PREPARAÇÃO E PURIFICAÇÃO DO ACETATO DE ISOPENTILA. Daniela Gonçalves Dias Jeniffer Biin Huoy Lin Renato Oyadomari Abe

(1)

PREPARA

Ç

_Ç

ÃO E

_{ÃO E}

PURIFICA

Ç

_Ç

ÃO DO

_{ÃO DO}

ACETATO DE

ISOPENTILA

Daniela Gon

Daniela Gonççalves Diasalves Dias Jeniffer

Jeniffer BiinBiin HuoyHuoy LinLin Renato Oyadomari Abe

(2)

Rea

ç

ão de

Esterifica

ç

ão

Os Os áácidos carboxcidos carboxíílicos reagem com licos reagem com

á

álcoois produzindo lcoois produzindo éésteres quando steres quando aquecidos na presen

aquecidos na presençça de um a de um áácido mineral cido mineral (geralmente

(geralmente áácido cido ssúúlfuricolfurico concentrado ou concentrado ou á

(3)

Esterifica

ç

_ç

ão

_ão

de Fischer

_{de Fischer}

A A esterificaesterificaççãoão de Fischer de Fischer éé caracterizada caracterizada

pela rea

pela reaçção de um ão de um áálcool com um lcool com um áácido cido carbox

carboxíílico utilizando um lico utilizando um áácido como cido como catalizador

catalizador..

O acetato de O acetato de isopentilaisopentila éé um exemplo da um exemplo da

esterifica

esterificaççãoão de Fischer pois de Fischer pois éé preparado preparado pela

pela esterificaesterificaççãoão direta de direta de áácido accido acéético tico com

com áálcool lcool isopentisopentíílicolico na presenna presençça de a de áácido cido sulf

sulfúúrico. rico.

Este Este ééster ster éé chamado de chamado de óóleo de banana, leo de banana,

uma vez que possui odor caracter

uma vez que possui odor caracteríístico stico

dessa fruta. dessa fruta.

(4)

Equil

í

_í

brio da Rea

_{brio da Rea}

ç

_ç

ão

_ão

A reaç

A rea

ção

ão

é

revers

í

vel e o á

vel e o

á

cido

catalisa tanto a rea

ç

ão direta

(

esterifica

ç

ão

) como a rea

ç

ão inversa

(hidr

(hidró

ólise do

lise do

é

ster).

Assim

quando o equil

í

brio

é

atingido,

permanece no meio uma consider

á

vel

quantidade dos reagentes.

Para deslocar o equil

í

brio em favor

dos produtos pode

-

se utilizar dois

m

é

todos: remo

ç

ão de um dos

produtos ou excesso de um dos

reagentes (se este for barato ou de

f

(5)

Mecanismo

(6)

T

é

cnicas Utilizadas

Refluxo

Extra

ç

ão com Solvente e

Qu

í

micamente

Ativa

Efeito Salting

-

Out

Secagem de L

í

quidos Orgânicos

(7)

Refluxo

Um dos mais importantes fatores que Um dos mais importantes fatores que

controlam uma rea

controlam uma reaçção ão éé a temperatura. a temperatura. V

Váárias rearias reaçções ões àà temperatura ambiente temperatura ambiente dificilmente ocorrem ou são muito lentas. dificilmente ocorrem ou são muito lentas. Muitas vezes torna

Muitas vezes torna--se necessse necessáário manter a rio manter a mistura em rea

mistura em reaçção ão àà temperatura de temperatura de ebuli

ebuliçção, por algum tempo para que a ão, por algum tempo para que a rea

reaçção ocorra, ão ocorra, éé o caso da o caso da esterificaesterificaççãoão de de Fischer.

Fischer.

TemTem--se portanto que aquecer a mistura e se portanto que aquecer a mistura e

para que não se perca reagente ou solvente para que não se perca reagente ou solvente (por evapora

(por evaporaçção) podeão) pode--se usar um se usar um

condensador de refluxo, que deve ser condensador de refluxo, que deve ser adaptado ao frasco de rea

adaptado ao frasco de reaçção por uma rolha ão por uma rolha

ou junta esmerilhada. O vapor produzido ou junta esmerilhada. O vapor produzido pelo l

pelo lííquido volquido voláátil ou pelo solvente da til ou pelo solvente da mistura atinge o tubo interno do

mistura atinge o tubo interno do condensador e a

condensador e aíí éé condensado, retornando condensado, retornando

ao frasco onde se processa a rea

(8)

Refluxo

Embora teoricamente o uso do Embora teoricamente o uso do

condensador permita um longo per

condensador permita um longo perííodo de odo de

aquecimento, pode haver escape de vapores aquecimento, pode haver escape de vapores atrav

atravéés da rolha se esta não for adequada e s da rolha se esta não for adequada e cuidadosamente furada ou se a junta não cuidadosamente furada ou se a junta não estiver perfeitamente adaptada. Al

estiver perfeitamente adaptada. Aléém disso, m disso,

pode haver escape de vapores atrav

pode haver escape de vapores atravéés da s da

extremidade aberta do condensador , extremidade aberta do condensador , devendo

devendo--se portanto controlar o se portanto controlar o

aquecimento de maneira que o vapor aquecimento de maneira que o vapor

alcance somente 1/3 do comprimento do alcance somente 1/3 do comprimento do tubo interno. A outra extremidade do

tubo interno. A outra extremidade do condensador , introduzida no frasco de condensador , introduzida no frasco de rea

reaçção, não pode estar mergulhada no ão, não pode estar mergulhada no l

lííquido.quido.

