Quimica Organica Experimental-2001

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CADERNO DE QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL 2 a Edição revista e atualizada Dâmaris Silveira Professora Titular do Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas da Universidade Vale do Rio Doce - UNIVALE Governador Valadares/Minas Gerais 2001

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CADERNO DE QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL

2a Edição revista e atualizada

Dâmaris Silveira Professora Titular do

Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas da Universidade Vale do Rio Doce - UNIVALE

Governador Valadares/Minas Gerais 2001

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UNIVERSIDADE VALE DO RIO DOCE

Reitor Hermírio Gomes da Silva

Pró-Reitora Acadêmica

Maria Alice Lima Graciolli Fraga de Assis

Catalogação: Biblioteca Central da UNIVALE Bibliotecária responsável: Elizabete Karakedo Figueiredo

Silveira, Dâmaris

Química Orgânica Experimental/ Dâmaris Silveira Duarte. 2. ed. Governador Valadares/MG: UNIVALE, 2001

p: il. (Cadernos Acadêmicos UNIVALE; n. 1 1. Química Orgânica. I. Título. II. Série.

CDU 547(076.5)

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INTRODUÇÃO

Este livro destina-se aos estudantes de graduação em Química, Farmácia e outros cursos que incluam aulas práticas ou disciplinas experimentais de Química Orgânica. Foi organizado para suprir uma carência que existe quanto a manuais de Química Orgânica Experimental, na língua portuguesa. Mais especificamente, para a utilização nas aulas das disciplinas Química Orgânica e Química Orgânica Experimental, da Universidade Vale do Rio Doce. Apesar da Química Orgânica ter passado, nos últimos anos, por um grande desenvolvimento, muitos dos conceitos, métodos de síntese e de análise que são encontrados nos livros-texto, são difíceis de serem demonstrados ou executados em laboratório, devido à enorme dificuldade, encontrada pela maioria das instituições de ensino, para adequar e modernizar os laboratórios de Química.

Assim, foram escolhidos 21 experimentos clássicos de síntese, separação e purificação de compostos orgânicos, com o objetivo de ilustrar o conteúdo teórico da disciplina Química Orgânica. Os experimentos descritos podem ser realizados com reagentes e equipamentos facilmente encontrados em um laboratório que possua uma infra-estrutura mínima. Todos os experimentos foram testados, podendo ser realizados com segurança.

Antes de cada experimento, o estudante deve preparar-se, realizando uma revisão teórica sobre o assunto a ser abordado. Para isto, são incluídas algumas questões que devem ser respondidas antes, durante e depois da aula prática, que auxiliarão no entendimento da aula.

Durante o curso, devem ser realizados seminários e estudos dirigidos que complementarão o aprendizado, fortalecendo a base teórica em Química Orgânica e revendo os conceitos de Química Geral.

O objetivo essencial consiste em levar os estudantes a apreender e exercitar uma metodologia de trabalho, aprender a pensar e decidir, bem como assumir atitudes responsáveis, consigo mesmo e com seus colegas.

Governador Valadares, fevereiro de 2000 A autora

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MAS POUCAS PALAVRAS INTRODUTÓRIAS Antes de iniciar o Curso de Química Orgânica Experimental, é importante que você leia as páginas seguintes, que trazem orientações e informações que serão úteis, não só durante as aulas, mas também durante sua vida profissional. E se, em qualquer momento, surgir alguma dúvida, não hesite em reler estas instruções ou perguntar ao seu professor.

SEGURANÇA: ANTES, DURANTE E SEMPRE!!

O laboratório de Química Orgânica é um dos mais perigosos entre aqueles utilizados por estudantes de graduação. Uma longa lista de dúvidas sobre o procedimento do estudante durante as aulas e/ou a execução de um experimento geralmente aparece durante ano letivo. Devido a isto, existe uma série de normas de segurança que devem ser seguidas por todos: estudantes, professores, monitores, técnicos e estagiários. O castigo para quem não obedece estas regras simples é muito real! Pode levar a muito sofrimento para quem não as seguiu e para quem está ao redor. UM RECADO PARA VOCÊ: Tudo bem, se você acha que tudo isto é um monte de bobagens com o intuito de assustar... você pode até ignorar estas regras. Mas lembre-se...

VOCÊ FOI AVISADO!

1) Quando devo utilizar óculos de segurança? Qualquer injúria ocular é extremamente séria e muitas vezes irreversível. Mas pode ser prevenida se você utilizar os

óculos de segurança durante todo o tempo que estiver realizando um experimento. Os óculos de segurança podem ser deselegantes, incômodos e pesados, mas realmente protegem de gases, respingos de ácidos ou solventes. 2) Posso tocar meus olhos e boca durante os experimentos?

De forma alguma! Nem durante os experimentos, nem em qualquer momento que você estiver dentro do laboratório! Não toque seu rosto, braço, boca ou qualquer parte do seu corpo, sem antes lavar – e muito bem – suas mãos.

Muitas vezes a bancada, ou qualquer material, está contaminada com algum reagente que você não consegue detectar, pois sua concentração é baixa ou estava sob a forma líquida e, no momento, está seco. Mas o perigo ainda está lá! 3) Posso dispor do material utilizado (papel de filtro usado, papel indicador de pH, resíduos sólidos ou

líquidos) da mesma forma e no mesmo lugar que outros materiais? A eliminação de lixo químico é um grande problema! Se você o joga fora, da mesma forma que você faz com o lixo

doméstico, por exemplo, certamente este lixo vai envenenar alguém mais à frente. Sempre pergunte ao seu professor, se você tiver qualquer dúvida quanto a isto.

