PREPARAPREPARAÇÇÃO E ÃO E PURIFICAPURIFICAÇÇÃO DO ÃO DO

ACETATO DE ACETATO DE ISOPENTILAISOPENTILA

Daniela GonDaniela Gonççalves Diasalves DiasJenifferJeniffer BiinBiin HuoyHuoy LinLin

Renato Oyadomari AbeRenato Oyadomari Abe

ReaReaçção de ão de EsterificaEsterificaççãoão

Os Os áácidos carboxcidos carboxíílicos reagem com licos reagem com áálcoois produzindo lcoois produzindo éésteres quando steres quando aquecidos na presenaquecidos na presençça de um a de um áácido mineral cido mineral (geralmente (geralmente áácido cido ssúúlfuricolfurico concentrado ou concentrado ou áácido clorcido cloríídrico drico anidroanidro).).

EsterificaEsterificaççãoão de Fischerde FischerA A esterificaesterificaççãoão de Fischer de Fischer éé caracterizada caracterizada pela reapela reaçção de um ão de um áálcool com um lcool com um áácido cido carboxcarboxíílico utilizando um lico utilizando um áácido como cido como catalizadorcatalizador..

O acetato de O acetato de isopentilaisopentila éé um exemplo da um exemplo da esterificaesterificaççãoão 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 sulfsulfúúrico. rico.

Este Este ééster ster éé chamado de chamado de óóleo de banana, leo de banana, uma vez que possui odor caracteruma vez que possui odor caracteríístico stico dessa fruta.dessa fruta.

EquilEquilííbrio da Reabrio da Reaççãoão

A reaA reaçção ão éé reversreversíível e o vel e o áácido cido catalisa tanto a reacatalisa tanto a reaçção direta ão direta ((esterificaesterificaççãoão) como a rea) como a reaçção inversa ão inversa (hidr(hidróólise do lise do ééster). ster).

AssimAssim quando o equilquando o equilííbrio brio éé atingido, atingido, permanece no meio uma considerpermanece no meio uma consideráável vel quantidade dos reagentes. quantidade dos reagentes. Para deslocar o equilPara deslocar o equilííbrio em favor brio em favor dos produtos podedos produtos pode--se utilizar dois se utilizar dois mméétodos: remotodos: remoçção de um dos ão de um dos produtos ou excesso de um dos produtos ou excesso de um dos reagentes (se este for barato ou de reagentes (se este for barato ou de ffáácil obtencil obtençção).ão).

MecanismoMecanismo

TTéécnicas Utilizadascnicas Utilizadas

RefluxoRefluxoExtraExtraçção com Solvente e ão com Solvente e QuQuíímicamentemicamente AtivaAtivaEfeito SaltingEfeito Salting--OutOutSecagem de LSecagem de Lííquidos Orgânicosquidos OrgânicosDestilaDestilaçção Simplesão Simples

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

controlam uma reacontrolam uma reaçção ão éé a temperatura. a temperatura. VVáárias rearias reaçções ões àà temperatura ambiente temperatura ambiente dificilmente ocorrem ou são muito lentas. dificilmente ocorrem ou são muito lentas. Muitas vezes tornaMuitas vezes torna--se necessse necessáário manter a rio manter a mistura em reamistura em reaçção ão àà temperatura de temperatura de ebuliebuliçção, por algum tempo para que a ão, por algum tempo para que a reareaçção 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 reaadaptado ao frasco de reaçção por uma rolha ão por uma rolha ou junta esmerilhada. O vapor produzido ou junta esmerilhada. O vapor produzido pelo lpelo 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 acondensador e aíí éé condensado, retornando condensado, retornando ao frasco onde se processa a reaao frasco onde se processa a reaçção.ão.

RefluxoRefluxoEmbora teoricamente o uso do Embora teoricamente o uso do

condensador permita um longo percondensador permita um longo perííodo de odo de aquecimento, pode haver escape de vapores aquecimento, pode haver escape de vapores atravatravéés 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. Alestiver perfeitamente adaptada. Aléém disso, m disso, pode haver escape de vapores atravpode haver escape de vapores atravéés da s da extremidade aberta do condensador , extremidade aberta do condensador , devendodevendo--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 reareaçção, não pode estar mergulhada no ão, não pode estar mergulhada no llííquido.quido.

