Álcool isopentílico (C5H12O ) Ácido acético glacial (HAc)

(1)

Ácido acético glacial (HAc)

Inalação: garganta inflamada, tosse, queimação, dor de cabeça,

vertigens, respiração dificultada e dolorida. Primeiros-socorros: ar fresco; requer atenção médica.

Pele: dor, vermelhidão, bolhas, ardor. Primeiros-socorros: remover as

roupas contaminadas, lavar com água e sabão; requer atenção médica.

Olhos : vermelhidão, dor, intensa queimação, perda de visão.

Primeiros-socorros: lavar com água corrente por vários minutos (remova lentes de contato) e procurar um oftalmologista.

Ingestão: dor abdominal, sensação de queimação, diarréia, choque ou

colapso, garganta inflamada, vômito. Primeiros-socorros: enxágüe a boca, não induza o vômito, dê porções de água para a pessoa beber; requer atenção médica.

Álcool isopentílico (C5H12O )

Inalação: garganta inflamada, tosse, náusea, dor de cabeça, vertigens.

Primeiros-socorros: ar fresco; requer atenção médica.

Pele: dor, vermelhidão, pele seca, aspereza. Primeiros-socorros:

remover as roupas contaminadas, lavar com água e sabão.

Olhos : vermelhidão, dor. Primeiros-socorros: lavar com água corrente

por vários minutos (remova lentes de contato) e procurar um oftalmologista.

Ingestão: dor abdominal, sensação de queimação no tórax e no

estômago,dor de cabeça, náusea, inconsciência, vômito, fraqueza. Primeiros-socorros: enxágüe a boca, não induza o vômito, dê porções de água com carvão ativado para a pessoa beber; requer atenção médica

Bicarbonato de sódio (NaHCO3)

Nenhuma consideração venenosa. Baixíssima toxicidade.

Sulfato de Magnésio (MgSO4 )

(2)

Ácido sulfúrico (H2SO4 )

Inalação: corrosivo, garganta inflamada, queimação, respiração

dificultada e dolorida. Primeiros-socorros: ar fresco; respiração artificial, se necessário; requer atenção médica.

Pele: corrosivo, dor, vermelhidão, bolhas, sérias queimaduras.

Primeiros-socorros: remover as roupas contaminadas, lavar com água; requer atenção médica.

Olhos : corrosivo, vermelhidão, dor, intensa queimação.

Primeiros-socorros: lavar com água corrente por vários minutos (remova lentes de contato) e procurar um oftalmologista.

Ingestão: corrosivo, dor abdominal, sensação de queimação, choque

ou colapso. Primeiros-socorros: enxágüe a boca, não induza o vômito; procure um médico.

Acetato de isopentila (C7H14O2)

Inalação: garganta inflamada, tosse, dor de cabeça, fraqueza,

sonolência. Primeiros-socorros: ar fresco; requer atenção médica.

Pele: secura. Primeiros-socorros: remover as roupas contaminadas,

lavar com água.

Olhos: vermelhidão, dor. Primeiros-socorros: lavar com água corrente

por vários minutos (remova lentes de contato) e procurar um oftalmologista

Ingestão: dor abdominal, garganta inflamada, náuseas.

(3)

QUÍMICA ORGÂNICA

EXPERIMENTAL

PREPARAÇÃO DO ACETATO DE ISOPENTILA

Alunos: Elton Nolasco da Cunha Nathalia Possebon Costa

(4)

TEMAS ABORDADOS:

9 Introdução;

9 Reação Geral de Fisher;

9 Variáveis da esterificação;

9 Derivados do ácido carboxílico;

9 Objetivo;

9 Mecanismo;

(5)

9 Correção do P.E.;

9 Cálculo do rendimento;

9 Tabela com propriedades físico-químicas;

9 Cuidados, toxicidade e segurança;

9 Tratamento dos resíduos;

9 Fluxograma;

(6)

Introdução:

O acetato de isopentila é um éster que

apresenta cheiro característico de banana. Ele é obtido através da reação de esterificação do ácido acético com álcool isopentílico, a qual é catalisada por um ácido mineral (nesta prática será utilizado o H₂SO_4(c)). Esta reação é conhecida como esterificação de Fisher.

(7)

REAÇÃO GERAL DE FISHER:

• Elas se desenvolvem muito lentamente na ausência de ácidos fortes, mas alcançam o equilíbrio em poucas horas, quando o ácido e álcool são refluxados com pequena quantidade de H₂SO_4(c) ou HCl_(c).

