Apostila Prática Química Orgânica

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APOSTILA QUÍMICA orgânica

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APOSTILA QUÍMICA orgânica

Prof. Marcos Valério Zschornack

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Prática no 01

SOLUBILIDADE DE COMPOSTOS ORGÂNICOS

Materiais 15 Tubos de ensaio 2 Espátulas (MP) Papel Indicador (MP) 4 Pipetas graduadas de 5mL 3 Provetas de 100 mL (Capela) 3 Pipetas graduadas de 10 mL (Capela) 3 Peras (Capela) 2 Provetas de 100 mL (MP) 2 Pipetas Graduadas de 10 mL (MP) 2 Peras (MP)

Reagentes 50 mL de Solução de HCl 5% 50 mL de Solução de NaOH 5% 50 mL de Solução de NaHCO3 5% 300 mL de Éter Etílico (Capela) Ácido Sulfúrico 98% (Conc.) (Capela) p-metil anilina (ou p-toluidina) ácido benzóico Antraceno etanodiol (etilenoglicol) acetato de etila

Objetivo: Determinar a solubilidade de algumas amostras líquidas e sólidas (A, B, C, D e E) para identificar o tipo de grupo funcional que as amostras devem conter e conseqüentemente propor qual será o composto orgânico em cada caso.

Fundamentações Teóricas A solubilidade de compostos orgânicos é um importante parâmetro para a caracterização química. Testes de solubilidade permitem prever a presença ou ausência de grupos funcionais e reatividade em alguns casos. De forma genérica, os testes de solubilidade permitem em uma primeira análise classificar o composto em substância ácida, básica ou neutra. Assim os testes são realizados em água, solução de hidróxido de sódio, solução de bicarbonato de sódio, ácido clorídrico diluído, éter e ácido sulfúrico concentrado. A solubilidade dos compostos orgânicos pode ser dividida em duas categorias principais: a solubilidade decorrente da simples miscibilidade e a solubilidade resultante de uma reação química, por exemplo, uma reação ácido-base. As duas estão inter-relacionadas. A primeira é para determinar os solventes apropriados para: recristalização, análises espectrais e reações químicas. A segunda é usada para identificar os grupos funcionais. Em geral, compostos com grupos polares e de baixa massa molecular terão solubilidade em água. A presença de grupos ácidos (um grupo carboxila, por exemplo) resultará em solubilização em meio básico devido à reação de formação de um sal (carboxilato de sódio). Por outro lado, compostos com grupos básicos (aminas, por exemplo) terão reação em meio ácido gerando um sal de amônio. Os testes

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de solubilidade estão descritos pelo Esquema 1 e a classificação é apresentado na Tabela 1. Segurança: O ácido clorídrico e o hidróxido de sódio são corrosivos. O ácido sulfúrico e o ácido fosfórico concentrado provocam queimaduras quando em contato com a pele.

Procedimento Experimental 1. Testar a solubilidade das amostras A, B, C, D e E seguindo o roteiro apresentado no Esquema 1, ou

seja, realizar o primeiro teste com água, caso a substância seja solúvel em água, testar com éter etílico, caso seja insolúvel em água, testar com hidróxido de sódio 5% e assim por diante. Realizar os mesmos testes com as amostras B, C, D e E, separadamente.

2. Inicialmente adicionar 2,0 mL do solvente em um tubo de ensaio. No caso dos ácidos adicionar apenas 1 mL (redução de resíduos).

3. Adicionar algumas gotas do líquido (ou alguns cristais do sólido) desconhecido, diretamente no solvente. (Atenção não adicionar grande quantidade de amostra porque a análise visual poderá ser comprometida).

4. Agitar cuidadosamente durante alguns minutos, acompanhando visualmente o comportamento do sistema.

5. Se houver dissolução completa da amostra, o composto será considerado solúvel no solvente de teste.6. Se a amostra dissolver em água, o pH deverá ser medido com papel indicador.

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Observações 1. Quando um composto colorido se dissolve a solução assume esta cor. 2. O ácido sulfúrico concentrado pode provocar uma mudança de coloração, indicando um teste posi tivo

de solubilidade. 3. Sólidos desconhecidos que não dissolvem nos solventes citados acima podem ser substâncias

inorgânicas. 4. Quando forem fazer o relatório, indiquem quais compostos abaixo correspondem às amostras A, B, C,

D e E com base na Tabela 1 e nos resultados de solubilidade obtidos experimentalmente. JUSTIFIQUE SUAS RESPOSTAS.

Questões: 1. Defina solubilidade e miscibilidade. 2. Por que determinados compostos orgânicos são solúveis em soluções ácidas e outros são solúveis em

soluções básicas? Esta dissolução é devido à solubilidade ou miscibilidade? 3. Por que determinados compostos orgânicos são solúveis em água e éter etílico? Esta dissolução é

devido à solubilidade ou miscibilidade? 4. Indique a reação que está ocorrendo, quando for o caso.

Tabela 1: Compostos orgânicos relacionados às classes de solubilidade.

S2Sais de ácidos orgânicos, hidrocloretos de aminas, aminoácidos, compostos polifuncionais (carboidratos, poliálcoois, ácidos, etc.).

SA Ácidos monocarboxílicos, com cinco átomos de Carbono ou menos, ácidos arenossulfônicos.SB Aminas monofuncionais com seis átomos de carbono ou menos.

S1Alcoóis, aldeídos, cetonas, ésteres, nitrilas e amidas monofuncionais com cinco átomos de carbono ou menos.

A1Ácidos orgânicos fortes: ácidos carboxílicos, fenóis com grupos eletrofílicos em posições orto e para, β-dicetonas.

A2Ácidos orgânicos fracos: fenóis, enóis, oximas, imidas, sulfonamidas, tiofenóis com mais de cinco átomos de carbono, β-dicetonas, compostos nitro com hidrogênio em α, sulfonamidas.

B Aminas aromáticas com oito ou mais carbonos, anilinas e alguns oxiéteres.

MNDiversos compostos neutros de nitrogênio ou enxofre Contendo mais de cinco átomos de carbono.

N1Alcoóis, aldeídos, metil cetonas, cetonas cíclicas e ésteres contendo somente um grupo funcional; éteres com menos de oito átomos de carbono; epóxidos.

N2Alcenos, alcinos, éteres, alguns compostos aromáticos (com grupos ativantes) e cetonas (além das citadas em N1).

I Hidrocarbonetos saturados, alcanos halogenados, haletos de arila, éteres diarílicos, compostos aromáticos desativados.

Obs.: Os haletos e anidridos de ácido não foram incluídos devido à alta reatividade.

