno para rendir un éter (R−O−R′).
Pregunta 14
Pregunta 14 · D8Bloom: Analyze
Se compara la acidez del fenol (C6H5OH) con la del p-nitrofenol (O2N−C6H4OH).
¿Por qué el p-nitrofenol (pKa≈7.15) es sustancialmente MÁS ÁCIDO que el fenol no sustituido (pKa≈10.0)?
Elige una opción para comprobar tu respuesta.
Respuesta correcta: B)Porque el grupo nitro (−NO2) es un grupo fuertemente extractor de electrones por efectos inductivo y resonante, aumentando la estabilidad del anión nitrofenóxido.
💡 Explicación
La presencia de sustituyentes extractores de densidad electrónica (como el grupo nitro −NO2) en posiciones orto o para del fenol ayuda a deslocalizar aún más la carga negativa del anión fenóxido por efecto mesómero e inductivo (−M,−I), aumentando la estabilidad de la base conjugada y elevando la acidez (pKa menor).
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Respuesta correcta: B)Porque el grupo nitro (−NO2) es un grupo fuertemente extractor de electrones por efectos inductivo y resonante, aumentando la estabilidad del anión nitrofenóxido.
A)Porque el grupo nitro dona electrones al anillo bencénico.Incorrecto. El grupo nitro es un desactivante y extractor de electrones, no un donador.
B)Porque el grupo nitro (−NO2) es un grupo fuertemente extractor de electrones por efectos inductivo y resonante, aumentando la estabilidad del anión nitrofenóxido.Correcto. Los grupos desactivantes extractores de electrones (−NO2) dispersan la carga negativa del anión fenóxido, estabilizándolo y aumentando la acidez.
C)Porque el p-nitrofenol destruye el anillo bencénico en agua.Incorrecto. La estructura aromática permanece intacta.
D)Porque el fenol no forma puentes de hidrógeno.Incorrecto. Ambos pueden interactuar mediante puentes de hidrógeno.
💡 Explicación
La presencia de sustituyentes extractores de densidad electrónica (como el grupo nitro −NO2) en posiciones orto o para del fenol ayuda a deslocalizar aún más la carga negativa del anión fenóxido por efecto mesómero e inductivo (−M,−I), aumentando la estabilidad de la base conjugada y elevando la acidez (pKa menor).
Pregunta 15
Pregunta 15 · D8Bloom: Analyze
En una prueba cualitativa de identificación en Pereira, se adiciona una solución neutra de cloruro férrico (FeCl3) a muestras de etanol y fenol por separado.
¿Qué observación experimental permite confirmar la presencia de un fenol frente a un alcohol alifático?
Elige una opción para comprobar tu respuesta.
Respuesta correcta: D)La aparición de una coloración intensa violeta (o azul-verdosa) en el fenol debido a la formación de un complejo de coordinación con el ion Fe3+.
💡 Explicación
El ion férrico (Fe3+) reacciona selectivamente con compuestos que contienen el grupo enol o fenol (Ar−OH) para formar complejos de coordinación coloreados (violeta, verde o azul intenso). Los alcoholes alifáticos simples no forman estos complejos y la solución conserva el color amarillo de FeCl3.
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Respuesta correcta: D)La aparición de una coloración intensa violeta (o azul-verdosa) en el fenol debido a la formación de un complejo de coordinación con el ion Fe3+.
A)La formación de un precipitado blanco e inodoro en el etanol.Incorrecto. El etanol no reacciona con FeCl3.
B)La ebullición instantánea con desprendimiento de gas hidrógeno en el etanol.Incorrecto. La liberación de H2 ocurre al agregar sodio metálico (Na0), no con FeCl3.
C)Ambas muestras cambian a color rosa fucsia fluorescente.Incorrecto. Únicamente las estructuras fenólicas forman el complejo de color violeta.
D)La aparición de una coloración intensa violeta (o azul-verdosa) en el fenol debido a la formación de un complejo de coordinación con el ion Fe3+.Correcto. El test de FeCl3 es específico para enoles y fenoles, formando complejos teñidos característicos. Los alcoholes alifáticos no reaccionan.