(8)

VARIÁVEIS DA ESTERIFICAÇÃO:

¾ Temperatura; ¾ Concentração;

Ambas aceleram ou retardam a velocidade da reação.

(9)

DERIVADOS DO ÁCIDO CARBOXÍLICO:

• Cloretos de acila (ácido); • Anidrido de ácido;

• Ésteres; • Amidas;

Os derivados acima podem ser sintetizados à partir de ácidos carboxílicos ou novamente convertidos a estes ácidos.

(10)

OS ÉSTERES:

• assemelham-se à aromas de frutos e flores;

• são utilizados na fabricação de aromatizantes artificiais, tais como de abacaxi (propanoato de etila) , pêssego (acetato de benzila), pêra (acetato de propila) e vários outros.

(11)

OBJETIVO DA PRÁTICA :

• preparar acetato de isopentila a partir da reação de esterificação do ácido acético com álcool isopentílico;

• extrair o éster obtido;

(12)

+ + H2O

+

• Mecanismo de reação de esterificação do

(13)

(14)

+

(15)

• Neutralização:

2 NaHCO₃ + H₂SO_4(c) Na₂SO₄ + H₂O + CO₂ NaHCO₃ + CH₃CO₂H CH₃CO₂Na + CO₂ + H₂O • Hidratação:

(16)

TÉCNICAS ENVOLVIDAS:

¾

Refluxo

¾

Extração com Solvente

¾

Extração Quimicamente Ativa

¾

Salting-out

¾

Decantação e Filtração

¾

Destilação Simples

(17)

O Refluxo é utilizado quando uma reação é lenta à temperatura ambiente e necessita de aquecimento para que a reação ocorra mais rapidamente. O refluxo permite que a mistura seja aquecida à temperatura de ebulição do solvente, não ocorrendo perda dos reagentes nem dos produtos por evaporação. O vapor produzido é condensado por um condensador conectado a boca do frasco reacional.

(18)

(19)

(20)

• Sentido do fluxo de água: de baixo para cima;

• 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;

• Usar tipo de aquecimento apropriado (manta de aquecimento);

• Usar pedras de ebulição ou agitador magnético;

• Ajustar a velocidade de aquecimento, para que o anel de refluxo não atinja mais que 1/3 do condensador;

• Cuidado com escape de vapores.

(21)

A solubilidade de uma substância orgânica em água é afetada pela presença de um sal inorgânico dissolvido. 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.

(22)

A destilação consiste na ebulição de um líquido e seqüente condensação de seu vapor, de maneira que o condensado seja coletado num frasco seco, no caso deste experimento corresponderá à separação do acetato de isopentila (P.E. 142°C) do restante das impurezas.

(23)

(24)

(25)

Neste tipo de extração uma substância da mistura é extraída pela adição de um solvente. Este não deve ser solúvel na solução, nem reagir quimicamente com a substância a ser extraída.

Nesta prática utilizaremos a água como solvente para extrair o excesso de ácido acético do éster formado, pois o HAc tem maior solubilidade em água que em éster.

(26)

(27)

Neste tipo de extração, adiciona-se um reagente que reage com a substância a ser retirada da solução de interesse. O produto da reação deve ser mais solúvel em outro solvente (geralmente a água) que na solução de interesse.

Nesta prática utilizaremos o NaHCO₃ o qual reagirá com o excesso de HAc dissociado no éster formado, resultando em NaAc que é mais solúvel em H₂O.

(28)

Se as part

Se as partíículas sculas sóólidas lidas

são relativamente são relativamente grandes e depositam grandes e depositam (decantam) facilmente no (decantam) facilmente no fundo do frasco, fundo do frasco, éé poss

possíível separar a vel separar a solu

soluçção das impurezas, ão das impurezas, atrav

atravéés de uma posterior s de uma posterior filtra

filtraçção, onde o são, onde o sóólido lido ficar

ficaráá retido no papel de retido no papel de filtro pregueado e o filtro pregueado e o erlenmeyer conter erlenmeyer conteráá o o l lííquido.quido.

(29)

CORREÇÃO DO PONTO DE EBULIÇÃO:

Corre

ç

ão para l

í

quidos associados

(formam liga

ç

ões de hidrogênio):

ΔT = 0,00010(760-p).(t +273)

t

760

=ΔT + t

ΔT: correção, em ºC a ser aplicada ao ponto de ebulição observado, t

p: pressão barométrica local

t760_{: temperatura de ebulição a 760 mmHg (ponto de ebulição normal)} t: temperatura de ebulição observado no laboratório;

(30)

Exemplo:

Considerando p = 686 mmHg e t = 98°C, a correção feita será: ΔT = 0,00010(760-686).(98 +273) ΔT = 2,74 T760 _{= ΔT + t} T760 _{= 2,74 + 98} T760 _{= 100,74°C}

Ou seja a pressão de 760 mmHg a temperatura de ebulição é 100,47°C.