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Prática no 02

DETERMINAÇÃO DE PONTO DE FUSÃO, EBULIÇÃO E DENSIDADE

Materiais 1 Termômetro Vários tubos capilares (MP) Banho de aquecimento de glicerina (óleo mineral) - 1 Bico de bunsen 1 Tubo de Thiele 1 Rolha adaptada para termômetro. 1 Proveta de 10 mL Elásticos (MP) 2 Balanças Semi-Analíticas (MP) 2 Pipeta Volumétrica de 20 mL (MP) 1 Pipeta Volumétrica de 20 mL 2 Espátulas (MP) 4 béqueres de 25 mL 4 Pipetas Pasteur (MP) 2 caixas de fósforo (MP) 2 peras (MP) 1 Garra por bancada (fixar tubo de Thiele) 1 Suporte Universal por bancada 2 Tubos de ensaio pequenos para Ponto de Ebulição 2 Almofariz com pistilo (MP)

Reagentes Amostras sólidas A e B Amostras líquidas C e D Amostras metálicas 1 e 2

Objetivos: Determinar o ponto de fusão e ebulição de alguns compostos orgânicos sólidos e líquidos, respectivamente. Determinar a densidade de alguns metais e de alguns líquidos.

Introdução:

O ponto de fusão O ponto de fusão depende das forças existentes entre as moléculas (ou entre íons, no caso de cristais iônicos) da substância sólida. Se estiverem fortemente ligadas umas as outras, a temperatura necessária para separá-las deve ser elevada, para dispô-las em sua nova forma, o líquido.

O ponto de ebulição Se um líquido é colocado em um recipiente fechado, parte dele evapora, até que o vapor formado tenha certo valor de pressão denominado tensão de vapor. Esta é uma propriedade que depende da temperatura. Representa o limite máximo para a evaporação daquele líquido, naquela temperatura. Quando a pressão de vapor iguala-se ao valor da pressão externa exercida sobre o líquido, a água ferve, com o

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característico fenômeno da formação de bolhas de ar na massa líquida. Durante a ebulição, bem como em qualquer transição de estados físicos, a temperatura do sistema mantém-se constante, até que toda a massa líquida passe ao estado gasoso.

Densidade de Sólidos e Líquidos A densidade de uma substância é a razão da sua massa por unidade de volume; ela pode ser obtida, matematicamente, pela divisão entre esses dois valores. A fórmula é d = m/v, onde d é a densidade, m é a massa e v é o volume. A razão é constante a uma dada temperatura. As unidades de densidade mais empregadas são g/mL ou g/cm3, a 20º C. A temperatura deve ser mencionada, uma vez que o volume da substância varia com a temperatura e, conseqüentemente a densidade também varia.

Procedimento Experimental.

Determinando o ponto de fusão: 1. Montar uma aparelhagem para determinação do ponto de fusão usando um tubo de Thiele e

termômetro (Figura 1).2. Pegar um capilar (cuidado para não quebrar) com diâmetro de 1-2 mm e comprimento de 7-8 cm,

fechado em uma das extremidades, caso necessário feche uma das extremidades utilizando um bico de bunsen.

3. Triturar uma pequena quantidade do composto cujo ponto de fusão será determinado (Amostra A) e coloque em uma cápsula de porcelana. Macere a amostra.

4. Transfira uma pequena quantidade do composto triturado para o tubo capilar, pressionando gentilmente a extremidade aberta contra a amostra na cápsula de porcelana.

5. Empacotar o tubo capilar, soltando o capilar (com a extremidade selada voltada para baixo) sobre uma superfície, para que o sólido se acomode no fundo do capilar.

6. Repetir os itens 3.1.4 e 3.1.5 até acumular uma amostra de 1 cm de altura no fundo do tubo capilar.7. Colocar o capilar junto a um termômetro, de modo que sua ponta inferior atinja aproximadamente a

metade do bulbo de mercúrio.8. Mergulhar o termômetro no banho de óleo contido no Tubo de Thiele (Figura 1).9. Aquecer o óleo com uma chama moderada de um bico de Bunsen, dirigindo-a para a lateral do tubo.10. Controlar os valores das temperaturas atingidas pelo mercúrio, à temperatura do banho deve aumentar

de 2 a 3 graus por minuto.11. Anotar a temperatura do momento em que a substância começar a fundir e na fusão total. Essa faixa

de temperatura é a temperatura de fusão da substância. 12. Repetir os itens 3.1.3 até 3.1.11 para a amostra B. Faça em duplicata.

Determinando o ponto de ebulição: 1. Desligue o bico de bunsen de sua bancada (há risco do líquido pegar fogo). 2. Colocar em um tubo de ensaio (Figura 2), utilizando uma pipeta Pasteur, o líquido cujo ponto de

ebulição será determinado (Amostra C). 3. Introduzir no líquido um tubo capilar com uma de suas extremidades fechada de modo que a

extremidade aberta deste fique voltada para baixo. 4. Ajustar o tubo de ensaio com a amostra a um termômetro por meio de um pequeno anel de borracha e

colocar este conjunto em um tubo de Thiele (Figura 2). 5. Aquecer lentamente o tubo de Thiele até que uma corrente de bolhas suba rápida e

continuamente do tubo capilar. Interrompa o aquecimento neste ponto. 6. Quando as bolhas pararem de sair e o líquido entrar no tubo capilar anotar a temperatura. Está

será a temperatura de ebulição. 7. Este ponto indica que a pressão atmosférica é idêntica à tensão de vapor do líquido. 8. Repetir os itens 3.2.1 até 3.2.6 para a amostra D. Faça em duplicata.

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A correção da temperatura medida (Tm) com a pressão atmosférica P é calculada por:

Determinando a densidade de líquidos e Metais:

Determinação da Densidade de Metais 1. Pesar cada amostra e anotar a massa com precisão de 0,01 g na Tabela fornecida a seguir. 2. Em uma proveta de 10 mL, adicionar água até aproximadamente à metade, para fazer o item

3.3.1.3.Anotar cada volume com precisão de 0,10 mL. 3. Colocar cuidadosamente (há risco da proveta quebrar), a amostra metálica 1 dentro da proveta

previamente preparada (item 3.3.1.2). Certificar-se de que não há bolhas aderidas ao metal. Ler e anotar o novo volume (com precisão de 0,1 mL). Assumindo que o metal não se dissolve e nem reage com a água, à diferença entre os dois níveis da água na proveta, representa o volume da amostra. Anotar o resultado na Tabela fornecida a seguir.

4. Recuperar a amostra secar cuidadosamente e guardar apropriadamente. Repetir o procedimento com a amostra metálica 2. Faça em duplicata.

5. De posse dos dados, efetue o cálculo da densidade de cada amostra, observando os algarismos significativos que deverão ser considerados. Compare os valores experimentais com os valores da literatura, listados na Tabela em anexo.

Amostras(METAIS)

Massa obtida (g) Volume obtido (mL) Densidade experimental (g/mL)

Metal 1Metal 2

Determinação da Densidade de Líquidos 1. Pesar (tarar) um béquer de 25 mL, limpo e seco, com precisão de 0,01 g. 2. Com uma pipeta volumétrica de 20,0 mL, transferir 20 mL da amostra C para o béquer

previamente pesado (tarado). Pesar imediatamente o conteúdo do béquer, e anotar a massa com precisão de 0,01g na Tabela fornecida a seguir.