LLííquidos , cuja temperatura de ebuliquidos , cuja temperatura de ebuliçção ão

seja superior

seja superior àà 160160°° C , podem ser C , podem ser refluxados

refluxados por um condensador resfriado a por um condensador resfriado a ar. Estes consistem apenas de um tubo de ar. Estes consistem apenas de um tubo de vidro.

(9)

Montagem de um sistema de

Refluxo

(10)

Manta de Aquecimento:

A manta

é

substâncias inflam

á

veis pois

proporciona um controle do

aquecimento e não envolve chamas,

eliminando o tumulto durante a

ebuli

ç

ão.

Condensador de bolas:

É

usado pois possui uma maior

superf

í

cie de condensa

ç

ão e

proporciona menor resistência

à

passagem de vapores quando

utilizado no refluxo

(11)

Extra

ç

ão com Solventes e

Quimicamente Ativa

ExtraExtraçção com Solventes: Processo que ão com Solventes: Processo que

decorre da extra

decorre da extraçção de um soluto da mistura ão de um soluto da mistura orgânica por meio de um solvente imisc

orgânica por meio de um solvente imiscíível.vel.

ExtraExtraçção quimicamente ativa: ão quimicamente ativa: ÉÉ o tipo de o tipo de

extra

extraçção caracterizada pela alteraão caracterizada pela alteraçção em ão em um do componente da mistura a fim de um do componente da mistura a fim de mudar o coeficiente de distribui

mudar o coeficiente de distribuiçção nos dois ão nos dois

solventes. solventes.

(12)

Extra

ç

ão com Solventes e

Quimicamente Ativa

(13)

Efeito Salting

-

Out

Quando um soluto apresenta um coeficiente de Quando um soluto apresenta um coeficiente de

distribui

distribuiçção baixo entre o solvente orgânico e ão baixo entre o solvente orgânico e á

água, uma sgua, uma séérie de extrarie de extraçções não removerão o ões não removerão o soluto da

soluto da áágua. gua.

Nestes casos a adiNestes casos a adiçção de um sal inorgânico, ão de um sal inorgânico,

como cloreto de s

como cloreto de sóódio, altera o coeficiente de dio, altera o coeficiente de distribui

distribuiçção jão jáá que os compostos orgânicos são que os compostos orgânicos são menos sol

menos solúúveis em veis em áágua com sal solubilizado do gua com sal solubilizado do que em

que em áágua pura e gua pura e ààs vezes, essa diferens vezes, essa diferençça de a de solubilidade

solubilidade éé dramdramáática.tica.

Por conta disso, com uma dissoluPor conta disso, com uma dissoluçção simples de ão simples de

cloreto de s

cloreto de sóódio em dio em áágua ngua nóós podemos diminuir a s podemos diminuir a solubilidade de uma substância orgânica na

solubilidade de uma substância orgânica na áágua gua e consequentemente aumentar a distribui

e consequentemente aumentar a distribuiçção de ão de um soluto em um solvente orgânico.

(14)

Secagem de Solventes

Orgânicos

O uso de agentes secantes

é

muitas vezes

necess

á

ria quando um solvente orgânico

apresenta uma certa porcentagem de

á

gua em sua composi

ç

ão, nestes casos

utiliza

-

se sais anidros que em contato com

a

á

gua tornam

-

se sais hidratados

removendo a

á

gua do solvente orgânico,

os exemplos de sais mais utilizados são o

cloreto de c

á

lcio anidro e o sulfato de

magn

é

sio anidro.

* CaCl

* CaCl₂₂ + 6 H+ 6 H₂₂O CaClO CaCl₂₂. 6H. 6H₂₂O O MgSO

(15)

Destila

(16)

Destila

ç

ão Simples

A destila

ç

ão simples tem

aplica

ç

ão para separar um

l

í

quido de impurezas não vol

á

teis

(em solu

ç

ão no l

í

quido) de um

solvente usado numa extra

ç

ão,

ou excepcionalmente, para

separar l

í

quidos de ponto de

ebuli

(17)

Parte Experimental

Transferir 15 ml de Transferir 15 ml de áálcool lcool isopentisopentíílicolico e 20 e 20

ml de

ml de áácido accido acéético glacial para um balão de tico glacial para um balão de fundo redondo.

fundo redondo.