(31)

CÁLCULO DO RENDIMENTO:

H+

CH₃CO₂H + (CH₃)₂CH₂CH₂CH₂OH CH₃CO₂CH₂CH₂CH(CH₃)₂ + H₂O 1 1 1 1

V _ácido = 20 ml V _álcool = 15 ml d _éster = 0,876 g/ml

d _ácido = 1,053g/ml d _álcool = 0,813g/ml MM _éster = 130,19g/mol

(32)

Ácido Acético Álcool Isopentílico

d = m/V ⇒ m = d.V d = m/V

∴m = 1,053. (20) = 21,06g ∴ m = 0,813.(15) = 12,20g 1 mol ácido ⎯ 60,05g 1 mol ⎯ 88,15g

n ⎯ 21,06g n ⎯ 12,20g n = 0,351 mol n = 0,138 mol

(33)

n mols de éster = n mols do álcool = 0,138 mol 1 mol de éster ⎯ 130,19g

0,138 mol de éster ⎯ m m = 17,97g de éster

• Essa massa corresponde à 100 % de rendimento ( m estequiométrica )

Cálculo da porcentagem de rendimento:

Rendimento = m obtida . 100% m estequiométrica

Exemplo: obteve-se 12,45g de éster

Rendimento = (12,45g ) . 100% = 69,28%

(34)

Nomenclatura

Nomenclatura Densidade Densidade

/g mL /g mL--11 Mol /g Mol /g mol mol--11 p.f p.f. . / /00_C_C p.e p.e. . / /00_C_C SolubilidadeSolubilidade Propriedades Propriedades F

Fíísicassicas AplicaAplicaççõesões

Á

Ácido Accido Acéético tico

Glacial CH

Glacial CH₃₃OO₂₂HH

1,053

1,053 60,0560,05 16,716,7 118118

Misc

Miscíível em vel em á

água, gua, áálcool lcool glicerol,

glicerol, ééter e ter e tetracloreto de

tetracloreto de

carbono.

L

Lííquido, possui quido, possui odor azedo, odor azedo, pungente. pungente. Usado como Usado como solvente; solvente; Fabricar Fabricar acetatos; acetatos; Conservantes Conservantes de alimentos; de alimentos; S Sííntese ntese Orgânica Orgânica comercial. comercial. Á Álcool lcool Isopent

Isopentíílicolico C C₅₅HH₁₂₁₂OO 0,813 0,813 88,1588,15 117,2117,2 132132 --Ligeiramente Ligeiramente sol

solúúvel em vel em H

H₂₂O (2g em O (2g em 100 mL)

100 mL)

-- miscmiscíível em vel em á

álcool, lcool,

é

éter,benzeno,clter,benzeno,cl orof

orofóórmio e rmio e Á

Ácc. Ac. Acéético tico Glacial.

Glacial.

L

Lííquido, possui quido, possui odor

odor

desagrad

desagradáável, vel, pungente. pungente. Usado como Usado como solvente para solvente para gorduras; gorduras; Resinas; Resinas; Alcal

Alcalóóides.ides.

Bicarbonato de

S

Sóódio NaHCOdio NaHCO₃₃ 2,1592,159 84,0184,01 __________ ______

--SolSolúúvel em vel em

10 partes de

á

águagua

--InsolInsolúúvel em vel em

á álcoollcool Cristais Cristais brancos, brancos, granulados ou granulados ou em p em póó.. Sais Sais efervescentes; efervescentes; Extintores de Extintores de fogo; fogo; Anti

Antiáácido;cido; Fermentos.