3. Recolher o líquido utilizado, no frasco original. Repetir o procedimento com a Amostra líquida D, iniciando cada determinação com um novo béquer de 25 mL, limpo e seco.

4. De posse dos dados, efetue o cálculo da densidade de cada amostra, observando os algarismos significativos que deverão ser considerados. Compare os valores experimentais com os valores da literatura, listados na Tabela em anexo.

Amostras(LIQUIDOS)

Massa obtida (g) Volume obtido (mL) Densidade experimental (g/mL)

Amostra A

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Amostra BTabela 1. Sólidos padrões e seus pontos de fusão.

Sólido ponto de fusão (°C)Benzofenona 481,4 Diclorobenzeno 53Ácido Fenilacético 77Naftaleno 80Acetanilida 113Ácido Benzóico 122Ácido Malônico 135,6

Tabela 2. Líquidos e seus respectivos pontos de ebulição.

Líquido P. E. (°C) Densidade (20oC)Acetona 56 0,780Metanol 65 0,792Acetato de etila 76 0,901Cicloexano 81 0,779Isopropanol 83 0,787Água 100 1,000Isobutanol 109 0,803

Densidade de alguns metaisAmostras Símbolo Densidade (g/mL)Alumínio Al 2,70Ferro Fe 7,86Estanho Sn 7,29Zinco Zn 7,13Chumbo Pb 11,30Cobre Cu 8,92

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Prática no 03

DESTILAÇÃO SIMPLES

Destilação da gasolina (Hidrocarbonetos)

Procedimento experimental Curva de destilação da gasolina

Materiais: Balão de fundo redondo de 125 mL; Manta de aquecimento Cabeça de destilação Termômetro de 0 a 200°C Condensador de tubo reto Provetas graduadas de 100 e de 25 mL Suportes, garras, mufas, funil, rolha para termômetro, pipeta de 10 mL, tubo de ensaio, pera, tripê e

tela de amianto.

Procedimento 1. Medir com a proveta graduada, 100 mL de gasolina e transferir completamente para o balão de

fundo redondo, usando um funil. Não deixar “escorrer” gasolina pelas laterais do balão. Não esqueça que você está trabalhando com combustível. Colocar o balão na manta de aquecimento apropriada.

2. Colocar umas pedrinhas de ebulição no balão e conectar a adaptação com o termômetro, deixando o bulbo deste, um pouco abaixo da saída lateral. Conectar a saída lateral ao condensador de tubo reto, prendendo-o ao suporte com auxílio de garras e mufas. Tomar cuidado para não deixar “sob tensão” nenhuma vidraria que irá a ficar presa ao sistema de suporte.

3. Colocar na saída do condensador uma “alonga” ou unha e recolher o destilado na mesma proveta graduada utilizada na medida do volume da gasolina, sem lavá-lo ou secá-lo (vedar com papel de alumínio).

4. Ligar a manta de aquecimento (tomada de 110v) e ir aumentando gradualmente a temperatura de modo que a primeira gota caia na proveta graduada após 5 a 10 minutos. Anotar numa tabela a temperatura correspondente à saída da primeira gota, que caracteriza “o ponto inicial” da destilação.

5. Regular o aquecimento para que a velocidade de destilação seja de 4 a 5 mL/min. 6. Registrar a temperatura de destilação a cada 5,0 mL de gasolina destilada, até o volume de 90 mL.

A partir desse valor registrar a temperatura a cada 1,0 mL. O aquecimento deve ser cada vez mais intenso. Deixar de registrar a temperatura e considerar a destilação terminada quando observar que o seu valor começa a cair, apesar do aquecimento ter sido mais intenso. O valor máximo da temperatura caracteriza o “o ponto final” da destilação. Normalmente o volume da gasolina destilada varia de 90 a 95 mL.

7. Interromper o aquecimento e, depois que o resíduo do balão voltar à temperatura ambiente, medir o seu volume com uma pipeta de 10 mL e registrar o valor na tabela. Guardar esse resíduo para a experiência seguinte.

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DADOS DA EXPERIÊNCIA

Volume de gasolina destilada (mL)

Temperatura (ºC)

Volume de gasolina destilada (mL)

Temperatura (ºC)

Primeira gota 705 7510 8015 8520 9025 9130 9235 9340 9445 9550 9655 9760 9865

Volume do resíduo:__________________ mL

Acidez do resíduo da destilação da gasolina Colocar na proveta graduada, contendo o resíduo, água destilada em volume igual a três vezes o volume do resíduo. Tampar a proveta com rolha de cortiça e agitar vigorosamente o conteúdo. Após a separação das duas fases, extrair com pipeta a maior parte da fase aquosa e transferir para um tubo de ensaio limpo. Acrescentar uma gota de indicador alaranjado de metila (“metil orange”) e observar a cor. O aparecimento de uma coloração rósea ou vermelha indica acidez. Registre a sua observação.

Questionário 1. Qual seria a curva de destilação de uma gasolina que fosse constituída apenas por n-hexano puro? 2. Por que uma gasolina de boa qualidade não deve conter compostos sulfurados? 3. Como, pela comparação das curvas de destilação de duas gasolinas, pode-se prever qual deverá ser

mais facilmente inflamável? 4. Por que introduz pedras de ebulição no experimento? 5. Por que deve-se manter o sistema aberto e não hermeticamente fechado?

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Prática no 04

DESTILAÇÃO POR ARRASTE DE VAPOR IntroduçãoAs essências ou aromas das plantas devem-se principalmente aos óleos essenciais. Os óleos essenciais são usados, principalmente por seus aromas agradáveis, em perfumes, incenso, temperos e como agentes flavorizantes em alimentos. Alguns óleos essenciais são também conhecidos por sua ação antibacteriana e antifúngica. Outros são usados na medicina, como a cânfora e o eucalipto. Além dos ésteres, os óleos essenciais são compostos por uma mistura complexa de hidrocarbonetos, álcoois e compostos carbonílicos, geralmente pertencentes a um grupo de produtos naturais chamados terpenos. Muitos componentes dos óleos essenciais são substâncias de alto ponto de ebulição e podem ser isolados através de destilação por arraste a vapor.A destilação por arraste de vapor é uma destilação de misturas imiscíveis de compostos orgânicos e água (vapor). Misturas imiscíveis não se comportam como soluções. Os componentes de uma mistura imiscível "fervem" a temperaturas menores do que os pontos de ebulição dos componentes individuais. Assim, uma mistura de compostos de alto ponto de ebulição e água pode ser destilada à temperatura menor que 100°C, que é o ponto de ebulição da água.O princípio da destilação à vapor baseia-se no fato de que a pressão total de vapor de uma mistura de líquidos imiscíveis é igual a soma da pressão de vapor dos componentes puros individuais. A pressão total de vapor da mistura torna-se igual a pressão atmosférica (e a mistura ferve) numa temperatura menor que o ponto de ebulição de qualquer um dos componentes. Para dois líquidos imiscíveis A e B: Ptotal =  Po

A +  PoB

 onde Po

A e PoB são as pressões de vapor dos componentes puros.