Todo material produzido deve ser corretamente rotulado. Quando houver rótulos danificados ou ilegíveis, devem ser imediatamente substituídos. 4) Posso trabalhar sozinho?

Você nunca deve trabalhar sozinho! Se houver algum acidente, enquanto está sozinho, de tal gravidade que você não esteja em condições de resolvê-lo, você estará com um graaande problema! 5) Posso me divertir dentro do laboratório?

Os experimentos de Química Orgânica podem ser muito agradáveis, mas são um negócio muito sério! Não se distraia ou fique brincando pelo laboratório. Você pode prejudicar a si mesmo ou ao seu colega. Seja responsável com sua vida e com a do outro! 6) Que é “trabalho defensivo” no laboratório de Química?

Significa trabalhar como se alguém mais fosse sofrer um acidente que pode lhe afetar. Assim, utilize os óculos de proteção porque alguém pode estar com um tubo de ensaio contendo algo em ebulição, apontado para seu rosto. Utilize o jaleco, pois alguém pode “espirrar” algum liquido quente, ácido concentrado ou solventes em seu corpo. 7) Ao final do trabalho, como devo proceder?

Deixe tudo limpo: sua área de trabalho limpa e seca; a vidraria utilizada lavada ou, se não for possível, depositada em local adequado; o lixo depositado no local adequado. Feche todas as torneiras de gás e água. Deixe os frascos com as tampas bem arrolhadas. Deixe a capela desligada e limpa. 8) Posso comer, beber ou fumar no laboratório?

Você está brincando??!! Quer morrer envenenado ou explodir, quando acender seu cigarro????!!!! 9) O laboratório possui equipamento de segurança?

Sim, e você deve aprender onde estão localizados e qual a maneira correta de utilização dos extintores de incêndio, chuveiros e lava-olhos.

Todo laboratório deve estar equipado com uma caixa de primeiros socorros, mantida em local de fácil acesso. Esta caixa deve conter, ao menos, os seguintes artigos:

• Óleo mineral • Pomada para queimaduras • Solução aquosa de ácido acético a 1% • Solução aquosa de ácido bórico a 1% • Solução aquosa de bicarbonato de sódio a 1% • Etanol, glicerina, soro fisiológico • Gaze, esparadrapo • Mercuro-cromo, tintura de iodo.

Conserve a caixa de primeiros socorros. Um dia talvez você necessite utilizá-la. 10) Há realmente necessidade de estar sempre de jaleco?

Mantenha-se sempre, independente do calor, coberto da cabeça aos pés. Não trabalhe com bermudas, mini-blusas, mini-saias (ou qualquer outra coisa “mini”). Evite estar de chinelos ou sapatos de pano. Isto lhe parece muito desconfortável?! Então pense como seria carregar consigo uma queimadura química nos pés; ou uma cicatriz em sua barriga ou braço... Dependendo do experimento, não descarte o uso de luvas.

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Mantenha os cabelos longos amarrados. Você não quer que eles queimem ou encostem dentro de um béquer contendo ácido.

Lembre-se: Você não poderá freqüentar a aula sem o jaleco. 11) Como fazer quando houver necessidade de aquecer algo?

Os experimentos de química orgânica geralmente são realizados com solventes inflamáveis. CUIDADO!! Cheque todo o material que você vai utilizar. Só utilize bico de gás quando orientado pelo professor. 12) Para que serve a capela?

A capela é um local de trabalho contendo, ao menos, um exaustor que retira gases do ambiente. A porta transparente serve para a proteção contra gases, respingos e explosões. Se possível, considere toda substância química (sólidos, líquidos e gases) como se fossem tóxicas e trabalhe sempre na capela. 13) Devo sempre esperar o professor me dizer o que fazer?

No início da aula, provavelmente você estará com seu roteiro de prática (que você deverá ter lido antes) e o professor dará mais orientações sobre o experimento, quanto a detalhes, segurança, etc. Preste muita atenção e faça todas as perguntas que queira. Não existe dúvida “boba”. O que você não sabe, pode lhe ferir. Seja responsável com você mesmo e com sua aprendizagem.

Durante o experimento, mantenha seu roteiro e seu caderno sempre à mão, seguindo-o atentamente. 14) Que fazer se ocorrer um acidente?

Se você se cortar e não for sério, lave o ferimento com água.; se houver muito sangramento, pressione o local e solicite ajuda. Se você se queimar levemente, deixe cair água fria sobre o local. Mas se for queimadura química, notifique o professor IMEDIATAMENTE! 15) Tenho plena liberdade dentro do laboratório?

Todo o material e reagentes necessários para a aula prática estarão em seu local de trabalho. Se houver necessidade de mais alguma coisa, peça ao professor e ao monitor. Você não deve entrar na área de estocagem . Também, para sua segurança, não é permitido realizar qualquer experimento sem prévia autorização. 16) E se eu ficar grávida? Como devo proceder?