💡 Explicación
El ion férrico (Fe3+) reacciona selectivamente con compuestos que contienen el grupo enol o fenol (Ar−OH) para formar complejos de coordinación coloreados (violeta, verde o azul intenso). Los alcoholes alifáticos simples no forman estos complejos y la solución conserva el color amarillo de FeCl3.
Pregunta 16
Pregunta 16 · D8Bloom: Analyze
Se compara el punto de ebullición del etoxietano (CH3CH2−O−CH2CH3, 34.5∘C) con el del 1-butanol (CH3CH2CH2CH2OH, 117∘C), ambos isómeros funcionales de fórmula C4H10O.
¿A qué se debe la enorme diferencia de puntos de ebullición entre estos dos isómeros de idéntica masa molar?
Elige una opción para comprobar tu respuesta.
Respuesta correcta: B)El 1-butanol forma puentes de hidrógeno intermoleculares fuertes gracias al enlace O−H, mientras el etoxietano carece de hidrógenos unidos al oxígeno y no puede asociarse por puentes de hidrógeno entre sí.
💡 Explicación
A pesar de poseer idéntica fórmula molecular (C4H10O) y masa atómica, el 1-butanol posee un enlace O−H que le permite actuar como donador y aceptor de puentes de hidrógeno intermoleculares. El etoxietano sólo tiene enlaces C−O−C, por lo que sus fuerzas intermoleculares son únicamente dipolo-dipolo débiles, ebullendo a mucha menor temperatura.
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Respuesta correcta: B)El 1-butanol forma puentes de hidrógeno intermoleculares fuertes gracias al enlace O−H, mientras el etoxietano carece de hidrógenos unidos al oxígeno y no puede asociarse por puentes de hidrógeno entre sí.
A)El etoxietano es una molécula iónica de alta densidad.Incorrecto. Es un líquido volátil apolar/débilmente polar.
B)El 1-butanol forma puentes de hidrógeno intermoleculares fuertes gracias al enlace O−H, mientras el etoxietano carece de hidrógenos unidos al oxígeno y no puede asociarse por puentes de hidrógeno entre sí.Correcto. Los éteres carecen de enlaces O−H, por lo que no pueden formar puentes de hidrógeno entre sus propias moléculas, resultando en puntos de ebullición mucho menores que los alcoholes isómeros.
C)El 1-butanol posee menor masa molecular que el etoxietano.Incorrecto. Tienen idéntica masa molecular (74 g/mol) por ser isómeros.
D)El etoxietano se descompone espontáneamente en aire libre.Incorrecto. No justifica la diferencia de temperaturas de cambio de fase física.
💡 Explicación
A pesar de poseer idéntica fórmula molecular (C4H10O) y masa atómica, el 1-butanol posee un enlace O−H que le permite actuar como donador y aceptor de puentes de hidrógeno intermoleculares. El etoxietano sólo tiene enlaces C−O−C, por lo que sus fuerzas intermoleculares son únicamente dipolo-dipolo débiles, ebullendo a mucha menor temperatura.
Pregunta 17
Pregunta 17 · D10Bloom: Evaluate
En la síntesis de éteres asimétricos orientada a la industria química, se desea preparar tert-butil metil éter (MTBE).
¿Cuál de las siguientes combinaciones de reactivos en una síntesis de Williamson garantiza la formación de MTBE evitando la reacción competitiva de eliminación (E2)?
Elige una opción para comprobar tu respuesta.
Respuesta correcta: D)tert-butóxido de potasio ((CH3)3C−O−K+) + Yodometano (CH3I).
💡 Explicación
En la síntesis de Williamson, si el haluro de alquilo es terciario (como el (CH3)3C−Cl), la base/nucleófilo sufre eliminación E2 formando exclusivamente un alqueno (isobuteno). Para preparar un éter con un grupo terciario, se DEBE usar el alkóxido terciario ((CH3)3C−O−) reaccionando sobre un haluro de metilo o primario (CH3I) que no puede sufrir eliminación.