         Note que este comportamento é diferente daquele observado para líquidos miscíveis, onde a pressão total de vapor é a soma das pressões de vapor parciais dos componentes.         Para dois líquidos miscíveis A e B: Ptotal= XA Po

A  +  XB PoB

 onde XAPo

A e XBPoB correspondem às pressões parciais de vapor.

 A destilação por arraste a vapor pode ser utilizada nos seguintes casos:

1. Quando se deseja separar ou purificar uma substância cujo ponto de ebulição é alto e/ou apresente risco de decomposição;

2. Para separar ou purificar substâncias contaminadas com impurezas resinosas;3. Para retirar solventes com elevado ponto de ebulição, quando em solução existe uma substância não

volátil;4. Para separar substâncias pouco miscíveis em água cuja pressão de vapor seja próxima a da água a

100°C. 

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 Metodologia Neste experimento será isolado o eugenol (4-alil-2-metoxifenol, 1) do óleo de cravo (Eugenia caryophyllata), pela técnica de destilação por arraste a vapor. Uma vez obtido o eugenol, deve-se separá-lo da solução aquosa através de extrações com diclorometano. Traços de água presentes no solvente deverão ser retirados com a ajuda de um sal dessecante (sulfato de sódio anidro). Como é difícil purificar o composto original ou caracterizá-lo através de suas propriedades físicas, pode-se convertê-lo em um derivado. Este derivado será obtido através da reação do eugenol com cloreto de benzoíla. O produto formado é o benzoato de eugenila 2, um composto cristalino com ponto de fusão bem definido.  

  Procedimento experimental Extração do eugenol:Monte a aparelhagem conforme a Figura 1. O frasco coletor, de 125 mL pode ser um erlenmeyer e a fonte de calor uma manta elétrica.Coloque 10 g de cravos num balão de três bocas e adicione 150 mL de água. Inicie o aquecimento de modo a ter uma velocidade de destilação lenta, mas constante. Durante a destilação continue a adicionar água através do funil de separação, numa velocidade que mantenha o nível original de água no frasco de destilação. Continue a destilação até coletar 100 mL do destilado. Tire a água do funil de separação e coloque o destilado nele. Extraia o destilado com duas porções de cloreto de metileno (10 mL). Separe as camadas e despreze a fase aquosa. Seque a fase orgânica com sulfato de sódio anidro. Filtre a mistura em papel pregueado (diretamente em um balão de fundo redondo previamente tarado), lave com uma pequena porção de CH2Cl2 e em seguida retire o solvente no evaporador rotativo.Opcionalmente, após a filtração concentre a mistura (utilizando um banho de vapor na capela), transfira o líquido restante para um tubo de ensaio previamente tarado e concentre o conteúdo novamente por evaporação em banho-maria até que somente um resíduo oleoso permaneça. Seque o tubo de ensaio e pese. Calcule a porcentagem de extração de óleo, baseado na quantidade original de cravo usada. 

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 Figura 1: Destilação por arraste a vapor. Preparação de um derivado: Coloque cerca de 0,2 mL de eugenol bruto num tubo de ensaio pequeno e adicione 1 mL de água. Adicione algumas gotas de uma solução 1 M de hidróxido de sódio até que o óleo seja dissolvido. A solução final pode ser turva, mas não deverá conter gotas grandes de óleo. Adicione cuidadosamente 0,1 mL (3 a 4 gotas) de cloreto de benzoíla. Excesso de cloreto de benzoíla deverá ser evitado, uma vez que este impede a cristalização do produto final. Aqueça a mistura em banho-maria durante 5 a 10 minutos. Esfrie a mistura e atrite o interior do tubo de ensaio com um bastão de vidro, até que a mistura se solidifique. Caso isto não aconteça, esfrie a mistura num banho de gelo. Caso ainda não haja solidificação, decante a fase aquosa. Adicione algumas gotas de metanol ao óleo e continue a atritar com o bastão de vidro o interior do tubo, imerso em banho de gelo. Colete o sólido num funil de Hirsch e lave com um pequeno volume de água gelada.Recristalize o sólido com uma quantidade mínima de metanol. Caso um óleo se separe da solução, reaqueça a mesma e esfrie mais lentamente, com atrito no interior do recipiente. Colete os cristais num funil de Hirsch. Seque os cristais e determine o ponto de fusão. O ponto de fusão do benzoato de eugenol é 70°C.

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Prática no 05

EXTRAÇÃO COM SOLVENTE

Objetivos Nesta aula o aluno deverá aprender uma das técnicas de separação mais empregadas em um laboratório Química Orgânica: A Extração com Solvente, assim como todos os conceitos nela envolvidos. Os conceitos a serem assimilados nos alunos:

Vidraria utilizada para preparação de um sistema de Extração com Solvente; Conceito de solubilidade; Conceito de polaridade.

Pré-laboratório Faça uma pesquisa sobre polaridade; Faça uma pesquisa sobre solubilidade de uma substância; Faça uma pesquisa sobre extração com solvente de uma substância; Faça um resumo do procedimento experimental deste roteiro de prática.

Introdução A extração com solvente é um método amplamente utilizado para separação de substâncias. Desde que, estas apresentem um diferença de solubilidade. A extração do produto desejado se dá pela adição de um solvente capaz de solubilizar a substância e ao mesmo tempo não ser solúvel em água. Por tanto, neste processo, seriam obtidas duas fases: uma fase orgânica contendo o produto desejado e uma fase aquosa contendo os subprodutos.

Procedimento Experimental

Experimental I (Preparo da solução de Iodo - solução de tintura) 1. Num bécker pese 1,0 g de Iodo (I2); 2. Em outro bécker pese 2,0 g de Iodeto de Potássio (KI);

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3. Transfira a mistura pesada para um grau. Com o auxílio de um pistilo, misture-os até a completa homogeneização;

4. Adicione uma pequena quantidade de água destilada e agite até a completa dissolução; 5. Transfira a solução para um balão volumétrico de 100 mL e afira o volume com água destilada; 6. Assim, obteve-se uma solução mista com 2% de KI e 1% de I2.