LLííquidos , cuja temperatura de ebuliquidos , cuja temperatura de ebuliçção ão seja superior seja superior àà 160160°° C , podem ser C , podem ser refluxadosrefluxados 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.vidro.

Montagem de um sistema de Montagem de um sistema de RefluxoRefluxo

Manta de Aquecimento:Manta de Aquecimento:A manta A manta éé recomendada para recomendada para

substâncias inflamsubstâncias inflamááveis pois veis pois proporciona um controle do proporciona um controle do aquecimento e não envolve chamas, aquecimento e não envolve chamas, eliminando o tumulto durante a eliminando o tumulto durante a ebuliebuliçção.ão.

Condensador de bolas:Condensador de bolas:ÉÉ usado pois possui uma maior usado pois possui uma maior

superfsuperfíície de condensacie de condensaçção e ão e proporciona menor resistência proporciona menor resistência ààpassagem de vapores quando passagem de vapores quando utilizado no refluxoutilizado no refluxo

ExtraExtraçção com Solventes e ão com Solventes e Quimicamente AtivaQuimicamente Ativa

ExtraExtraçção com Solventes: Processo que ão com Solventes: Processo que decorre da extradecorre da extraçção de um soluto da mistura ão de um soluto da mistura orgânica por meio de um solvente imiscorgânica por meio de um solvente imiscíível.vel.

ExtraExtraçção quimicamente ativa: ão quimicamente ativa: ÉÉ o tipo de o tipo de extraextraçção 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 distribuimudar o coeficiente de distribuiçção nos dois ão nos dois solventes.solventes.

ExtraExtraçção com Solventes e ão com Solventes e Quimicamente AtivaQuimicamente Ativa

Efeito SaltingEfeito Salting--OutOutQuando um soluto apresenta um coeficiente de Quando um soluto apresenta um coeficiente de distribuidistribuiçção baixo entre o solvente orgânico e ão baixo entre o solvente orgânico e áágua, 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 scomo cloreto de sóódio, altera o coeficiente de dio, altera o coeficiente de distribuidistribuiçção jão jáá que os compostos orgânicos são que os compostos orgânicos são menos solmenos 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 scloreto 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 distribuie consequentemente aumentar a distribuiçção de ão de um soluto em um solvente orgânico.um soluto em um solvente orgânico.

Secagem de Solventes Secagem de Solventes OrgânicosOrgânicos

O uso de agentes secantes O uso de agentes secantes éé muitas vezes muitas vezes necessnecessáária quando um solvente orgânico ria quando um solvente orgânico apresenta uma certa porcentagem de apresenta uma certa porcentagem de áágua em sua composigua em sua composiçção, nestes casos ão, nestes casos utilizautiliza--se sais anidros que em contato com se sais anidros que em contato com a a áágua tornamgua tornam--se sais hidratados se sais hidratados removendo a removendo a áágua do solvente orgânico, gua do solvente orgânico, os exemplos de sais mais utilizados são o os exemplos de sais mais utilizados são o cloreto de ccloreto de cáálcio anidro e o sulfato de lcio anidro e o sulfato de magnmagnéésio anidro.sio anidro.

* CaCl* CaCl2 2 + 6 H+ 6 H22O CaClO CaCl2 2 . 6H. 6H22O O

MgSOMgSO44 + 7H+ 7H22OO MgSOMgSO4 4 . 7H. 7H22OO

DestilaDestilaçção Simplesão Simples

DestilaDestilaçção Simplesão Simples

A destilaA destilaçção simples tem ão simples tem aplicaaplicaçção para separar um ão para separar um llííquido de impurezas não volquido de impurezas não volááteis teis (em solu(em soluçção no lão no lííquido) de um quido) de um solvente usado numa extrasolvente usado numa extraçção, ão, ou excepcionalmente, para ou excepcionalmente, para separar lseparar lííquidos de ponto de quidos de ponto de ebuliebuliçção afastados.ão afastados.