Em seguida adicionar cuidadosamente e com Em seguida adicionar cuidadosamente e com

agita

agitaçção 4 ml de ão 4 ml de áácido sulfcido sulfúúrico concentrado rico concentrado e 3 pedras de ebuli

e 3 pedras de ebuliçção.ão.

Ligar o balão a um condensador de refluxo e Ligar o balão a um condensador de refluxo e

deixar

deixar refluxarrefluxar por 1 hora usando manta por 1 hora usando manta como fonte de aquecimento.

como fonte de aquecimento.

Deixar o sistema esfriar Deixar o sistema esfriar àà temperatura temperatura

ambiente. ambiente.

(18)

Parte Experimental

Transferir a mistura fria para um bTransferir a mistura fria para um bééquer contendo 55 quer contendo 55

mL de

mL de áágua fria (gua fria (áácido sempre adicionado sobre cido sempre adicionado sobre á

água) e agitar a mistura heterogênea com gua) e agitar a mistura heterogênea com baguetabagueta e e transferi

transferi--la para um funil de separala para um funil de separaçção.ão.

Lavar o balão com 10 mL H2O fria, transferir para o Lavar o balão com 10 mL H2O fria, transferir para o

funil e efetuar a extra

funil e efetuar a extraçção.ão.

Separar a fase aquosa da fase orgânica e adicionar Separar a fase aquosa da fase orgânica e adicionar

cuidadosamente 25 ml de solu

cuidadosamente 25 ml de soluçção aquosa de ão aquosa de bicarbonato de s

bicarbonato de sóódio 5% na fase orgânica tomando dio 5% na fase orgânica tomando cuidado com a libera

cuidado com a liberaçção de dião de dióóxido de carbono.xido de carbono. 2NaHCO

(19)

Parte Experimental

Remover a fase aquosa e repetir a extraRemover a fase aquosa e repetir a extraçção ão

com outra por

com outra porçção de 25 ml da soluão de 25 ml da soluçção de ão de bicarbonato de s

bicarbonato de sóódio 5%, agora utilizado dio 5%, agora utilizado para a neutraliza

para a neutralizaçção do ão do áácido para futura cido para futura extra

extraçção pela extraão pela extraçção quimicamente ativa, ão quimicamente ativa, j

jáá que o sal formado que o sal formado éé solsolúúvel em vel em áágua. gua. (cuidado com o di

(cuidado com o dióóxido de carbono liberado xido de carbono liberado novamente). novamente). NaHCO NaHCO₃₃ + CH+ CH₃₃COCO₂₂HH CHCH₃₃COCO₂₂Na +Na + COCO₂₂++ H H₂₂OO

Remover a fase aquosa e verificar se ela se Remover a fase aquosa e verificar se ela se

apresenta b

apresenta báásica (papel de tornassol). Em sica (papel de tornassol). Em caso negativo repetir a extra

caso negativo repetir a extraçção atão atéé que a que a

fase aquosa esteja b

fase aquosa esteja báásica (confirma a sica (confirma a

ausência de

(20)

Parte Experimental

Adicionar Adicionar àà fase orgânica 25 ml de fase orgânica 25 ml de áágua e 5 gua e 5

ml de solu

ml de soluçção saturada de cloreto de são saturada de cloreto de sóódio. dio. Agitar a mistura suavemente e remover a Agitar a mistura suavemente e remover a fase aquosa (efeito Salting

fase aquosa (efeito Salting--Out).Out).

Transferir o Transferir o ééster (pela parte superior do ster (pela parte superior do

funil) para um

funil) para um erlenmeyererlenmeyer e adicionar cerca e adicionar cerca de 2g de sulfato de magn

de 2g de sulfato de magnéésio anidro. sio anidro.

Tampar o frasco e agit

Tampar o frasco e agitáá--lo ocasionalmente lo ocasionalmente

at

atéé que o lque o lííquido se apresente lquido se apresente líímpido. Se mpido. Se necess

necessáário, decantar a solurio, decantar a soluçção e repetir o ão e repetir o tratamento com 0,5 g de agente secante. tratamento com 0,5 g de agente secante.

(21)

Parte Experimental

Montar um sistema de destila

ç

ão simples

(vidraria seca). Coletar a fra

(vidraria seca). Coletar a fraç

ção destilada

ão destilada

entre 134

-

143

oo

_{C, recebendo o destilado}

em um

erlenmeyer

pesado, mantido em

banho de gelo.

Pesar o produto e calcular a % de

rendimento.

(22)

C

á

lculo do Rendimento da

Experiência

.