Experimental II (Extração com Solvente) O Iodo pode ser extraído da solução de tintura pelo n-hexano (solvente orgânico), permanecendo o Iodeto de potássio em solução aquosa pelo seguinte procedimento:

1. Meça 10 mL da solução de iodo com o auxílio de uma proveta e transfira para o funil de decantação. OBSERVAÇÃO: Antes, tenha certeza que a torneira esteja fechada;

2. Meça 10 mL de n-hexano com o auxílio de uma proveta e transfira para o funil de decantação. Observe que as fases orgânicas e aquosas não se misturam (veja Figura (a));

3. Feche o funil de decantação com rolha apropriada. Com uma das mãos segure a rolha para ter certeza que não soltará e com a outra mão segure a torneira (veja Figura (b));

4. Em seguida, inverta o balão de ponta-cabeça fazendo um ângulo de 45⁰ e agite vigorosamente com movimentos circulares (veja Figura (b));

5. Incline a parte inferior do funil para cima e abra lentamente a torneira, para deixar sair dos gases que possam ser formados. OBSERVAÇÃO: Tome o máximo de cuidado para não dirigir a saída dos vapores para si ou para seus colegas;

6. Prenda o funil de decantação com uma garra de argola com um bécker ou erlenmeyer afixado logo abaixo da saída do funil (veja figura (c));

7. Espere que as duas fases se separarem. A fase aquosa deverá ser a camada inferior e a orgânica a superior;

8. Abra a tampa da parte superior, separe as duas fases abrindo a torneira; 9. Em seguida, transfira a fase orgânica pela tampa do funil de decantação para um Bécker; 10. Recoloque a fase aquosa dentro do funil de decantação e adicione mais 10 mL de n-hexano. Separe

novamente as fases. Faça esse processo ao todo 3 vezes; 11. Em seguida colete a fase aquosa em um Bécker de massa conhecida e aqueça-o até a completa

evaporação da água. Deixe o Bécker resfriar e pese-o;

Pós-laboratório 1. Em que se baseia o princípio da técnica de extração com solvente? 2. O Iodo foi solúvel na fase orgânica ou na aquosa, por quê? 3. O Iodeto de Potássio foi solúvel na fase orgânica ou na aquosa, por quê? 4.Calcule o rendimento em porcentagem (%) de KI recuperado na extração.

CÁLCULO DA MASSA DE KI RECUPERADO − m(KI):

mKI = B - A

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Onde: Massa do Bécker vazio (A);Massa do béker vazio + massa do Bécker com KI (B); Massa de KI recuperado − m(KI).

CÁLCULO DO RENDIMENTO DE KI RECUPERADO − R(KI): Como a concentração de KI é 2%, significa que em 100 mL de solução existem 2 g de KI. Dessa forma, em 10 mL de solução (volume utilizado no experimento) existem 0,2 g de KI. Agora 0,2 g representam 100% do KI contido nos 10 mL da solução utilizada neste experimento. Assim:

0,2 g ------------------ 100% Onde: m(KI) é a massa de KI recuperadom(KI) g --------------- R(KI) R(KI) é o rendimento de KI, em %.

CLASSIFICAÇÃO DE GRUPOS FUNCIONAIS

Objetivos Estudar a reatividade relativa de diversos grupos funcionais. Realizar algumas interconversões funcionais por meio de testes de grupos funcionais e preparação de

derivados. Usar a análise orgânica qualitativa clássica na identificação de amostras desconhecidas.

Teste de Grupos Funcionais Após classificação da amostra desconhecida em um determinado grupo de solubilidade, é necessário aplicar testes de funcionalidade adequados. Por meio deles, funções muito parecidas podem ser facilmente diferenciadas, como por exemplo: aldeídos de cetonas, acetilenos de olefinas, álcoois de éteres, etc. Em geral os testes são muito simples e rápidos, mas exigem sempre o uso de reagentes, muitas vezes agressivos, tóxicos ou dispendiosos. A caracterização de grupos funcionais por métodos espectrométricos modernos (particularmente IV e RNM) é muito mais rápida, mas também exigem instrumentação dispendiosa e nem sempre disponível. De todo modo, muitas vezes os testes químicos de caracterização de grupos funcionais são ainda indispensáveis na elucidação questões duvidosas sob o ponto de vista das técnicas espectrométricas.Cada grupo funcional apresenta certas reações características, que podem ser usadas para fins de identificação. Testes qualitativos, de fácil execução, permitem caraterizar determinada funcionalidade observando-se mudanças físicas provocadas por uma reação química. Algumas mudanças não são facilmente observáveis, mas ainda úteis em certas circunstâncias. A partir da evidência experimental acumulada, deduz-se que grupo funcional (ou grupos funcionais), está (estão) presente(s) na amostra desconhecida. Realizam-se, então, ensaios por meio de reagentes adequados à uma caracterização mais precisa.Abaixo enumeramos os mais importantes testes de análise, usados na caracterização dos grupos funcionais mais comuns. Atenção: Usar apenas as quantidades recomendadas de reagentes e amostra, e evitar ensaios desnecessários, reduzindo-se assim o gasto de material, a perda de tempo e possibilidades de erro. Sugere-se, além disso, a leitura de obras especializadas nas quais são detalhadas as limitações de cada teste.

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Prática no 06

ALDEÍDOS E CETONAS

Teste com 2,4-dinitrofenil-hidrazina - Aldeídos e cetonas reagem com a 2,4-dinitrofenil-hidrazina em meio ácido para dar 2,4-dinitrofenil-hidrazonas, usualmente como um precipitado de coloração amarelo-avermelhada. O produto tem, na maior parte dos casos, um ponto de fusão nítido, útil na identificação do aldeído ou cetona original.

Procedimento: Dissolver 1 ou 2 gotas do líquido (ou cerca de 0,05 g do sólido) a ser analisado em 2 mL de etanol e adicionar 2 mL da solução de 2,4-dinitrofenil-hidrazina. Agitar e deixar em repouso por 15 minutos. Caso não ocorra precipitação, aquecer a mistura ligeiramente e deixar em repouso por mais 15 minutos. Um precipitado amarelo-avermelhado é resultado positivo.

Reagente: 2,4-dinitrofenil-hidrazina a 1% em etanol 95% contendo 1 ml de HCl concentrado.

Teste de Tollens - O teste permite a distinção entre aldeídos e cetonas. Aldeídos reagem com formação de prata elementar, a qual se deposita como um espelho nas paredes do tubo de ensaio. As cetonas não reagem.

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Procedimento: Dissolver uma gota (ou cerca de 5 mg, se sólido) da amostra a ser analisada em algumas gotas de água ou etanol. Adicionar ao reagente de Tollens como preparado abaixo. Caso a reação não ocorra imediatamente, aquecer evemente o tubo de ensaio em banho-maria. A formação de um precipitado escuro de prata e/ou a formação de espelho de prata são resultados indicativos da presença de aldeído. Outros grupos redutores (hidrazinas, hidroxilaminas, -hidroxi-cetonas) também dão reação positiva. É importante usar a quantidade recomendada de amostra; excesso tende a mascarar o resultado!

Reagente: O reagente deve ser recém-preparado. A 2 mL de AgNO3 a 2% juntar 1 gota de hidróxido de sódio a 10%. Em sequência, adicionar, gota a gota, uma solução diluída (1:1) de NH4OH até dissolução do precipitado de Ag2O (evitar excesso de NH4OH!).

Teste com 4-amino-3-hidrazino-5-mercapto-1,2,4-triazol (Purpald) - Teste específico e muito sensível para aldeídos (cf. J. Chem. Soc., Perkin Trans. I, 1975, pag. 975). Aldeídos reagem com a formação de produto púrpura, devido à oxidação do intermediário de condensação. Aldeídos estericamente impedidos reagem lentamente.