Ver respuesta
Respuesta correcta: D)tert-butóxido de potasio ((CH3)3C−O−K+) + Yodometano (CH3I).
A)Metóxido de sodio (CH3O−Na+) + cloruro de tert-butilo ((CH3)3C−Cl).Incorrecto. El haluro terciario con una base fuerte sufrirá eliminación E2 exclusiva formando isobuteno en lugar del éter.
B)Metanol destilado + tert-butanol en medio alcalino suave.Incorrecto. Producirá una mezcla no selectiva de éteres y deshidratación.
C)Benceno anhidro + cloruro de acetilo.Incorrecto. Generará una reacción de acilación de Friedel-Crafts.
D)tert-butóxido de potasio ((CH3)3C−O−K+) + Yodometano (CH3I).Correcto. Usar un nucleófilo impedido con un haluro de metilo (CH3I, no impedido sin hidrógenos β) obliga al mecanismo SN2 impidiendo la eliminación.
💡 Explicación
En la síntesis de Williamson, si el haluro de alquilo es terciario (como el (CH3)3C−Cl), la base/nucleófilo sufre eliminación E2 formando exclusivamente un alqueno (isobuteno). Para preparar un éter con un grupo terciario, se DEBE usar el alkóxido terciario ((CH3)3C−O−) reaccionando sobre un haluro de metilo o primario (CH3I) que no puede sufrir eliminación.
Pregunta 18
Pregunta 18 · D10Bloom: Evaluate
Se realiza la nitración aromática del fenol con ácido nítrico diluido (HNO3) a temperatura ambiente en Cali. Se obtienen dos productos principales: o-nitrofenol y p-nitrofenol.
¿Por qué el o-nitrofenol es notablemente más volátil y puede separarse del p-nitrofenol por destilación al vapor?
Elige una opción para comprobar tu respuesta.
Respuesta correcta: B)El o-nitrofenol forma un puente de hidrógeno INTRAMOLECULAR que previene la asociación entre sus moléculas, mientras el p-nitrofenol forma puentes de hidrógeno INTERMOLECULARES.
💡 Explicación
En el o-nitrofenol, los grupos −OH y −NO2 están adyacentes y forman un enlace de hidrógeno intramolecular (que "encierra" el grupo hidroxilo dentro de la propia molécula). En el p-nitrofenol, la separación geométrica impide la interacción interna, forzando la formación de puentes de hidrógeno intermoleculares entre distintas moléculas, lo que reduce la volatilidad del isómero para.
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Respuesta correcta: B)El o-nitrofenol forma un puente de hidrógeno INTRAMOLECULAR que previene la asociación entre sus moléculas, mientras el p-nitrofenol forma puentes de hidrógeno INTERMOLECULARES.
A)El o-nitrofenol tiene menor masa molecular que el p-nitrofenol.Incorrecto. Son isómeros posicionales con idéntica masa molar.
B)El o-nitrofenol forma un puente de hidrógeno INTRAMOLECULAR que previene la asociación entre sus moléculas, mientras el p-nitrofenol forma puentes de hidrógeno INTERMOLECULARES.Correcto. La proximidad del −OH y el −NO2 en posición orto permite un puente de hidrógeno interno que reduce la atracción intermolecular, aumentando la volatilidad.
C)El p-nitrofenol es un gas inerte a temperatura ambiente.Incorrecto. El p-nitrofenol es un sólido cristalino.
D)El o-nitrofenol destruye las fuerzas de Van der Waals.Incorrecto. Explicación sin fundamento físico-químico.
💡 Explicación
En el o-nitrofenol, los grupos −OH y −NO2 están adyacentes y forman un enlace de hidrógeno intramolecular (que "encierra" el grupo hidroxilo dentro de la propia molécula). En el p-nitrofenol, la separación geométrica impide la interacción interna, forzando la formación de puentes de hidrógeno intermoleculares entre distintas moléculas, lo que reduce la volatilidad del isómero para.