Notifique ao seu professor. Muitos solventes e reagentes utilizados nas aulas práticas de Química Orgânica são tóxicos e podem prejudicar você e ao seu bebê. Seu professor é a pessoa mais indicada para lhe orientar quanto à segurança.

ORGANIZAÇÃO DO CADERNO E ELABORAÇÃO DOS RELATÓRIOS

O caderno de laboratório é uma ferramenta extremamente útil, se for bem organizado. É uma fonte de informações para

que você possa fazer seu relatório, bem como consultar, em caso de dúvidas posteriores. Folhas soltas acabam sendo perdidas juntamente com anotações valiosas. Algumas dicas para mantê-lo: 1) Trate seu caderno como um confidente: anote o que VOCÊ fez durante a aula, muito mais do que o que foi dito pelo professor. 2) Sempre utilize lápis. Tinta de caneta pode manchar com água ou certos tipos de solventes. 3) Anote toda e qualquer observação: mudanças de cor, temperatura, explosão e qualquer explicação para ter acontecido o que

aconteceu. 4) Anote todo o material e reagentes que você utilizará durante o experimento. Se possível, inclua algumas características tais

como, peso molecular, ponto de ebulição, densidade, etc.

Quanto ao experimento que você vai realizar, este pode ser, basicamente, de duas naturezas: um experimento técnico ou um experimento de síntese. Para cada um há uma abordagem diferente.

A) O EXPERIMENTO TÉCNICO: é realizado para que você pratique uma certa operação antes que a utilize, como uma

ferramenta, em outros experimentos. Por exemplo, a destilação de uma mistura é um experimento técnico típico. Você a utilizará em vários outros experimentos.

1) Leia a descrição e os princípios teóricos da técnica bem como as operações envolvidas. Escreva em seu caderno um resumo, ressaltando os pontos importantes. Este resumo pode servir como base para a introdução do seu relatório.

2) Planeje toda a experiência a ser executada e, se possível, inclua o desenho da aparelhagem. B) O EXPERIMENTO DE SÍNTESE: o objetivo é, partindo de um substrato adequado, preparar uma amostra purificada do

produto que você deseja. 1) Leia todo o roteiro e os conceitos teóricos envolvidos na reação, procurando ampliar seus conhecimentos em outros textos. 2) Anote a equação referente à reação a ser executada , bem como o mecanismo envolvido. 3) Anote constantes físicas, toxicidade e os cuidados necessários para a manipulação dos reagentes. 4) Calcule o rendimento teórico da reação. 5) Ao final do experimento, calcule o rendimento da reação em porcentagem.

Se você ainda tem dúvidas da importância do seu caderno de laboratório, faça estas perguntas a si mesmo:

1) Antes da aula: Posso realizar o experimento sem qualquer manual de laboratório? 2) IMEDIATAMENTE depois da aula (não mais tarde): Se não houvesse qualquer outro texto, eu poderia duplicar os resultados, só utilizando minhas anotações?

Quanto ao relatório, este deverá conter os seguintes itens:

1) Título da experiência. 2) Nome dos integrantes do grupo. 3) Introdução: descrevendo sucintamente a metodologia utilizada, características dos reagentes e produtos., etc.

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4) Material e reagentes: este item não é imprescindível, pois estará listado em seu roteiro de prática e provavelmente você também já anotou em seu caderno.

5) Procedimento: NÃO COPIE DO SEU ROTEIRO! Descreva o que você viu, o que você fez e o que aconteceu. 6) Resultados: descreva cores formadas, resultados de testes de identificação, etc. Forneça os cálculos estequiométricos (se for

síntese) . 7) Discussão e conclusão. 8) Referências Bibliográficas: de acordo com a ABNT.

AUXÍLIOS QUE SÃO BEM-VINDOS! Você deve se informar sobre qualquer reagente com o qual você vai trabalhar. Informações do tipo peso molecular, densidade, solubilidade, estado físico, pontos de fusão e ebulição, cor, toxicidade, etc. são imprescindíveis para que você possa trabalhar com mais eficiência e responsabilidade. Estes dados podem ser encontrados em sites relacionados com Química, na INTERNET, bem como em catálogos, que podem ser solicitados para consulta, no próprio laboratório ou na biblioteca. Às vezes não é fácil consultar estes catálogos. Geralmente há necessidade de um conhecimento básico da língua inglesa, mas com um pouco de prática, é possível ganhar muito tempo com uma simples consulta. Alguns exemplos: - CRC Handbook: é um livro clássico, sempre atualizado, que traz tabelas contendo o nome, sinônimo e fórmula dos compostos,

bem como PM, cor, forma cristalina, rotação específica, absorbância, PF, PE, densidade, solubilidade, etc. - LANGE’S: também clássico, traz basicamente as mesmas informações que o CRC, também em forma de tabelas. - MERCK INDEX: traz informações sobre fármacos e seus efeitos fisiológicos, além de trazer as constantes físicas. Ao invés de

tabelas, as informações são fornecidas sob a forma de textos. - CATÁLOGO ALDRICH: não é um livro de referência tradicional, mas relaciona várias substâncias, algumas ainda não

listadas nos catálogos tradicionais, fornecendo suas fórmulas estruturais e as constantes físicas .