Procedimento: Juntar 1 gota (ou cerca de 2 mg, se sólida) da amostra à uma solução de cerca de 0,01 g de Purpald em 2 mL de NaOH 1M. Agitar para acelerar a oxidação pelo ar e observar se há desenvolvimento de cor púrpura intensa.

Reagente: 4-Amino-3-hidrazino-5-mercapto-1,2,4-triazol (Purpald) recém dissolvido em NaOH 1M.

Teste do iodofórmio - Substâncias contendo o grupamento CH3CO (grupo acetila) ou CH3CHOH reagem com solução de iodo em meio fortemente básico, produzindo um precipitado característico de iodofórmio e um íon carboxilato:

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Procedimento: Adicionar 2 gotas (ou cerca de 5 mg, se sólido) da amostra a ser examinada a 1 mL de solução de NaOH a 10%. Em sequência adicionar solução de iodo, gota a gota, agitando sempre, até um ligeiro excesso, evidenciado pela coloração típica do iodo, persistente por 5 minutos. Observar aparecimento de precipitado amarelo de iodofórmio (cheiro característico!). Se não houver reação imediata aquecer brevemente (não mais que 2 minutos) o tubo de ensaio a 60ºC, adicionando eventualmente mais iodo caso ocorra descoloração.

Reagentes: Solução de NaOH a 10%. Solução de iodo a 5% em iodeto de potássio a 5%.

Teste de Fehling ou Benedict - Os reagentes de Fehling e de Benedict são usados na caracterização de grupos aldeídos, especialmente em carboidratos (açúcares redutores). Os reagentes contêm o íon cúprico complexado (azul) em meio básico com o ion tartarato (Fehling) ou citrato (Benedict). Aldeídos reagem com o cobre II complexado produzindo um carboxilato e precipitando o cobre como Cu2O (cobre I), de cor marrom-avermelhada. O reagente de Fehling é usado como um teste qualitativo para a deteção de glicose na urina, uma indicação de diabetes ou disfunção renal.

Procedimento: Em tubo de ensaio misturar 1 mL de solução de sulfato de cobre (solução A) com 1 mL de solução de tartarato de sódio e potássio (solução B para o teste de Fehling) ou de citrato de sódio (solução C para Benedict). Adicionar 2 a 3 gotas (ou cerca de 0,05 g se sólido) da amostra a ser examinada e aquecer a mistura à ebulição. A formação de um precipitado vermelho de óxido cuproso é um resultado positivo.

Reagentes: Solução A. Sulfato de cobre (CuSO4.5H2O) a 1,7% (Benedict) ou a 7% (Fehling) em água. Solução B. Tartarato de sódio e potássio (sal de Rochelle) a 34,6% em solução aquosa de NaOH a 10%. Solução C. Citrato de sódio a 17,3% em solução aquosa de carbonato de sódio a 10%.

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Prática no 07

AMINAS

Teste de pH - Aminas possuem caráter básico, dissolvendo-se em água com a formação de íons hidróxido; a solução resultante normalmente apresenta pH > 7.

Procedimento. Dissolver pequena porção da amostra em água e testar a solução com papel indicador de pH. No caso de aminas insolúveis em água, dissolvê-las em uma mistura etanol-água.

Teste com indicador universal de Yamada (cf. T13a)- Adicionar 5 gotas da solução de indicador de Yamada a 2 tubos de ensaio, cada um contendo 1 mL de água destilada. A um dos tubos adicionar uma gota (ou cerca de 2 mg, se sólido) da amostra. Comparar a mudança de cor entre os dois tubos. Coloração de azul a violeta indica substância de caráter básico.

Teste com ácido nitroso - As aminas primárias alifáticas ou aromáticas reagem com ácido nitroso para formar íons diazônio. Os sais de diazônio alifáticos são muito instáveis e rapidamente se decompõem com produção de nitrogênio, álcoois, olefinas e outros produtos derivados de reações via carbocátion e de

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acoplamento. Os sais de diazônio aromáticos são razoavelmente estáveis a baixas temperaturas (< 5ºC) mas reagem com fenóxidos para formar azo-corantes.

Procedimento. Dissolver, em um tubo de ensaio, uma pequena porção da amostra a ser analisada em 2 mL de ácido clorídrico 2M e esfriar a 0-5ºC em banho de gelo. Adicionar 5 gotas de solução de nitrito de sódio a 20% e observar os resultados.

a) se houver liberação imediata de gás incolor (nitrogênio) a substância é possivelmente uma amina alifática primária.

b) se não houver liberação imediata de nitrogênio adicionar ao tubo de ensaio algumas gotas de uma solução de 0,05g de 2-naftol em 2 mL de hidróxido de sódio 2M. O aparecimento de cor vermelha ou laranja do azo-corante sugere amina aromática primária.

c) se houver formação de óleo amarelo insolúvel, sem liberação de gás, a substância pode ser uma amina secundária (alifática ou aromática).

d) (cuidado o óleo amarelo é uma N-nitrosamina, CANCERÌGENA!).e) se não houver evidência de reação, a substância pode ser uma amina terciária (alifática ou aromática)

que às vezes precipita da solução ácida como um sal insolúvel.

O aparecimento de coloração amarelada em meio ácido pode também ser indicativo de uma N,N-dialquil-anilina, a qual reage com ácido nitroso formando o derivado p-nitroso esverdeado, mas que em meio ácido forma um sal amarelo.

Reagentes: Nitrito de sódio a 20% em água (recém-preparada) Ácido clorídrico 2M

Teste com p-N,N-dimetilamino-benzaldeído - Este teste é específico para aminas aromáticas primárias. Baseia-se na reação das mesmas com o p-N,N-dimetilamino-benzaldeído em meio ácido com formação de iminas (bases de Schiff), as quais possuem coloração laranja avermelhada intensa.

Procedimento. Em placa ou cadinho de porcelana, adicionar uma pequena porção da amostra a ser analisada e algumas gotas de solução saturada de p-N,N-dimetilaminobenzaldeído em ácido acético glacial. Intensa coloração laranja avermelhada indica a presença de aminas primárias aromáticas.

Reagente: Ácido acético glacial saturado com p-N,N-dimetilamino-benzaldeído

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ÁCIDOS CARBOXÍLICOS

Teste de pH - Os ácidos carboxílicos de baixo peso molecular são solúveis em água produzindo soluções de pH < 7. A acidez decorre da ionização:

Procedimento para exame do pH: Se o ácido carboxílico for solúvel em água, testar a solução com papel indicador de pH. Se insolúvel em água, dissolver uma pequena quantidade da amostra em 1 mL de etanol (ou metanol) e lentamente adicionar água até a turvação da solução; tornar a solução novamente límpida por adição de gotas de etanol (ou metanol) e testar o pH com papel indicador.