Pregunta 19
Pregunta 19 · D10Bloom: Evaluate
Se trata un éter dialquílico simétrico como el dietil éter (CH3CH2−O−CH2CH3) con exceso de ácido yodhídrico concentrado (HI) en caliente.
¿Cuáles son los productos finales de la ruptura ácida de este éter?
Elige una opción para comprobar tu respuesta.
Respuesta correcta: A)Dos moléculas de yodoetano (2CH3CH2I) y una molécula de agua (H2O).
💡 Explicación
Mecanismo de ruptura ácida de éteres con HI concentrado en caliente: 1) R−O−R+HI→R−OH+R−I 2) El alcohol R−OH generado reacciona con la segunda molécula de HI: R−OH+HI→R−I+H2O. Resultado global: R−O−R+2HI→2R−I+H2O.
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Respuesta correcta: A)Dos moléculas de yodoetano (2CH3CH2I) y una molécula de agua (H2O).
A)Dos moléculas de yodoetano (2CH3CH2I) y una molécula de agua (H2O).Correcto. El HI en exceso protona al oxígeno del éter e induce la sustitución nucleofílica del enlace C−O, convirtiendo ambos fragmentos en haluros de alquilo.
B)Dos moléculas de etanol y yodo elemental.Incorrecto. Los alcoholes formados inicialmente reaccionan con el exceso de HI convirtiéndose en yodoalcanos.
C)Eteno, gas metano y dióxido de carbono.Incorrecto. La ruptura ácida de éteres no produce descarboxilación.
D)Etano y ácido acético.Incorrecto. No ocurren procesos redox de oxidación a ácidos.
💡 Explicación
Mecanismo de ruptura ácida de éteres con HI concentrado en caliente: 1) R−O−R+HI→R−OH+R−I 2) El alcohol R−OH generado reacciona con la segunda molécula de HI: R−OH+HI→R−I+H2O. Resultado global: R−O−R+2HI→2R−I+H2O.
Pregunta 20
Pregunta 20 · D10Bloom: Evaluate
Se evalúa el reacondicionamiento de un alcohol alílico como el 2-propen-1-ol (CH2=CH−CH2OH) en medio ácido.
¿Por qué la reacción de sustitución nucleofílica de alcoholes alílicos con ácidos halhídricos es excepcionalmente rápida?
Elige una opción para comprobar tu respuesta.
Respuesta correcta: A)Porque la protonación del −OH y posterior salida de H2O forma un carbocatión alílico (CH2=CH−CH2+) highly estable por resonancia con el doble enlace adyacente.
💡 Explicación
Los carbocationes alílicos presentan estabilización por resonancia: [CH2=CH−CH2+leftrightarrow+CH2−CH=CH2]. Esta deslocalización de la carga positiva reduce drásticamente la energía de activación para la formación del intermediario, haciendo que la velocidad de sustitución nucleofílica SN1 sea extremadamente elevada.
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Respuesta correcta: A)Porque la protonación del −OH y posterior salida de H2O forma un carbocatión alílico (CH2=CH−CH2+) highly estable por resonancia con el doble enlace adyacente.
A)Porque la protonación del −OH y posterior salida de H2O forma un carbocatión alílico (CH2=CH−CH2+) highly estable por resonancia con el doble enlace adyacente.Correcto. La deslocalización de la carga positiva entre los carbonos 1 y 3 por resonancia alílica disminuye la energía de activación.
B)Porque el doble enlace C=C absorbe protones del núcleo.Incorrecto. Explicación nuclear ajena a la reactividad alílica.
C)Porque el alcohol alílico se convierte espontáneamente en un gas noble.Incorrecto. Sigue siendo un compuesto orgánico insaturado.
D)Porque carece de electrones en el enlace C−O.Incorrecto. El enlace C−O es un enlace covalente sp3 estándar.
💡 Explicación
Los carbocationes alílicos presentan estabilización por resonancia: [CH2=CH−CH2+leftrightarrow+CH2−CH=CH2]. Esta deslocalización de la carga positiva reduce drásticamente la energía de activación para la formación del intermediario, haciendo que la velocidad de sustitución nucleofílica SN1 sea extremadamente elevada.
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