Parte ExperimentalParte ExperimentalTransferir 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 agitaagitaçção 4 ml de ão 4 ml de áácido sulfcido sulfúúrico concentrado rico concentrado e 3 pedras de ebulie 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.

Parte ExperimentalParte ExperimentalTransferir 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 áágua) e agitar a mistura heterogênea com gua) e agitar a mistura heterogênea com baguetabagueta e e transferitransferi--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 extrafunil 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 solucuidadosamente 25 ml de soluçção aquosa de ão aquosa de bicarbonato de sbicarbonato de sóódio 5% na fase orgânica tomando dio 5% na fase orgânica tomando cuidado com a liberacuidado com a liberaçção de dião de dióóxido de carbono.xido de carbono.2NaHCO2NaHCO33 ++ HH22SOSO44 NaNa22SOSO44 ++ HH22OO + + COCO22

Parte ExperimentalParte ExperimentalRemover a fase aquosa e repetir a extraRemover a fase aquosa e repetir a extraçção ão com outra porcom outra porçção de 25 ml da soluão de 25 ml da soluçção de ão de bicarbonato de sbicarbonato de sóódio 5%, agora utilizado dio 5%, agora utilizado para a neutralizapara a neutralizaçção do ão do áácido para futura cido para futura extraextraçção pela extraão pela extraçção quimicamente ativa, ão quimicamente ativa, jjáá 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).

NaHCONaHCO33 + CH+ CH33COCO22HH CHCH33COCO22Na +Na + COCO2 2 ++HH22OO

Remover a fase aquosa e verificar se ela se Remover a fase aquosa e verificar se ela se apresenta bapresenta báásica (papel de tornassol). Em sica (papel de tornassol). Em caso negativo repetir a extracaso negativo repetir a extraçção atão atéé que a que a fase aquosa esteja bfase aquosa esteja báásica (confirma a sica (confirma a ausência de ausência de áácido accido acéético).tico).

Parte ExperimentalParte ExperimentalAdicionar Adicionar àà fase orgânica 25 ml de fase orgânica 25 ml de áágua e 5 gua e 5 ml de soluml 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 Saltingfase 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 magnde 2g de sulfato de magnéésio anidro. sio anidro. Tampar o frasco e agitTampar o frasco e agitáá--lo ocasionalmente lo ocasionalmente atatéé que o lque o lííquido se apresente lquido se apresente líímpido. Se mpido. Se necessnecessáário, 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.

Parte ExperimentalParte Experimental

Montar um sistema de destilaMontar um sistema de destilaçção simples ão simples (vidraria seca). Coletar a fra(vidraria seca). Coletar a fraçção destilada ão destilada entre 134entre 134--143143ooC, recebendo o destilado C, recebendo o destilado em um em um erlenmeyererlenmeyer pesado, mantido em pesado, mantido em banho de gelo. banho de gelo.

Pesar o produto e calcular a % de Pesar o produto e calcular a % de rendimento. rendimento.

Anotar a pressão e corrigir o Anotar a pressão e corrigir o p.e.p.e.

CCáálculo do Rendimento da lculo do Rendimento da ExperiênciaExperiência..

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

V V acidoacido =20.00m=20.00m VValcoolalcool = 15.00mL= 15.00mLddacidoacido= 1.049 g/mL= 1.049 g/mL--1 1 ddalcoolalcool= 0.813g/mL= 0.813g/mL--11

PMPMacidoacido= 60.05 g/mol= 60.05 g/mol--11 PMPMalcoolalcool=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)=12.20g1 mol ac1 mol ac----------60.05g 60.05g 1 mol 1 mol ---------------- 88.15g88.15g

nn--------------20.98g 20.98g nn--------------------12.20g12.20gn=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= 0.1381 mol 1 mol esterester ------------------130.12g130.12g0.138mols0.138mols------------------------YY

Y=17.96g Y=17.96g

17.96g17.96g----------------100%100% Rendimento = Rendimento = XgXg--------------------Z%Z%

10096,17

xX

BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA

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QuQuíímica Orgânica mica Orgânica Experimental IExperimental I

PreparaPreparaçção e Purificaão e Purificaçção do Acetato de ão do Acetato de IsopentilaIsopentila