Teste com indicador universal de Yamada - Adicionar 5 gotas da solução de indicador de Yamada a 2 tubos de ensaio, cada um contendo 1 mL de água destilada. A um dos tubos adicionar uma gota (ou cerca de 2 mg, se sólido) da amostra. Comparar a mudança de cor entre os dois tubos. Coloração de rosa alaranjado ao vermelho indica substância de caráter ácido.

Reagente: Solução indicador universal segundo Yamada (cf. Journal of Chemical Education 1937 14 274. Ácidos carboxílicos reagem com formação de íons carboxilatos quando tratados com uma base. A reação com bicarbonato de sódio aquoso a 5% é facilmente evidenciada pelo desprendimento de CO2.

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Ésteres Carboxílicos

Teste do hidroxamato - Os ésteres de ácidos carboxílicos reagem com a hidroxilamina para formar ácidos hidroxâmicos, os quais, quando tratados com solução de cloreto férrico, produzem complexos de coloração violácea.

Cloretos de acila, anidridos e certas amidas podem, também, formar hidroxamatos nas condições usuais de reação. O teste não é recomendado para compostos portando grupos fenol ou enol, posto que os mesmos também formam complexos coloridos com cloreto férrico. Assim, é prudente testar a amostra em ensaio preliminar, utilizando apenas o cloreto férrico.

Procedimento:Teste preliminar - Adicionar 1 mL de ácido clorídrico 1M a cerca de 0,05 g da amostra dissolvida em 1 mL de etanol a 95%. Adicionar, então, 1 gota de solução aquosa de cloreto férrico a 5%. Se não houver evidência de reação (coloração amarelada), conservar o experimento para comparação posterior. Se, por outro lado, houver reação, evidenciada pelo aparecimento de cor laranja, vermelha ou violeta o teste de hidroxamato não será aplicável à amostra. Formação do hidroxamato - Tratar cerca de 0,05 g da amostra a testar com 1 mL de solução etanólica 0,5M de cloreto de hidroxilamônio e 0,2 mL de hidróxido de sódio a 20%. Aquecer a mistura por alguns minutos à ebulição, resfriar e adicionar 2 mL de ácido clorídrico 1M. Se houver turvação, adicionar cerca de 2 mL de etanol e adicionar 1 a 2 gotas de solução aquosa de cloreto férrico a 5%. Comparar a coloração com a obtida no teste preliminar! A cor vinho ou violeta, indica a presença do grupo éster.

Reagentes: Cloreto de hidroxilamonio 0,5M em água Ácido clorídrico 1M Hidróxido de sódio a 20% em água Cloreto férrico a 5% em água

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Prática no 08

ALQUENOS E ALQUINOS

Devido à pronta disponibilidade dos elétrons as ligações C=C e CC sofrem uma série de reações químicas incomuns em outras classes de substâncias orgânicas. Os testes mais utilizados para a deteção de ligação C-C múltipla (alquenos e alquinos) em amostras orgânicas são o da adição de bromo e da oxidação com permanganato (teste de Bayer).

Teste de Bayer (KMnO4/H2O) - Consiste na reação da solução de permanganato de potássio em meio aquoso com a ligação múltipla de um alqueno ou alquino. O teste é positivo se a solução violeta do íon permanganato se descora imediatamente com formação de precipitado marrom (MnO2).

Procedimento: Testar uma pequena porção da amostra a ser analisada, sob agitação, com uma solução aquosa de permanganato de potássio, observando se há descoramento imediato. Uma vez que o permanganato não é miscível com compostos orgânicos poderá ser adicionado 0,5 mL de 1,2-dimetoxietano ou uma pequena quantidade de um catalisador de transferência de fase.

Page 25: Apostila Prática Química Orgânica

Observação: O íon permanganato é extremamente agressivo, sendo capaz de oxidar quase qualquer substância orgânica se tempo e temperatura forem adequados. Portanto, o teste só é considerado positivo se a reação for instantânea!

Reagente: KMnO4 a 2% em água.

Teste com bromo (Br2/CCl4) - Ligações múltiplas de alquenos e alquinos rapidamente descoram a solução (avermelhada) de bromo em tetracloreto de carbono, devido à formação de produtos de adição incolores.

Procedimento: Adicionar algumas gotas da solução de bromo em tetracloreto de carbono à uma solução da amostra no mesmo solvente (ou diclorometano). O teste é positivo se a descoloração for imediata.Observação: Ligações múltiplas eletronicamente deficientes (conjugadas com carbonilas, nitrilas, sulfonas, etc.) geralmente não reagem, ou o fazem lentamente, nas condições de realização do teste.

Reagente: Bromo a 5% em tetracloreto de carbono.

Prática no 09

HALETOS DE ALQUILA

Os testes químicos de identificação de halogenetos de alquila tanto servem para evidenciar a presença de halogênio (cloro, bromo ou iodo) como para decidir qual a natureza do halogeneto, se primário, secundário, terciário, arila, alquenila (vinila) ou alquinila.

Teste com nitrato de prata em etanol - Halogenetos de alquila precipitam halogenetos de prata quanto tratados com solução de nitrato de prata em etanol. O cátion prata favorece reação por mecanismo SN1, assim, a reatividade dos halogenetos cresce na ordem: primários secundários terciários.

A velocidade da reação depende do halogênio envolvido na reação: brometos e iodetos de alquila são mais reativos do que cloretos, os quais, às vezes, exigem aquecimento para reagir mais rapidamente. Os halogenetos de arila, vinila e alquinila geralmente não reagem. Os halogenetos de alila (C=C-C-X) e de benzila apresentam reatividade similar à de halogenetos terciários.

O teste pode ser também usado na especificação do halogênio, já que os halogenetos de prata possuem colorações diferentes: o cloreto de prata é branco, o brometo é amarelo-pálido, o iodeto é amarelo.

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Procedimento: Adicionar 1 gota da substância halogenada a 2 mL de nitrato de prata a 2% em etanol. Se, à temperatura ambiente, não houver precipitação em 5 minutos, aqueça a mistura em banho-maria. Observar formação de precipitado e sua coloração. Adicionar ao precipitado algumas gotas de ácido nítrico a 5% e observar possíveis mudanças. Os halogenetos de prata são insolúveis nestas condições, por outro lado, os carboxilatos (e alguns outros derivados orgânicos) de prata se solubilizam facilmente.

Reagente: AgNO3 a 2% em etanol 95%.

Teste do iodeto de sódio em acetona - A solução de iodeto de sódio em acetona pode ser usada para distinguir halogenetos primários, secundários e terciários. Esse teste complementa o anterior, baseando-se no fato de que o cloreto e brometo de sódio são praticamente insolúveis em acetona, sendo o iodeto totalmente solúvel.

A reação se dá por mecanismo SN2, assim a reatividade dos halogenetos segue a segue ordem primário secundário terciário.

O ensaio é limitado a cloretos e brometos de alquila. À temperatura ambiente, brometos primários precipitam o brometo de sódio após cerca de 3 minutos. Brometos secundários e terciários reagem quando aquecidos alguns minutos a 50ºC. Os cloretos primários e secundários só reagem quando aquecidos a 50ºC. Os cloretos terciários não reagem.