(35)

Á

Ácidocido

Sulf

Sulfúúricorico H

H₂₂SOSO₄₄

1,84

1,84 98,0898,08 1010 290290

-- MiscMiscíível em vel em

á

água e em gua e em áálcool lcool

com libera

com liberaçção de ão de

muito calor e

contra

contraçção de ão de volume

volume

L

Lííquido incolor quido incolor e vol

e voláátiltil

Fertilizantes;

Explosivos;

Purifica

Purificaçção de ão de petr

petróóleo;leo; Corante;

Corante;

Desoxida

Desoxidaçção de ão de metais; metais; Cloreto de Cloreto de S Sóódiodio NaCl NaCl 2,17 2,17 58,4558,45 804804 14131413 -- 1g dissolve em 1g dissolve em 2,8 mL de 2,8 mL de ááguagua -- 1g dissolve em 1g dissolve em 10 mL de glicerol 10 mL de glicerol

--Quase insolQuase insolúúvel vel em HCl em HCl concentrado concentrado Cristais Cristais brancos, brancos, granulados ou granulados ou em p em póó;; Incolor Incolor Laxante; Laxante; Solu

Soluçção ão isotônica

isotônica

(soro

fisiol

fisiolóógico).gico).

Sulfato de

Magn

Magnéésiosio MgSO

MgSO₄₄

1,67

1,67 120,37120,37 _{___}_{___} _{___}_{___}

-- SolSolúúvel em vel em á

água, levemente gua, levemente sol

solúúvel em vel em áálcool. lcool.

Cristais ou p Cristais ou póó eflorescentes. eflorescentes. Agente secante; Agente secante; Fertilizantes; Fertilizantes; Corantes. Corantes. Acetato de Acetato de Isopentila Isopentila C C₇₇HH₁₄₁₄OO₂₂ 0,8760 0,8760 130,19130,19 --78,578,5 142142

--1g sol1g solúúvel em vel em 400 partes de

400 partes de

á

águagua

-- MiscMiscíível em vel em á

álcool, lcool, ééter, ter,

acetato de etila.

L

Lííquido neutro e quido neutro e incolor. incolor. Usado como Usado como solvente; solvente; Vernizes; Vernizes; Essências; Essências; Cânfora. Cânfora.

(36)

Toxicidade das substâncias:

Ácido acético glacial (HAc)

Inalação: garganta inflamada, tosse, queimação, dor de cabeça, vertigens, respiração dificultada e dolorida. Primeiros-socorros: ar fresco; requer atenção médica.

Pele: dor, vermelhidão, bolhas, ardor. Primeiros-socorros: remover as roupas contaminadas, lavar com água e sabão; requer atenção médica.

Olhos : vermelhidão, dor, intensa queimação, perda de visão. Primeiros-socorros: lavar com água corrente por vários minutos (remova lentes de contato) e procurar um oftalmologista.

Ingestão: dor abdominal, sensação de queimação, diarréia, choque ou colapso, garganta inflamada, vômito. Primeiros-socorros: enxágüe a boca, não induza o vômito, dê porções de água para a pessoa beber; requer atenção médica.

(37)

Álcool isopentílico (C₅H₁₂O )

Inalação: garganta inflamada, tosse, náusea, dor de cabeça, vertigens. Primeiros-socorros: ar fresco; requer atenção médica.

Pele: dor, vermelhidão, pele seca, aspereza. Primeiros-socorros: remover as roupas contaminadas, lavar com água e sabão.

Olhos : vermelhidão, dor. Primeiros-socorros: lavar com água corrente por vários minutos (remova lentes de contato) e procurar um oftalmologista.

Ingestão: dor abdominal, sensação de queimação no tórax e no

estômago,dor de cabeça, náusea, inconsciência, vômito, fraqueza. Primeiros-socorros: enxágüe a boca, não induza o vômito, dê porções de água com carvão ativado para a pessoa beber; requer atenção médica.

(38)

Ácido sulfúrico (H₂SO₄)

Inalação: corrosivo, garganta inflamada, queimação, respiração dificultada e dolorida. Primeiros-socorros: ar fresco; respiração artificial, se necessário; requer atenção médica.

Pele: corrosivo, dor, vermelhidão, bolhas, sérias queimaduras. Primeiros-socorros: remover as roupas contaminadas, lavar com água; requer atenção médica.

Olhos : corrosivo, vermelhidão, dor, intensa queimação. Primeiros-socorros: lavar com água corrente por vários minutos (remova lentes de contato) e procurar um oftalmologista.

Ingestão: corrosivo, dor abdominal, sensação de queimação, choque ou colapso. Primeiros-socorros: enxágüe a boca, não induza o vômito; procure um médico.

(39)

Bicarbonato de sódio (NaHCO₃)

Sulfato de Magnésio (MgSO₄ )

(40)

Acetato de isopentila (C₇H₁₄O₂)

Inalação: garganta inflamada, tosse, dor de cabeça, fraqueza, sonolência. Primeiros-socorros: ar fresco; requer atenção médica.

Pele: secura. Primeiros-socorros: remover as roupas contaminadas, lavar com água.