Quanto à Internet, se você utilizar uma ferramenta de busca (Altavista, Yahoo, Excite, Cadê, etc.) encontrará milhares de sites relacionados à Química. Infelizmente para aqueles que fogem da língua inglesa, é nesta língua que ainda se encontram os melhores sites e os mais completos bancos de dados.

Alguns sites interessantes e que podem ser acessados sem encargos: 1) http://www.sbq.org.br: homepage da Sociedade Brasileira de Química. É uma página com atualizações periódicas, onde você

vai encontrar informações sobre a SBQ e eventos, fatos interessantes em todas as áreas da Química, links para outras páginas de interesse, ferramenta de busca ,etc.

2) http://www.spq.pt: homepage da Sociedade Portuguesa de Química. Traz informações sobre a SPQ, sobre eventos e alguns textos interessantes.

3) http://www.chemicalonline.com: revista virtual, que, além de artigos científicos, traz também novidades da Química e links para outras páginas interessantes.

4) http://www.drugsdiscoveryonline.com: revista virtual, com informações sobre medicamentos. 5) http://chemweb.com: possui um banco de dados de propriedades de compostos orgânicos. Desta página, você pode acessar ,

sem encargos, o Beilstein, uma ferramenta de busca para referências bibliográficas. 6) http://chemfinder.com: banco de dados que fornece as propriedades e a fórmula estrutural dos compostos orgânicos. 7) http://www.chemclub.com: cadastrando-se neste “clube” virtual, você poderá ter acesso a uma série de outras páginas

interessantes. 8) http://helium.dq.fct.unl.pt/QOF/TPQO/: site em português, ricamente ilustrado, que explica como realizar montagens clássicas

de vidrarias. 9) http://www.qmc.ufsc.br/ : você vai encontrar aulas práticas de química orgânica, que podem ser acompanhadas virtualmente,

dicas de segurança, etc.

Muitas universidades brasileiras mantêm sites onde você pode tirar suas dúvidas, acompanhar, virtualmente um experimento químico, fazer uma pesquisa.

Reserve algum tempo para navegar e você poderá ter muitas e agradáveis surpresas. Considerações relevantes: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________

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Modelo de Capa para o Relatório de Aulas Práticas

Universidade Vale do Rio Doce UNIVALE Relatório no:_______________________________ Disciplina:_________________________________ Assunto:_____________________________________ Grupo responsável: Data:______

PRÁTICA No 1

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Determinação do ponto de fusão de compostos orgânicos

Trabalho pré-laboratório: 1) Relacione, sob a forma de itens numerados, as etapas a serem seguidas durante a prática. 2) Defina ponto de fusão. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3) Defina ponto de decomposição. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 4) Em que situação uma mistura possui o ponto de fusão definido? ____________________________________________________________________________________ 5) Qual a diferença entre ponto de fusão e faixa de fusão? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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Material: tubo de Thiele, termômetro, tubos capilares, bico de gás, tela de amianto, suporte, garras, mufa. Introdução: O ponto de fusão de uma substância orgânica pura pode ser definido como a temperatura na qual a fase sólida coexiste com a fase líquida. Termodinamicamente falando, ponto de fusão é a temperatura na qual a pressão de vapor na fase sólida é igual à pressão de vapor na fase líquida. Nesta situação, as duas fases estão em equilíbrio.

A maioria dos compostos orgânicos sofre fusão geralmente em temperaturas compreendidas entre 50 e 300 oC. Uma substância orgânica pura geralmente possui um ponto de fusão bem definido, ou seja, a fusão ocorre em uma faixa estrita de temperatura. Esta propriedade pode então ser um critério de pureza de uma substância, pois duas amostras de um mesmo composto devem fundir-se a uma mesma temperatura. Entretanto, duas amostras desconhecidas que se fundem a uma mesma temperatura não são necessariamente o mesmo composto. Assim, a uréia e o ácido cinâmico fundem a 133 oC; (-)ácido málico e ácido p-metoxibenzóico, 100 oC. Ácido p-cianobenzóico e 1,5-dinitronaftaleno, 214 oC. Uma mistura de dois compostos normalmente funde a uma temperatura inferior que qualquer um dos componentes da mistura. Esta depressão é uma característica do ponto de fusão, e é de grande valor quando se quer identificar uma substância desconhecida.

Na determinação de ponto de fusão, depressões de 05 a 06 oC são raras, mas de cerca de 20 oC são comuns. Duas amostras que se fundem a uma mesma temperatura e cujo ponto de fusão da mistura não diminui, são consideradas idênticas, com raras exceções. Impurezas também fazem com que o ponto de fusão de qualquer amostra seja menor que aquele da amostra pura, além de provocar um alargamento da faixa de fusão.

Determinação de ponto de fusão

Embora substâncias puras geralmente apresentem pontos de fusão nítidos, muitas fundem-se em intervalos maiores de temperatura; algumas decompõem-se antes da fusão, outros decompõem-se no ponto de fusão. Tais pontos de decomposição (a temperatura na qual o material se decompõe) podem ser nítidos o bastante para constituir um valor na identificação. Um composto que funde com decomposição, normalmente exibe uma faixa de fusão mais larga do que aquela de um composto que não se decompõe.