RendimentoRendimento ((estequiometriaestequiometria 1:1)1:1)

V V _acido_acido =20.00m=20.00m VV_alcool_alcool = 15.00mL= 15.00mL

dd_acido_acido= 1.049 g/mL= 1.049 g/mL--1 1 dd_alcool_alcool= 0.813g/mL= 0.813g/mL--11

PMPM_acido_acido= 60.05 g/mol= 60.05 g/mol--11 PMPM_alcool_alcool=88.15 g/mol=88.15 g/mol--11

Reagente em excesso (Reagente em excesso (áácido accido acéético) Reagente limitante (tico) Reagente limitante (áálcool)lcool)

d=m/v m= d.v d=m/v m= d.v d=m/v m= d.v d=m/v m= d.v

m=1.049x(20)=20.98g m=1.049x(20)=20.98g m=0.813x(15)=12.20gm=0.813x(15)=12.20g

1 mol ac1 mol ac---60.05g 60.05g 1 mol 1 mol --- 88.15g88.15g

nn---20.98g 20.98g nn---12.20g12.20g

n=0.350mols n=0.350mols n=0.138molsn=0.138mols

X moles de X moles de esterester = X moles do = X moles do alcoolalcool = 0.138= 0.138

1 mol 1 mol esterester ---130.12g130.12g 0.138mols0.138mols---YY Y=17.96g Y=17.96g 17.96g17.96g---100%100% Rendimento = Rendimento = XgXg---Z%Z% 100 96 , 17 x X

(23)

BIBLIOGRAFIA

1.1. D.L. PAVIA, G.M. LAMPMAN and G.S. KRIZ JR. D.L. PAVIA, G.M. LAMPMAN and G.S. KRIZ JR. -

-lndroduction

lndroduction to Laboratory Techniques, 2nd ed., Saunders, to Laboratory Techniques, 2nd ed., Saunders, 1995.

1995.

2.2. L.F. FIESER L.F. FIESER -- ""ExperimentosExperimentos OrgânicosOrgânicos", Editorial ", Editorial

Revert

Revertéé, 1967., 1967.

3.3. G.R. ROBERTSON and T.L. JACOBS G.R. ROBERTSON and T.L. JACOBS -- "Laboratory Practice of "Laboratory Practice of

Organic Chemistry, 4th ed., Macmillan, 1962.

4.4. A.I. VOGEL A.I. VOGEL –– ““QuQuíímicamica OrgânicaOrgânica””, , tradtrad. 3. 3ªªed. , ed. , EditoraEditora dada

Universidade

(24)

Qu

í

_í

mica Orgânica

_{mica Orgânica}

Experimental I

Prepara

ç

ão e Purifica

ç

ão do Acetato de

Isopentila

Bruna Rafaela de Oliveira

Juliana

Juliana OyanOyan RoqueRoque Leonardo Perez de Souza

(25)

Introdu

ç

_ç

ão

_ão

Neste experimento, serNeste experimento, seráá preparado um preparado um ééster, o Acetato de ster, o Acetato de

Isopentila que freq

Isopentila que freqüüentemente entemente éé chamado de chamado de

ó

_ó

leo de

banana

devido ao odor semelhante ao da fruta, odevido ao odor semelhante ao da fruta, o acetato acetato de

de isopentilaisopentila, , éé tambtambéém conhecido como acetato m conhecido como acetato isoam

isoamíílicolico. Esse . Esse ééster ster éé pouco solpouco solúúvel em vel em áágua e miscgua e miscíível vel com a maioria dos solventes orgânicos.

(26)

Aplica

ç

_ç

ões

_ões

Nas formulaNas formulaçções de tintas, atua como um excelente solvente ativo, ões de tintas, atua como um excelente solvente ativo,

de m

de méédia taxa de evaporadia taxa de evaporaçção para a maioria das resinas acrão para a maioria das resinas acríílicas, licas, celul

celulóósicas), sicas), epepóóxisxis, poli, poliéésteres, steres, poliuretânicaspoliuretânicas e sistemas he sistemas hííbridos. bridos.

Apresenta alta resistividade elApresenta alta resistividade eléétrica, atuando como regulador de trica, atuando como regulador de

condutividade, contribuindo assim para a melhoria do rendimento

condutividade, contribuindo assim para a melhoria do rendimento e e

das caracter

das caracteríísticas de deposisticas de deposiçção de tintas base solvente, aplicadas ão de tintas base solvente, aplicadas eletrostaticamente.

eletrostaticamente.

ÉÉ utilizado em formulautilizado em formulaçções de adesivos e de produtos para limpeza.ões de adesivos e de produtos para limpeza.

ÉÉ utilizado tambutilizado tambéém na preparam na preparaçção de aromas e fragrâncias como ão de aromas e fragrâncias como

solvente e intermedi

(27)

Toxicidades

Ácido acético glacial: Libera vapores de odor irritante. Manusear em

capela. Evitar contato com pele, olhos e boca. Ingestão pode causar corrosão da boca e do trato gastro intestinal.

Ácido sulfúrico concentrado: provoca sérias queimaduras. Exposição

prolongada causa irritação da pele, olhos, nariz e garganta.

Acetato de isopentila: os principais indícios de exposição

prolongada são: irritação dos olhos, pele, nariz e garganta; dermatites.