Bruna Rafaela de OliveiraBruna Rafaela de OliveiraJuliana Juliana OyanOyan RoqueRoque

Leonardo Perez de SouzaLeonardo Perez de Souza

IntroduIntroduççãoão

Neste experimento, serNeste experimento, seráá preparado um preparado um ééster, o Acetato de ster, o Acetato de Isopentila que freqIsopentila que freqüüentemente entemente éé chamado de chamado de óóleo de leo de bananabanana 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 isoamisoamíílicolico. Esse . Esse ééster ster éé pouco solpouco solúúvel em vel em áágua e miscgua e miscíível vel com a maioria dos solventes orgânicos.com a maioria dos solventes orgânicos.

AplicaAplicaççõesões

Nas formulaNas formulaçções de tintas, atua como um excelente solvente ativo, ões de tintas, atua como um excelente solvente ativo, de mde méédia taxa de evaporadia taxa de evaporaçção para a maioria das resinas acrão para a maioria das resinas acríílicas, licas, celulcelulóósicas), 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 caracterdas 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 intermedisolvente e intermediáário de srio de sííntesentese

ToxicidadesToxicidadesÁcido 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.Cloreto de sódio: baixíssima toxicidade.

Primeiros SocorrosPrimeiros Socorros

Em caso de contato acidental:– Olhos: lavar abundantemente com água.– Pele: lavar as partes atingidas com água.– Ingestão: procurar auxílio médico.

ObtenObtenççãoão

O Acetato de O Acetato de IsopentilaIsopentila éé obtido atravobtido atravéés da s da reareaçção direta de ão direta de esterificaesterificaççãoão entre o entre o áálcool lcool isopentisopentíílicolico e o e o áácido accido acéético.tico.A reaA reaçção ocorre muito lentamente na ausência ão ocorre muito lentamente na ausência de de áácidos fortes, por isso acrescentacidos fortes, por isso acrescenta--se se áácido cido sulfsulfúúrico ou rico ou áácido clorcido cloríídrico concentrado no meio drico concentrado no meio reacional. Sendo assim uma catreacional. Sendo assim uma catáálise lise áácida.cida.Esse tipo de reaEsse tipo de reaçção ão éé chamada de chamada de esterificaesterificaççãoãode Fischer.de Fischer.

EsterificaEsterificaççãoão

ácido carboxílico + álcool éster + água

Ex: CHEx: CH33COCO22 + (CH+ (CH33))22CHCH22CHCH22CHCH22OH OH CHCH33COCO22CHCH22CHCH22CH(CHCH(CH33))22 + H+ H22OOHAcHAc ÁÁlcool Isopentlcool Isopentíílicolico Acetato de Acetato de IsopentilaIsopentila

EsterificaEsterificaçção de Fischerão de Fischer

Mecanismo da Mecanismo da EsterificaEsterificaççãoão de de FischerFischer

EquilEquilííbrio qubrio quíímicomicoA 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%.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 utilizandoutilizando--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 éé de fde fáácil obtencil obtençção, tem custo baixo em relaão, tem custo baixo em relaçção ao ão ao áálcool lcool isopentisopentíílicolico e e éé facilmente removido da mistura reacional. Sendo o facilmente removido da mistura reacional. Sendo o áálcool 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 áágua da mistura reacional.gua da mistura reacional.

Estequiometria da Estequiometria da esterificaesterificaççãoão

ConcentraConcentraçção dos reagentes:ão dos reagentes:–– Com quantidades Com quantidades equimolaresequimolares (1:1) de (1:1) de áácido cido

e e áálcool, a lcool, a esterificaesterificaççãoão ppáára, segundo sua ra, segundo sua cincinéética, quando 2/3 do tica, quando 2/3 do áácido cido éé consumido. consumido. Analogamente, quantidades Analogamente, quantidades equimolaresequimolares de de ééster e ster e áágua, a hidrgua, a hidróólise plise páára quando 1/3 do ra quando 1/3 do ééster reage. Variando a taxa ster reage. Variando a taxa áácido/cido/áálcool, isto lcool, isto éé, trabalhando com excesso de um dos , trabalhando com excesso de um dos reagentes, reagentes, éé posspossíível deslocar o equilvel deslocar o equilííbrio, brio, aumentando o rendimento.aumentando o rendimento.