É difícil determinar o ponto de fusão de um composto puro a um grau mais próximo, com a aparelhagem comumente utilizada em laboratório de Química. Nesta situação, várias são as fontes de erro – termômetros não calibrados (inexatos), diferenças na velocidade de aquecimento do aparato, diferença nos tipos de aparelhos utilizados, bem como o tipo de vidro usado no recipiente da amostra, que podem alterar o ponto de fusão observado. Devido a tais erros, cuidados devem ser observados no uso de tabelas de ponto de fusão para a identificação de compostos desconhecidos. Se um dos desconhecidos tem ponto de fusão abaixo de 200 oC, todo composto conhecido que funde a ±5 oC daquele valor deverá ser considerado. Se o desconhecido funde acima de 200 oC, esta faixa deverá ser aumentada para mais ou menos 10 oC. Inúmeros compostos deverão ser considerados possivelmente idênticos a uma amostra desconhecida. Uma das formas de se determinar o ponto de fusão de uma substância é a utilização de tubos capilares, juntamente com um tubo de Thiele (Figura 1) como banho de aquecimento. A amostra é colocada em um tubo capilar e este é preso ao termômetro por meio de um anel de borracha. A amostra deve estar próxima ao bulbo do termômetro e o anel de borracha acima do nível do óleo.

Parte experimental Parte 1: Determinação do ponto de fusão de uma substância pura.

Tomar uma pequena alíquota da amostra pulverizada e colocá-la em um tubo capilar próprio para determinação de ponto de fusão. Fixar o capilar no bulbo de um termômetro. Mergulhar o conjunto em líquido (óleo de cozinha, nujol, silicone) contido no tubo de Thiele, com cuidado para que a borracha que prende o tubo não toque o líquido. Aquecer o líquido gradualmente, observando o material no interior do capilar. Devem ser registradas a temperatura em que a primeira gota de líquido se forma e aquela em que os últimos cristais desaparecem. Parte 2: Construção de um diagrama de composição/ponto de fusão . Preparar 5 misturas diferentes de substâncias A e B nas proporções molares de 1:9, 3:7, 5:5, 7:3 e 9:1. Introduzir as misturas finamente pulverizadas em tubos capilares diferentes e determinar os pontos de fusão correspondentes. Determinar o ponto de fusão de A e B separadamente. Construir a curva de PF das misturas, lançando a composição da mistura na abscissa e a temperatura de fusão na ordenada. Considerar que a temperatura de fusão seja aquela na qual a mistura se liqüefaz completamente. Observações relevantes: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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PRÁTICA No 1

Determinação do ponto de fusão de compostos orgânicos

Estudante:___________________________________________________________

amostra PF (literatura) PF (encontrado)

1) Utilizando o espaço reservado, elabore uma curva- padrão para o termômetro que você está utilizando.

2) Qual(ais) o(s) objetivo(s) desta prática? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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3) Quais os cuidados que devem ser tomados na determinação do ponto de fusão de uma substância orgânica? 4) Em seu laboratório, você precisa determinar o PF de uma amostra. Entretanto, seu termômetro não é confiável. O que você

deve fazer? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 5) Que conclusões podem ser tiradas da experiência da Parte 2? 6) Qual a influência da quantidade de amostra no ponto de fusão observado? 7) Por que não é aconselhável a utilização de água para o banho de aquecimento? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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PRÁTICA No 2

Purificação através da técnica de recristalização

Trabalho pré-laboratório: Amostras utilizadas: _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1) Relacione, sob a forma de itens numerados, as etapas a serem seguidas durante a prática. 2) Qual(ais) o(s) objetivo(s) desta prática? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2) Defina recristalização. __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3) Quais as características do solvente ideal para ser utilizado na recristalização de uma substância? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Material: béquer de 125mL, béquer de 250mL, termômetro, bastão de vidro, espátula, funil de büchner, kitasato, papel de filtro, rolhas de borracha, tubos de ensaio, bico de gás, trompa de vácuo, tela de amianto, tripé. Introdução:

A recristalização é o método mais comum de purificação de substâncias sólidas. A seqüência de eventos para o procedimento vai depender de quão impura está a substância e quão solúvel esta substância é em vários tipos de solvente.

É importante observar a substância a ser recristalizada: se é cristalina, se existe coloração, etc. Esta observação é importante pois: 1) Cor em uma substância supostamente branca é uma impureza; 2) Cor em uma substância colorida não é uma impureza; 3) Cor errada em uma substância é uma impureza.

Para a recristalização, três coisas são muito importantes: 1) Encontrar um solvente no qual a amostra é solúvel a quente; 2) O mesmo solvente não deve solubilizar a amostra quando estiver frio; 3) O solvente frio deve manter as impurezas em solução.

A escolha do solvente deve ser realizada através de ensaios em tubo: deve ser observada a ação de vários solventes a frio e à temperatura de ebulição, a formação de cristais durante o resfriamento e o volume de solvente necessário por grama de amostra a ser purificada. Às vezes uma mistura de dois solventes é mais eficaz que um só solvente. O par mais comum é água-etanol. A técnica consiste em aquecer o material a ser purificado no solvente no qual é mais solúvel e adicionar o outro solvente até aparecer uma turvação.

Durante a solubilização do material a quente, deve ser usada a menor quantidade de solvente possível, para diminuir perdas.

Impurezas coloridas ou resinosas podem ser eliminadas pela adição de carvão ativo. O procedimento consiste em adicionar uma pequena quantidade à solução a ser aquecida, deixar em ebulição e então filtrar à quente, utilizando o funil de büchner.