Álcool isopentílico: exposição prolongada causa irritações nos olhos,

pele, nariz e garganta; dor de cabeça, tontura; tosse, dificuldade na respiração, náusea, vômito e diarréia; rachadura na pele.

Sulfato de magnésio: em contato com os olhos causa vermelhidão e

a ingestão causa câimbras e diarréia.

Bicarbonato de sódio: baixíssima toxicidade.

(28)

Primeiros Socorros

Em caso de contato acidental:

– Olhos: lavar abundantemente com água.

– Pele: lavar as partes atingidas com água.

– Ingestão: procurar auxílio médico.

(29)

Obten

ç

_ç

ão

_ão

O Acetato de

Isopentila

é

obtido atrav

é

s da

rea

ç

ão direta de

esterifica

ç

ão

entre o

á

lcool

isopent

í

lico

e o

á

cido ac

é

tico.

A rea

ç

ão ocorre muito lentamente na ausência

de

á

cidos fortes, por isso acrescenta

-

se

á

cido

sulf

ú

rico ou

á

cido clor

í

drico concentrado no meio

reacional. Sendo assim uma cat

á

lise

á

cida.

Esse tipo de rea

ç

ão

é

chamada de

esterifica

ç

ão

de Fischer.

(30)

Esterifica

ç

_ç

ão

_ão

ácido carboxílico + álcool éster + água

Ex: CH

Ex: CH₃₃COCO₂₂ + (CH+ (CH₃₃))₂₂CHCH₂₂CHCH₂₂CHCH₂₂OH OH '' CHCH₃₃COCO₂₂CHCH₂₂CHCH₂₂CH(CHCH(CH₃₃))₂₂ + H+ H₂₂OO HAc

(31)

Esterifica

(32)

Mecanismo da

Esterifica

ç

ão

de

Fischer

(33)

Equil

í

_í

brio qu

_{brio qu}

í

_í

mico

_mico

A A esterificaesterificaççãoão éé um exemplo de reaum exemplo de reaçção que entra em equilão que entra em equilííbrio.brio.

Por se tratar de um equilPor se tratar de um equilííbrio o rendimento da reabrio o rendimento da reaçção nunca serão nunca seráá de de

100%.

Uma vez que o equilUma vez que o equilííbrio não favorece a formabrio não favorece a formaçção do produto, ele ão do produto, ele

deve ser deslocado para a direita favorecendo

deve ser deslocado para a direita favorecendo àà formaformaçção do ão do ééster ster utilizando

utilizando--se excesso de um dos reagentes e aumentando o se excesso de um dos reagentes e aumentando o rendimento.

rendimento.

O reagente que utilizaO reagente que utiliza--se em excesso se em excesso éé o o áácido accido acéético, pois o tico, pois o áácido cido

é

é de fde fáácil obtencil obtençção, tem custo baixo em relaão, tem custo baixo em relaçção ao ão ao áálcool lcool isopent

isopentíílicolico e e éé facilmente removido da mistura reacional. Sendo o facilmente removido da mistura reacional. Sendo o á

álcool lcool isopentisopentíílicolico o reagente limitante.o reagente limitante.

PodePode--se aumentar ainda mais o rendimento da rease aumentar ainda mais o rendimento da reaçção removendo a ão removendo a

á

(34)

Estequiometria da

esterifica

ç

ão

Concentra

ç

ão dos reagentes:

–

Com quantidades

equimolares

(1:1) de

á

cido

e

á

lcool, a

esterifica

ç

ão

p

á

ra, segundo sua

cin

é

tica, quando 2/3 do

á

cido

é

consumido.

Analogamente, quantidades

equimolares

de

é

ster e

á

gua, a hidr

ó

lise p

á

ra quando 1/3 do

é

ster reage. Variando a taxa

á

cido/

á

lcool, isto

é

, trabalhando com excesso de um dos

reagentes,

é

poss

í

vel deslocar o equil

í

brio,

aumentando o rendimento.

(35)

T

é

_é

cnicas Utilizadas

_{cnicas Utilizadas}

Refluxo

Extra

ç

ão com Solvente

Extra

ç

ão Quimicamente ativa

Efeito Salting

-

Out

Secagem de L

í

quidos Orgânicos

(36)

Refluxo

Uma forma de aumentar a velocidade de uma reaUma forma de aumentar a velocidade de uma reaçção ão éé aquecendo aquecendo

o meio reacional.

A tA téécnica de refluxo permite que seja realizado o aquecimento sem cnica de refluxo permite que seja realizado o aquecimento sem

a perda de compostos vol

a perda de compostos volááteis.teis.

Esse aquecimento Esse aquecimento éé feito com o uso de manta elfeito com o uso de manta eléétrica, ou seja, uma trica, ou seja, uma

resistência el

resistência eléétrica a qual se encontra envolvida por algodão de trica a qual se encontra envolvida por algodão de vidro.

vidro.