TTéécnicas Utilizadascnicas Utilizadas

RefluxoRefluxoExtraExtraçção com Solventeão com SolventeExtraExtraçção Quimicamente ativaão Quimicamente ativaEfeito SaltingEfeito Salting--OutOutSecagem de LSecagem de Lííquidos Orgânicosquidos OrgânicosDestilaDestilaçção Simplesão Simples

RefluxoRefluxoUma forma de aumentar a velocidade de uma reaUma forma de aumentar a velocidade de uma reaçção ão éé aquecendo aquecendo o meio reacional.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 vola 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 elresistência 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 mse 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 atravalgum vapor consiga escapar atravéés do condensador.s do condensador.

Aparelhagem do refluxoAparelhagem do refluxo

Manta de aquecimento

Condensador Frasco de ebulição

RefluxoRefluxo

RefluxoRefluxo

Condensador de bolas: utilizaCondensador de bolas: utiliza--se o se o condensador de bolas pois a sua forma condensador de bolas pois a sua forma proporciona uma maior superfproporciona uma maior superfíície de cie de contato entre o gcontato entre o gáás e as paredes do s e as paredes do condensador, em relacondensador, em relaçção ao condensador ão ao condensador de de LiebigLiebig..

RefluxoRefluxoManta de Aquecimento: Proporciona um Manta de Aquecimento: Proporciona um aquecimento constante e controlado, atingindo aquecimento constante e controlado, atingindo prontamente temperaturas de cerca de 400prontamente temperaturas de cerca de 400°°C. C. Pode ser empregada com lPode ser empregada com lííquidos altamente quidos altamente inflaminflamááveis, e o veis, e o ““tumultotumulto”” na ebulina ebuliçção ão éégrandemente eliminado.grandemente eliminado.

Por que o uso de pedras de Por que o uso de pedras de ebuliebuliçção?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.

Cuidados a serem tomados!!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.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 vapor alcance somente 1/3 do comprimento do tubo interno do condensador, para evitar o escape de interno do condensador, para evitar o escape de vapores.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.

ExtraExtraçção simplesão simplesA extraA extraçção consiste na ão consiste na separaseparaçção de um ão de um componente de uma componente de uma mistura por meio de um mistura por meio de um solvente.Os solventes solvente.Os solventes devem ser imiscdevem ser imiscííveis e veis e formar duas fases ou formar duas fases ou camadas separadas. camadas separadas.

A substância de interesse A substância de interesse deve ser mais soldeve ser mais solúúvel no vel no segundo solvente.segundo solvente.

ExtraExtraçção ão

ExtraExtraçção quimicamente ativaão quimicamente ativa

Nesta prNesta práática a mistura reacional não pode ser tica a mistura reacional não pode ser separada atravseparada atravéés de uma extras de uma extraçção passiva.ão passiva.

Na extraNa extraçção quimicamente ativa fazemos com ão quimicamente ativa fazemos com que um dos compostos reaja de modo que suas que um dos compostos reaja de modo que suas caractercaracteríísticas sejam alteradas, para assim sticas sejam alteradas, para assim podermos separpodermos separáá--los.los.

ExtraExtraçção quimicamente ativaão quimicamente ativaNesta 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.

222333 COOHNaCOCHCOOHCHNaHCO ++→+

ExtraExtraçção quimicamente ativaão 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.

2242423 COOHSONaSOHNaHCO ++→+

Efeito saltingEfeito salting--outout

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.

Secagem de LSecagem de Lííquidos Orgânicosquidos 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 heptahepta-- hidratado (MgSOhidratado (MgSO44.7H.7H22O). O). ÉÉ um agente secante um agente secante neutro, de aneutro, 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 empregaro Cloreto de Cálcio como agente secante, em virtude de reagirem quimicamente com esses compostos.