O filtrado deve ser transferido CUIDADOSAMENTE para o frasco de recristalização, que deve estar perfeitamente limpo e seco, de forma que não haja "respingos" nas paredes.

Após a filtração, o filtrado obtido deve ser mantido em repouso, por 24 horas, para recristalizar. O resfriamento rápido faz com que haja formação de cristais muito pequenos que adsorvem as impurezas em solução. Os cristais formados devem ser separados por filtração em funil de büchner.

Parte Experimental: Parte 1: Escolha do solvente: Pesar cerca de 0,5g de cada uma das amostras a serem testadas. Dividir cada amostra em três porções iguais. Adicionar uma porção (A) em um tubo de ensaio contendo 2mL de água, agitar e anotar a solubilidade. Se a dissolução não for completa, aquecer o tubo em bico de gás, observar e anotar o resultado. Tomar uma outra porção (B) e repetir o procedimento, utilizando etanol como solvente. ATENÇÃO: PARA O AQUECIMENTO, SE NECESSÁRIO, UTILIZAR BANHO-MARIA (CUIDADO!). Da mesma forma, tomar uma outra porção (C) e repetir o procedimento utilizando benzeno como solvente. CUIDADO!! BENZENO É EXTREMAMENTE TÓXICO! EVITAR A INALAÇÃO. Parte 2: Recristalização de uma amostra comercial

Em dois béqueres limpos e secos, colocar cerca de 1g de ácido benzóico e adicionar 15mL de H2O., agitando até dissolução completa. Aquecer à ebulição e a um dos béqueres, adicionar carvão ativo. Manter à ebulição por alguns segundos. Filtrar as soluções a quente. Transferir o filtrado para um béquer limpo e deixar em repouso. Filtrar os cristais formados, secar e pesar. Observações relevantes: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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PRÁTICA NO 2

Purificação através da técnica de recristalização

Estudante:__________________________________________________________

Água Etanol Benzeno Amostras Fria Quente Frio Quente Frio Quente

1) Qual a função do carvão ativo? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2) Em que situação é utilizado o funil de büchner? 3) Quais os cuidados que devem ser tomados quando realizar a recristalização? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 15: Quimica Organica Experimental-2001

4) Por que a filtração deve ser feita a quente? _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 5) Por que se recomenda que a solução seja resfriada espontaneamente, após ser aquecida? 6) Forneça as características fisicoquímicas do ácido benzóico. __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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PRÁTICA No 3

Purificação de substâncias através da técnica de sublimação

Trabalho pré-laboratório: 1) Relacione, sob a forma de itens numerados, as etapas a serem seguidas durante a prática. 2) Qual(ais) o(s) objetivo(s) desta prática? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3) Defina sublimação. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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Material: béquer de 100mL, termômetro, espátula, kitasato, rolhas de borracha, tubo de ensaio, bico de gás, trompa de vácuo,

tela de amianto, tripé. Introdução: A sublimação é um processo de purificação de substâncias sólidas que apresentam pressão de vapor relativamente alta abaixo do seu ponto de fusão. A sublimação ocorre quando um sólido é aquecido e passa diretamente para o estado de vapor, sem passar pelo estado líquido. Poucas são as substâncias que possuem pressão de vapor suficientemente elevada para permitira sublimação a pressão atmosférica (por exemplo, naftaleno, antraceno, cafeína, cânfora, etc.). Devido a este fato, o método é pouco utilizado em laboratório, apesar de o sublimado ser obtido geralmente com um alto grau de pureza.

Estas substâncias "sublimáveis" possuem características pouco polares e são geralmente razoavelmente simétricas. Nesta situação, as forças intermoleculares que atuam no estado sólido são mais fracas.

Em um processo reverso (esfriamento do vapor) o vapor volta à fase sólida. Assim, sublimação é a passagem de um sólido para a fase de vapor e condensação é a passagem de vapor para o estado líquido ou para o estado sólido. O termo "ressublimação" é inadequado para este processo. Parte Experimental: Parte 1: Sublimação a pressão normal. Em um béquer de 100mL, pesar cerca de 3g da amostra. Cobrir o béquer com um vidro de relógio, e sobre este, colocar cubos de gelo. Aquecer o béquer lentamente, observando a formação de cristais. Ao término do processo, raspar os cristais e pesar o material purificado. Determinar o ponto de fusão da substância pura e comparar com aquele determinado para a amostra impura. Sublimação a pressão reduzida Parte 2: Sublimação a pressão reduzida. Em um kitasato de 125mL, colocar cerca de 3g da amostra impura. Conectar um tubo de ensaio contendo gelo ao kitasato, de forma que o tubo não toque na amostra. Conectar a trompa de vácuo ao sistema e iniciar o vácuo lentamente, para diminuir perdas. Ao final da sublimação abrir o sistema CUIDADOSAMENTE. Raspar os cristais do tubo, pesar. Observações relevantes: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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PRÁTICA No 3

Purificação de substâncias através da técnica de sublimação

Estudante:___________________________________________________________ Amostras: _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 1) Quais os cuidados que devem ser tomados quando realizar a sublimação? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3) Por que a sublimação é facilitada se a operação for conduzida a vácuo? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 4) Qual a função do gelo? 5) Forneça exemplos, além daqueles citados aqui, de substâncias sublimáveis à temperatura ambiente.