A velocidade do refluxo deve ser tal que a condensaA velocidade do refluxo deve ser tal que a condensaçção de vapores ão de vapores

se dê, no m

se dê, no mááximo, atximo, atéé 1/3 da altura do condensador, isto evita que 1/3 da altura do condensador, isto evita que algum vapor consiga escapar atrav

(37)

Aparelhagem do refluxo

Manta de aquecimento

(38)

Refluxo

(39)

Refluxo

Condensador de bolas: utiliza

-

se o

condensador de bolas pois a sua forma

proporciona uma maior superf

í

cie de

contato entre o g

á

s e as paredes do

condensador, em rela

ç

ão ao condensador

de

(40)

Refluxo

Manta de Aquecimento: Proporciona um

aquecimento constante e controlado, atingindo

prontamente temperaturas de cerca de 400

°

C.

C. Pode ser empregada com l

Pode ser empregada com l

í

quidos altamente

inflam

á

veis, e o

“

tumulto

”

na ebuli

ç

ão

é

grandemente eliminado.

(41)

Por que o uso de pedras de

ebuli

ç

ão?

Para evitar a ebulição tumultuosa do líquido durante o

refluxo sob pressão atmosférica.

Consiste em adicionar poucos fragmentos de porcelana

porosa não vidrada ao balão. Esses liberam pequenas quantidades de ar que promovem o refluxo regular.

Estes fragmentos são adicionados ao líquido frio, antes

que se inicie o refluxo. A porcelana porosa jamais deve ser colocada em um líquido que já foi aquecido até a ebulição: o desprendimento de vapor pode resultar em arrasto e, às vezes, em uma grande porção do líquido ser projetada fora do balão.

(42)

Cuidados a serem tomados!!

Observar se o fluxo de Observar se o fluxo de áágua esta correto, ou seja, de gua esta correto, ou seja, de

baixo para cima.

Usar o modo de aquecimento correto. (manta elUsar o modo de aquecimento correto. (manta eléétrica)trica)

Utilizar pedras de ebuliUtilizar pedras de ebuliçção.ão.

DeveDeve--se controlar o aquecimento de maneira que o se controlar o aquecimento de maneira que o

vapor alcance somente 1/3 do comprimento do tubo

interno do condensador, para evitar o escape de

vapores.

Fluxo de água constante para favorecer o resfriamento. A pressão do fluxo de água deve ser alta o suficiente

para manter o fluxo, mas não excessivamente forçando a mangueira do condensador.

(43)

Extra

ç

_ç

ão simples

_{ão simples}

A extraA extraçção consiste na ão consiste na

separa

separaçção de um ão de um

componente de uma

mistura por meio de um

solvente.Os solventes

devem ser imisc

devem ser imiscííveis e veis e formar duas fases ou

formar duas fases ou

camadas separadas.

A substância de interesse A substância de interesse

deve ser mais sol

deve ser mais solúúvel no vel no segundo solvente.

(44)

Extra

(45)

Extra

ç

ão quimicamente ativa

Nesta pr

á

tica a mistura reacional não pode ser

separada atrav

é

s de uma extra

ç

ão passiva.

Na extra

ç

ão quimicamente ativa fazemos com

que um dos compostos reaja de modo que suas

caracter

í

sticas sejam alteradas, para assim

podermos separ

(46)

Extra

ç

ão quimicamente ativa

Nesta prática, adiciona-se um reagente

(solução de bicarbonato de sódio) que reage

com a substância a ser retirada (ácido

acético) da solução de interesse. O produto

da reação (Acetato de sódio) deve ser mais

solúvel em outro solvente (água) que na

solução de interesse, extraindo então o sal

formado da solução orgânica.

2 2 2 3 3 3 CH COOH CH CO Na H O CO NaHCO + → + +

(47)

Extra

ç

ão quimicamente ativa

O bicarbonato de sódio, também reage com o ácido

sulfúrico presente, neutralizando-o e garantindo um meio básico.

Obs: nenhuma reação que libera gás pode ser

realizada dentro de um funil de separação! Este corre o risco de estourar.

2 2 4 2 4 2 3

H

SO

Na

SO

H

O

CO

NaHCO

+

→

+

(48)

Efeito salting

-

_-

out

_out

A adição de solução saturada de cloreto de

sódio, irá diminuir a solubilidade do éster

formado em água, fazendo com que esta possa

ser removida, sem perda do produto desejado,

garantindo um bom rendimento.

(49)

Secagem de L

í

quidos Orgânicos

UtilizaUtiliza--se agentes secantes inorgânicos e mineraisse agentes secantes inorgânicos e minerais. Seu . Seu

objetivo

objetivo éé eliminar a eliminar a áágua da mistura.gua da mistura.