Procedimento: Colocar em um tubo de ensaio, 1 mL da solução de iodeto de sódio e 2 gotas da amostra (no caso de sólidos, dissolver cerca de 50 mg em um pequeno volume de acetona). Agitar e deixar em repouso à temperatura ambiente por 3 minutos,. Se não houver formação de precipitado, aquecer a mistura em banho-maria a 50ºC. Após 6 minutos de aquecimento, resfriar até atingir temperatura ambiente e observar a formação do precipitado.Observação: É imprescindível que todo material usado para a execução do teste esteja absolutamente sêco.

Reagente: NaI (sêco!) a 15% em acetona anidra.

Um ensaio genérico para verificar a presença de halogênios (alquila, arila e acila) é o teste de BeilsteinBeilstein. Aquece-se na chama pouco luminosa de um bico Bunsen a extremidade de um fio de cobre, moldada na forma de pequeno anel, até desaparecimento de qualquer coloração verde. O fio é então arrefecido, um pouco da amostra recolhida na alça e novamente aquecida na borda da chama. Uma chama verde, característica de sais de cobre, indica a presença de halogênio.

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Prática no 10

FENÓIS

Os fenóis têm características ácidas, com valores de pKa variando conforme a natureza dos substituintes. Os principais testes para a caracterização de fenóis se baseam em mudanças de cor.

Teste com hidróxido de sódio - Os fenóis reagem com hidróxido de sódio aquoso, produzindo soluções de fenóxidos, as quais sofrem fácil oxidação por ar, dando soluções coloridas (geralmente marrons). Alguns fenóis não se dissovem facilmente em hidróxido de sódio a 10%, mas o fazem em soluções mais diluídas.

Procedimento: Adicionar uma pequena quantidade da amostra a ser testada a 1 mL de hidróxido de sódio a 10%. Agitar bem e observar se há desenvolvimento de cor. Caso isto não ocorra, deixar a solução em repouso por 30 minutos. Se houver precipitação, diluir a solução com 20 mL de água e agitar.

Reagente: NaOH a 10% em água.

Teste com cloreto férrico - Os fenóis formam complexos coloridos com íon Fe3+. A coloração pode ser azul, violeta, verde ou vermelha. O teste do cloreto férrico pode ser efetuado em água, metanol ou diclorometano. Entretanto, o teste não é positivo para todos os fenóis. Certos enóis também reagem positivamente.

Procedimento: Dissolver cerca de 10 mg de amostra em 1 mL de água. Adicionar 5 gotas da solução de cloreto férrico a 3% e observar o desenvolvimento de cor (caso a amostra seja insolúvel em água, dissolver em etanol).

Page 28: Apostila Prática Química Orgânica

Reagente: Cloreto férrico (FeCl3.6H2O) a 3% em água, adicionada de 1 gota de HCl concentrado.

ÁLCOOIS

A identificação dos álcoois primários e secundários é feita com o teste de Jones e com o teste de Lucas.

Teste de Jones - O teste de Jones baseia-se na oxidação de álcoois primários e secundários pelo ácido crômico a ácidos carboxílicos e cetonas, respectivamente. Álcoois terciários não reagem. A oxidação é acompanhada de formação de precipitado verde do sulfato crômico. O teste de Jones também dá resultado positivo para aldeídos e/ou fenóis.

Procedimento: Dissolver 2 gotas de amostra a ser analisada (ou 0,02 g, se a amostra for sólida) em 10 gotas de acetona pura, e adicionar com agitação, 5 a 6 gotas da solução de ácido crômico. O aparecimento imediato de um precipitado verde confirma a presença de álcool primário ou secundário.Observação: A acetona usada no teste deve ser realmente pura. Se necessário, purificá-la por destilação de pequena quantidade de permanganato e potássio.

Reagente: Trióxido de cromo (CrO3) a 25% em de H2SO4 diluído em água a 1:3.

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Teste de Lucas - O teste de Lucas consiste na formação de cloretos de alquila por reação de álcoois com uma solução de cloreto de zinco em ácido clorídrico concentrado.

Sob as condições extremante ácidas do teste, os álcoois geram carbocátions intermediários que reagem com o íon cloreto. Assim, a reatividade aumenta na ordem álcool primário secundário terciário alílico benzílico. O teste de Lucas é muito limitado e indicado somente para álcoois razoavelmente solúveis em água.

Procedimento: Misturar, em um tubo de ensaio sêco, 2 mL do reagente de Lucas com 4 ou 5 gotas da amostra a ser analisada. Observar o tempo gasto para a turvação da solução ou o aparecimento de duas camadas. Os álcoois alílicos, benzílicos e terciários reagem imediatamente. Os álcoois secundários demoram cerca de 5 minutos para reagir. Se não ocorrer reação em 5 minutos, aquecer cuidadosamente em banho-maria por 3 minutos. Os álcoois primários não reagem.

Reagente: 77 g de cloreto de zinco [ZnCl2 (anidro!)] dissolvidos em 50 mL de HCl concentrado. Manter frasco bem fechado.

Prática no 11

NITROCOMPOSTOS

Teste com hidróxido ferroso (para substâncias mononitradas) - As substâncias orgânicas que possuem grupos oxidantes são capazes de oxidar hidróxido ferroso (azul) a hidróxido férrico (marrom). A reação ocorre principalmente com compostos alifáticos ou aromáticos mononitrados, que são reduzidos a aminas. Compostos nitrosos, hidroxilaminas, nitratos ou nitritos de alquila e quinonas também podem oxidar o hidróxido ferroso.

Procedimento. Em tubo de ensaio, adicionar 1,5 mL de uma solução recém-preparada de sulfato ferroso amoniacal a 5% a uma pequena quantidade da amostra. Adicionar 1 gota de ácido sulfúrico 3M e 1 mL de solução metanólica de hidróxido de potássio 2M. Arrolhar o tubo (rolha de borracha limpa!), agitar bem e observar a mudança de cor azul para o marrom. O oxigênio do ar também é capaz de interferir na análise. Recomenda-se, portanto, o uso de um tubo de ensaio pequeno e a execução de teste em branco para fins de comparação.

Reagentes: Sulfato de ferro amoniacal [Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O] a 5% em água Ácido sulfúrico 3M Hidróxido de potássio 2M em metanol (recém-preparada)

Amino-ácidos

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Teste com nihidrina - Todos os aminoácidos que contêm o grupo -amino livre reagem com a ninidrina, produzindo substâncias de coloração azul-violácea. A prolina e a hidroxiprolina, que possuem o grupo -amino substituído, fornecem derivados de cor amarela característica.

Procedimento. Adicionar 1 mL de solução aquosa de ninidrina a cerca de 2 mg da amostra a ser testada e ferver a mistura por 30 segundos. O grupo -aminoácido é confirmado pelo aparecimento de cor azul-violácea. Quaisquer outras cores (amarelo, laranja, vermelho) constituem resultado negativo.

Reagente: Solução aquosa de ninidrina a 0,2%.