Page 19: Quimica Organica Experimental-2001

6) Pesquise outras técnicas que podem ser utilizadas para a purificação de substâncias orgânicas, além daquelas que você

conhece. ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 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PRÁTICA No 4

Page 20: Quimica Organica Experimental-2001

Análise qualitativa orgânica

Trabalho pré-laboratório: 1) Relacione, sob a forma de itens numerados, as etapas a serem seguidas durante a prática. 2) Qual(ais) o(s) objetivo(s) desta prática? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3) Forneça a equação geral de combustão. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 4) Quais os cuidados devemos observar ao trabalhar com sódio metálico? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Material: Tubos de ensaio, béquer, conexões de vidro, rolhas de cortiça, garras de madeira, bico de gás.

Page 21: Quimica Organica Experimental-2001

Reagentes: Soluções aquosas a 10% de: Ba(OH)2, FeSO4, H2SO4, ácido acético, acetato de chumbo, HNO3, AgNO3. Solução de FeCl3 a 1%, sódio metálico, óxido cúprico.

Introdução: Os elementos mais comuns nos compostos orgânicos são o carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, enxofre e halogênios. A evidência da natureza orgânica de uma determinada amostra pode ser verificada através de um ensaio direto que constata a presença de C e H. Neste método, a substância orgânica é queimada em presença de óxido de cobre e o CO2 formado turva uma solução de hidróxido de bário, confirmando a presença de carbono, enquanto as gotículas de água nas paredes do tubo confirmam a presença de H. Nitrogênio, enxofre e os halogênios são caracterizados em compostos orgânicos pela conversão em substâncias inorgânicas ionizáveis, de forma que se possa aplicar os ensaios iônicos das análises qualitativas. O melhor procedimento consiste em fundir o composto orgânico com sódio metálico (ensaio de Lassaigne), para que ocorra a formação de cianeto de sódio e haletos de sódio, que podem assim ser identificados.

NaX composto orgânico + Na NaCN + NaOH (C, H, O, N, S, X) Na2S

A solução alcalina resultante da ação da água sobre o sódio fundido é filtrada e tratada com sulfato ferroso, levando à formação, deste modo, de ferrocianeto de sódio. Ao aquecer a solução alcalina à ebulição, são produzidos alguns íons férricos, devido à ação do ar; com a adição de uma solução diluída de ácido sulfúrico, os hidróxidos são dissolvidos, formando-se então o ferrocianeto férrico (azul da Prússia). O enxofre, sob a forma do íon sulfeto, pode ser identificado pela precipitação do sulfeto de chumbo, que se forma pela reação com a solução de acetato de chumbo e ácido acético. A presença de halogênios é indicada sob a forma de haletos de prata caracterizados pela adição de solução de nitrato de prata e ácido nítrico diluído. Não existe método direto de caracterização do oxigênio. Parte Experimental: Parte 1: carbono e hidrogênio: Misturar bem cerca de 0,1g da amostra com cerca de 2,0g de CuO seco. Colocar a mistura em um tubo de ensaio seco (I), preso em um suporte, conforme a figura; ligar ao tubo uma rolha atravessada por um tubo de vidro em um ângulo reto, com a outra extremidade tocando a superfície de uma solução límpida de Ba(OH)2, contida em outro tubo de ensaio (II). Aquecer a mistura com uma chama. Um precipitado branco irá se formar no tubo II, devido à liberação de CO2. A presença de hidrogênio pode ser notada pela presença de gotículas de água nas paredes do tubo. Parte 2: nitrogênio, halogênio e enxofre: Em um tubo de ensaio, colocar cerca de 0,2g da amostra e um pequeno pedaço de sódio metálico recém-cortado. Prender o tubo com uma garra e aquecer a mistura fortemente até que o tubo se torne vermelho e haja decomposição completa. Deixar esfriar. Mergulhar o tubo em um béquer contendo cerca de 20mL de etanol. Quebrar o tubo dentro do béquer. CUIDADO!! O excesso de sódio ainda pode reagir violentamente se houver água presente. Os íons e substâncias formadas se dissolvem. Filtrar e usar o filtrado límpido para os testes de N, S, e halogênios. O excesso de sódio é necessário, pois se S e N estiverem presentes, pode ocorrer a produção de tiocianato de sódio; assim, no ensaio para nitrogênio, poderá haver a produção de cor vermelha com o íon Fe+3 , ao invés da produção do azul da Prússia, pois não haverá íons CN- livres. Com o excesso de sódio, se houver formação de tiocianato, este se decomporá, conforme a equação:

NaCNS + 2Na NaCN +Na 2S

MANUSEAR SÓDIO COM CUIDADO!! Enxofre: Tomar 1-2mL da solução e acidificar com ácido acético; juntar gotas de solução de acetato de chumbo. A formação de um precipitado preto confirma a presença de enxofre.

Na 2S + (CH 3COO) 2Pb PbS + 2CH33

COONa Halogênios: Acidificar 1-2mL da solução com HNO3 e juntar gotas de solução de AgNO3. A formação de precipitado branco ou amarelado indica a presença de halogênio.