Olhos: vermelhidão, dor. Primeiros-socorros: lavar com água corrente por vários minutos (remova lentes de contato) e procurar um oftalmologista

Ingestão: dor abdominal, garganta inflamada, náuseas. Primeiros-socorros: beber porções de água; requer atenção médica.

(41)

DESCARTE E TRATAMENTO DOS

RESÍDUOS:

• Separe as soluções aquosas;

• Evite misturar ácidos e bases concentradas num

mesmo recipiente.

Posteriormente cada resíduo será tratado

(42)

BIBLIOGRAFIA:

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

Organic Laboratory Techniques : A Contemporary

Approach. 3ed. Philadelphia : Hancourt Brace College Publischers, 1995.

• MANO, E. B., SEABRA, A. F. Práticas de Química

Orgânica. 2.ed. São Paulo : Edart, l977.

• SITE: www.jeduardo.unesp.br

• SOLOMONS, G. T.W., FRYHLE, C. B. Química Orgânica

(43)

FLUXOGRAMA ACETATO DE ISOPENTILA

1) Adicionar 20mL de HAc glacial;

2) Adicionar cuidadosamente e com agitação 4mL de H2SO4

concentrado;

3) Adicionar pedras de ebulição*;

4) Ligar o balão a um condensador de refluxo;

5) Refluxar por 1 hora usando manta como fonte de aquecimento;

6) Deixar o sistema esfriar à temperatura ambiente;

7) Transferir a mistura fria para um béquer contendo 55mL de água fria (ácido sempre adicionado sobre água);

8) Agitar a mistura heterogênea com bagueta e transferí-la para um funil de separação;

9) Lavar o balão de fundo redondo com 10mL H2O fria,

transferir para o funil e efetuar a extração simples;

10) Recolher a fase orgânica* num béquer e adicionar cuidadosamente 25 mL solução aquosa de NaHCO3

5% (liberação de CO2);

11) Recolocar no funil e efetuar a extração**; 12) Repetir as etapas 10 e 11;

Fase orgânica (superior):

acetato de isopentila, HAc;

Traços: HSO-4, SO 2-4, H3O + , H2O e álcool isopentílico.

Fase aquosa (inferior):

H3O+, HSO-4, SO-4, Ac-,

Traços: acetato de isopentila e álcool isopentílico.

Acetato de isopentila (éster), HAc;

Traços: álcool isopentílico, H3O+, HSO-4, SO2-4. * As pedras de ebulição auxiliam na formação de bolhas no líquido, diminuindo o risco de ebulição tumultuosa. 15 mL de álcool isopentílico em um balão de fundo redondo * Transferir pela parte superior do funil de separação. ** Extração quimicamente ativa do ácido acético e neutralização dos ácidos

(44)

13) Medir o pH com papel

tornassol;

14) Se o meio estiver ácido,

repetir as etapas 10 e 11;

15) Adicionar 25 mL de água e 5mL de solução saturada de cloreto de sódio*; 16) Agitar suavemente e efetuar a extração;

17) Transferir o éster* para um erlenmeyer de 250mL e adicionar 2g de MgSO4 anidro;

18) Tampar o frasco e agitar ocasionalmente até que o líquido apresente-se límpido;

19) Se necessário decantar a solução e repetir o tratamento com 0,5g do agente secante. Efetuar filtração.

20) Montar um sistema de destilação simples*;

21) Coletar a fração destilada entre 134 – 143ºC recebendo o destilado em um erlenmeyer tarado, mantido em banho de gelo;

Fase aquosa (inferior): Na+, Ac-, SO2-4, HSO

-4e H3O +

.

Traços: acetato de isopentila, álcool isopentílico.

Fase orgânica (superior): acetato

de isopentila;

Traços: H2O, álcool isopentílico,

HSO-4,SO

2-4, Ac -

e Na+.

Fase aquosa (inferior): Na+, Ac-, Cl-. Traços: acetato de isopentila; álcool isopentílico, HSO-4, SO2-4.

Fase orgânica (superior):

acetato de isopentila;

Traços: H2O, álcool isopen.,

HSO-4, SO4

2-, Cl-, Ac- e Na+.

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

acetato e álcool isopentílico

* A vidraria deve estar seca. * Transferir pela parte superior do funil de separação. Descartar Acetato de Isopentila * Efeito salting-out.

22) Pesar o produto e calcular o rendimento; 23) Anotar a pressão e corrigir o P.E.;

24) Armazenar o produto obtido num frasco rotulado contendo