SULFATO DE MAGNSULFATO DE MAGNÉÉSIO ANIDRO: fSIO ANIDRO: forma com a orma com a áágua um sal gua um sal

hepta

hepta-- hidratado (MgSOhidratado (MgSO₄₄.7H.7H₂₂O). O). ÉÉ um agente secante um agente secante neutro, de a

neutro, de açção rão ráápida e quimicamente inerte. Pode ser pida e quimicamente inerte. Pode ser utilizado em misturas contendo

utilizado em misturas contendo éésteres, aldesteres, aldeíídos, dos, aminas, amidas e cetonas.

aminas, amidas e cetonas.

Para as misturas citadas acima, não se pode empregar

o Cloreto de Cálcio como agente secante, em virtude de reagirem quimicamente com esses compostos.

O

H

MgSO

O

H

MgSO

₄

+

7

₂

→

₄

.

7

₂

(50)

Secagem de L

í

quidos Orgânicos

Uma substância

dessecadora

deve satisfazer as

seguintes condi

ç

ões:

não reagir quimicamente com nenhum dos não reagir quimicamente com nenhum dos

componentes da mistura;

não deve dissolvernão deve dissolver--se apreciavelmente no produto;se apreciavelmente no produto;

não provocar, por catnão provocar, por catáálise, realise, reaçções do composto ões do composto entre si: polimeriza

entre si: polimerizaçção, condensaão, condensaçção ou auto ão ou auto oxida

oxidaçção, nem com os demais componentes da ão, nem com os demais componentes da mistura.

mistura.

Possuir a capacidade de secagem rPossuir a capacidade de secagem ráápida e efetiva;pida e efetiva;

(51)

Teoria de Destila

ç

_ç

ão

_ão

Aplica

Aplicaçções:ões:

Separar um lSeparar um lííquido de impurezas não volquido de impurezas não volááteis (em soluteis (em soluçção ão

no l

no lííquido);quido);

Separar um lSeparar um lííquido de um solvente usado numa extraquido de um solvente usado numa extraçção;ão;

Separar lSeparar lííquidos de ponto de ebuliquidos de ponto de ebuliçção afastados.ão afastados.

No caso deste experimento corresponderá à separação do

acetato de isopentila (P.E. 142°C) do restante das impurezas.

(52)

Sistema de Destila

(53)

Cuidados na destila

ç

_ç

ão

_ão

Uso de manta de aquecimento Uso de pedras de ebulição

Uso de vidraria seca Uso de banho de gelo

Não descuidar da temperatura a ser usada Perda do produto obtido por evaporação

(54)

Nomencla tura Ácido Acético CH₃O₂H Álcool Isopentíli co C₅H₁₂O Bicarbon ato de sódio NaHCO₃ Ácido Sulfúrico H₂SO₄ Cloreto de Sódio NaCl Sulfato de Magnésio MgSO₄ Acetato de Isopentila C₇H₁₄O₂ Densidade (g/mL) 1,0492 0,813 2,159 1,84 2,17 1,67 0,8670 M.M. (g/mol) 60,05 88,15 84,01 98,08 58,45 120,37 130,19 p.f (ºC) 16,604 -117,2 ______ 10 804 ______ -78,5 p.e (ºC) 118 130,5 ______ 290 1413 ______ 142

Propriedades f

(55)

Nomenclatu ra Ácido Acético CH₃O₂H Álcool Isopentílico C₅H₁₂O Bicarbona to de sódio NaHCO₃ Ácido Sulfúrico H₂SO₄ Cloreto de Sódio NaCl Sulfato de Magnésio MgSO₄ Acetato de Isopentila C₇H₁₄O₂ Solubilidade Excelente solvente para diversos compostos orgânicos, miscível em água, álcool glicerol e éter. Fracament e solúvel em água, miscível em álcool, éter, benzeno, clorofórmio Solúvel em 10 partes de água, insolúvel em álcool Miscível em água e em álcool com liberação de muito calor e contração de volume. Insolúvel em HCl concentrad o Solúvel em água, levemente solúvel em álcool. Miscível em álcool, éter, acetato de etila. Propriedades Físicas Líquido, odor pungente Liquido, odor Desagradáv el característi co Cristais brancos ou granulado s Liquido incolor e volátil Cristais brancos, grânulos ou pó, incolor Cristais ou pó eflorescent es Incolor e liquido neutro

(56)

Fluxogra

ma

_ma

15 mL de álcool isopentílico em um balão de fundo redondo

1. Adicionar 20mL de ácido acético glacial

2. Acrescentar 4mL de ácido sulfúrico concentrado com cuidade e agitando. 3. Adicionar pedras de ebulição*;

4. Conectar o balão a um condensador de refluxo;

5. Refluxar por 1 hora, utilizando manta como fonte de aquecimento 6. Deixar esfriar à temperatura ambiente;

Acetato de Isopentila + ácido acético

Traços: álcool isopentílico, água, ácido sulfúrico. 7. Transferir a mistura para um funil de separação; 8. Adicionar 55mL de água fria;

9. Lavar o balão com 10mL de água fria e transferir para o funil de separação; 10. Efetuar a extração simples;

Fase aquosa (inferior): H3O+,

HSO4-acetato, acetato de isopentila, álcool isopentílico

Fase Orgânica (superior): acetato de isopentila,

ácido acético

Traços: H3O+, HSO4-, SO42-, acetato, água e álcool isopentílico

*As pedras de ebulição auxiliam na formação de bolhas no líquido, diminuindo o risco de ebulição tumultuosa.