OHMgSOOHMgSO 2424 7.7 →+

Secagem de LSecagem de Lííquidos Orgânicosquidos Orgânicos

Uma substância Uma substância dessecadoradessecadora deve satisfazer as deve satisfazer as seguintes condiseguintes condiçções:ões:

não reagir quimicamente com nenhum dos não reagir quimicamente com nenhum dos componentes da mistura;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: polimerizaentre si: polimerizaçção, condensaão, condensaçção ou auto ão ou auto oxidaoxidaçção, 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;Ser de fSer de fáácil aquisicil aquisiçção e por preão e por preçço baixo.o baixo.

Teoria de DestilaTeoria de DestilaççãoãoAplicaAplicaçções:ões:

Separar um lSeparar um lííquido de impurezas não volquido de impurezas não volááteis (em soluteis (em soluçção ão no lno 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.

Sistema de DestilaSistema de Destilaçção Simplesão Simples

Cuidados na destilaCuidados na destilaççãoão

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

Nomenclatura

Ácido Acético

CH3O2H

Álcool Isopentíli

coC5H12O

Bicarbonato de sódio

NaHCO3

Ácido Sulfúrico

H2SO4

Cloreto de Sódio

NaCl

Sulfato de

MagnésioMgSO4

Acetato de

IsopentilaC7H14O2

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 fPropriedades fíísicas das substânciassicas das substâncias

Nomenclatura

Ácido Acético

CH3O2H

Álcool Isopentílico

C5H12O

Bicarbonato de sódioNaHCO3

Ácido Sulfúrico

H2SO4

Cloreto de SódioNaCl

Sulfato de MagnésioMgSO4

Acetato de IsopentilaC7H14O2

Solubilidade Excelente solvente

para diversos

compostos orgânicos,

miscível em água, álcool

glicerol e éter.

Fracamente 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

concentrado

Solúvel em água,

levemente solúvel em

álcool.

Miscível em álcool,

éter, acetato de

etila.

Propriedades Físicas

Líquido, odor

pungente

Liquido, odor

Desagradável

característico

Cristais brancos

ou granulado

s

Liquido incolor e

volátil

Cristais brancos, grânulos

ou pó, incolor

Cristais ou pó

eflorescentes

Incolor e liquido neutro

FluxograFluxogramama15 mL de álcool isopentílicoem um balão de fundo redondo

1. Adicionar 20mL de ácido acético glacial2. 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 aquecimento6. Deixar esfriar à temperatura ambiente;

Acetato de Isopentila + ácido acéticoTraços: 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 acéticoTraços: 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%*;

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 isopentilaTraços: 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 isopentilaTraços: 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

Descartar

Fase Orgânica: acetato de isopentilaTraços: 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 erlenmeyerpreviamente 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.

* Vidraria seca.

CCáálculo do rendimentolculo do rendimentoÁcido 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 mm=1,045 x 20,00=20,90g m=0,813 x 15,00=12,20g=0,813 x 15,00=12,20g1mol 1mol áácc. ac. acéético tico ------ 60,05g 1mol 60,05g 1mol áálcool lcool ------ 88,15g88,15g

n n ------ 20,90g n 20,90g n ------12,20g12,20gn=0,348mol de n=0,348mol de áácc. ac. acéético n=0,138 mol de tico n=0,138 mol de áálcool lcool

RendimentoRendimentoDensidade do éster= 0.876 g mL-1MM éster= 130.18 g mol-1

CHCH33COCO22 + (CH+ (CH33))22CHCH22CHCH22CHCH22OH OH CHCH33COCO22CHCH22CHCH22CH(CHCH(CH33))22 + H+ H22OO

1mol de 1mol de ééster = 1 mol de ster = 1 mol de áálcoollcooln 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 = 130,12g0,138 mol de 0,138 mol de ééster = xster = x

x = 17,96g*x = 17,96g*

* Massa de * Massa de ééster equivalente a 100% de rendimento.ster equivalente a 100% de rendimento.Rendimento (%)= (m de Rendimento (%)= (m de ééster obtida x 100)/17,96ster obtida x 100)/17,96

BibliografiaBibliografiaVOGEL, 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

SolomonsSolomons,G. Qu,G. Quíímica Orgânica, vol2, 7mica Orgânica, vol2, 7aaediediçção. Editora LTC, 2002.ão. Editora LTC, 2002.