10.a-Transferir a solução para um béquer

11. Adicionar 25mL de solução aquosa de bicarbonato de sódio 5%*;

(57)

12. Fazer extração**, removendo a fase aquosa;

13. Adicionar novamente 25mL de solução aquosa de bicarbonato de sódio 5%;

14. Repetir a extração, removendo a fase aquosa;

Fase aquosa (inferior): Na+, acetato, H3O+,

HSO4-Traços: acetato de isopentila, álcool isopentílico

Fase Orgânica (superior): acetato de isopentila

Traços: Na+, H3O+, HSO4-, SO42-, acetato, água e álcool isopentílico

15. Medir o pH da fase aquosa após a extração usando papel de tornassol;

16. Se esta não se apresentar básica, repetir a extração até obtê-la básica;

17. Adicionar 25mL de água e 5mL de solução saturada de cloreto de sódio*;

18. Agitar a mistura suavemente e extrair a fase aquosa;

Fase aquosa (inferior): Na+, acetato, Cl-. Traços: acetato de isopentila,

Na+, H3O+, HSO4-, SO42-, Cl-, acetato, água e álcool isopentílico

Fase Orgânica (superior): acetato de isopentila

Traços: Na+, H3O+, HSO4-, SO42-, Cl-,

acetato, água e álcool isopentílico

19. Transferir o éster* para um erlenmeyer de 250 ml e adicionar 2g de MgSO4 anidro;

20. Tampar o frasco e agitar ocasionalmente até que o líquido apresente-se límpido;

21. Se necessário, decantar a solução e repetir o tratamento com 0,5g de MgSO4; *Há liberação de CO2.

** Extração quimicamente ativa

*Efeito salting - out.

*Transferir o éster pela parte superior do funil.

Descartar

(58)

Fase Orgânica: acetato de isopentila Traços: Na+, H3O+, HSO4-, SO42-, Cl-,

acetato, água e álcool isopentílico

22. Montar um sistema de destilação simples*;

23. Coletar a fração destilada entre 134 e 143ºC, em um erlenmeyer previamente tarado e em banho de gelo;

Acetato de isopentila

24. Pesar o produto e calcular o rendimento; 25. Anotar a pressão e corrigir o ponto de ebulição;

26. Armazenar o produto obtido num frasco rotulado contendo faixa de destilação, volume, massa, data, componentes do grupo.

(59)

C

á

_á

lculo do rendimento

_{lculo do rendimento}

Ácido Acético Álcool Isopentílico

Volume do ácido= 20.00 mL Volume de álcool= 15.00 mL

Densidade do ácido= 1.045 g mL-1 Densidade do álcool= 0.813 g mL-1

MM ácido= 60.05 g mol-1 MM álcool= 88.15 g mol-1

d=m/V m=d.V d=m/V m=d.V

m=1,045 x 20,00=20,90g m

m=1,045 x 20,00=20,90g m=0,813 x 15,00=12,20g=0,813 x 15,00=12,20g

1mol

1mol áácc. ac. acéético tico --- 60,05g 1mol 60,05g 1mol áálcool lcool ---88,15g88,15g n

n --- 20,90g n 20,90g n ---12,20g12,20g n=0,348mol de

(60)

Rendimento

Densidade do éster= 0.876 g mL-1 MM éster= 130.18 g mol-1 CH CH₃₃COCO₂₂ + (CH+ (CH₃₃))₂₂CHCH₂₂CHCH₂₂CHCH₂₂OH OH '' CHCH₃₃COCO₂₂CHCH₂₂CHCH₂₂CH(CHCH(CH₃₃))₂₂ + H+ H₂₂OO 1mol de

1mol de ééster = 1 mol de ster = 1 mol de áálcoollcool

n

n mols de mols de ééster = 0,138 mols de ster = 0,138 mols de áálcoollcool 1 mol de

1 mol de ééster = 130,12gster = 130,12g 0,138 mol de

0,138 mol de ééster = xster = x

x = 17,96g*

* Massa de

* Massa de ééster equivalente a 100% de rendimento.ster equivalente a 100% de rendimento.

Rendimento (%)= (m de

(61)

Bibliografia

VOGEL, A. I. Análise Orgânica Qualitativa, vol. 1, 3ª edição, Livros

Técnicos e Científicos, Editora Rio de Janeiro.

PAVIA, D. L., LAMPMAN, G. M., KRIZ, G. S. Introduction to

Laboratory Techniques: a microscale approach. 2nd ed. Philadelphia: Saunders College, 1995.

http://labjeduardo.iq.unesp.brhttp://labjeduardo.iq.unesp.br