NaX + AgNO 3 AgX + NaNO 3

Nitrogênio: Tomar 1-2mL da solução, juntar duas gotas de sulfato ferroso e aquecer por dois minutos. Adicionar uma solução de H2SO4 a 10%, gota a gota, para dissolver o Fe(OH)2.

NaCN + Na4 Fe(CN) 6 + 2 Fe2(SO4) 3FeSO4 2 + H2 SO4 + 1/2 O2FeSO4 Fe2(SO4) 3 + H2O∆

Na4 Fe(CN) 6 + 2 Fe2(SO4)3Na4 Fe(CN) 6 3 + 6 Na2SO4

NaCNS +Na2S + NaXComposto orgânico contendo C, H, N, S, halogênio ∆

PRÁTICA No 4

Page 22: Quimica Organica Experimental-2001

Análise qualitativa orgânica

Estudante:___________________________________________________________

ensaios amostra Carbono Hidrogênio Nitrogênio Enxofre Halogênios

1) Qual (ais) a (s) conclusão (ões) a que você chegou, com relação à sua amostra-problema? Discuta. 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Page 23: Quimica Organica Experimental-2001

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Page 24: Quimica Organica Experimental-2001

PRÁTICA No 5

Caracterização de compostos orgânicos

Trabalho pré-laboratório: 1) Relacione, sob a forma de itens numerados, as etapas a serem seguidas durante a prática. 2) Qual(ais) o(s) objetivo(s) desta prática? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ 3) Forneça estruturas de alquenos, álcoois primário, secundário e terciário, aldeído, haleto de alquila, cetona e ácido carboxílico. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Material: Tubos de ensaio, bico de gás e conta-gotas. Reagentes: Soluções aquosas a 10%: KMnO4, NaHCO3. Solução alcoólica de AgNO3 a 2%; solução de cloreto de acetila a 5%;

solução de bromo em CCl4 a 5%. Reagentes de Fehling e Lucas. Introdução:

Dentre as funções orgânicas conhecidas, são bastante comuns os alquenos, haletos de alquila, álcoois, aldeídos, cetonas e ácidos carboxílicos. Cada uma dessas classes de compostos apresenta reações específicas, podendo ser utilizadas para sua caracterização: CARACTERIZAÇÃO DE ALQUENOS: Consiste na oxidação exaustiva do composto. Os hidrocarbonetos saturados são muito pouco reativos e portanto, estáveis. O teste será positivo para hidrocarbonetos insaturados. O reagente de Bayer é a solução de permanganato de potássio em meio neutro. Pode-se usar também uma solução de bromo em tetracloreto de carbono, de cor avermelhada, com a qual reagem os alquenos, fazendo com que a cor desapareça. CARACTERIZAÇÃO DE ÁLCOOIS: Os álcoois reagem com o cloreto de acetila, produzindo gás clorídrico que pode ser detectado. Os álcoois podem ser primários, secundários e terciários e podem ser diferenciados pelo teste de Lucas. O reagente de Lucas pode reagir com álcoois numa reação de substituição nucleofílica da hidroxila. Os reagentes e as condições de reação indicam que o processo envolve a formação de carbocátions:

Page 25: Quimica Organica Experimental-2001

RO H + C l- R + R Cl H+

- H2O

A reação é rápida para álcoois terciários, lenta para secundários e muito lenta para primários, devido à estabilidade do carbocátion formado. Como os haletos são insolúveis na água, a reação pode ser comprovada pelo aparecimento de turvação no tubo de ensaio. CARACTERIZAÇÃO DE HALETOS DE ALQUILA: Um átomo de halogênio em um haleto orgânico pode estar ligado a um carbono alifático ou a um átomo de carbono de um sistema aromático. Esta identificação pode ser feita através do teste com a solução de nitrato de prata alcoólico:

RC l + A gN O 3 A gC l (pr ecipitado br anco)

CARACTERIZAÇÃO DE ALDEÍDOS E CETONAS: Os compostos carbonílicos fornecem reações específicas, produzindo precipitados facilmente reconhecíveis. Aldeídos e cetonas reagem com 2,4-dinitrofenilhidrazina, um reagente para caracterização do grupo carbonila. Se este grupo estiver conjugado a uma ligação dupla, o produto obtido terá coloração avermelhada; se a carbonila não for conjugada a uma ligação dupla, o precipitado formado terá coloração amarela.

N NH2

NO2

NO2

H

+ C OR

R

C N

R

RN

H

NO2

O2N

+ H2O

Os aldeídos reagem com o reagente de Fehling, produzindo um precipitado de cobre metálico que se fixa nas paredes, produzindo um espelho de cobre. Este reagente é constituído de duas soluções (sol. I, tartarato duplo de sódio e potássio; sol. II, sulfato cúprico), as quais são misturadas no momento do teste.

+ + alde ído O

OC u

N a-O O C

H

K -O O C

HO H - O H

O H

C O O -N a

C O O -K

H

HC u2O ou C u

CARACTERIZAÇÃO DE ÁCIDOS CARBOXÍLICOS: Estes compostos são substâncias ácidas que podem reagir com álcalis. Com uma solução de bicarbonato de sódio, os ácidos carboxílicos reagem, com a formação de CO2 que pode ser facilmente visualizado. Parte Experimental: Parte 1: Teste para alquenos:

Em um tubo de ensaio contendo 1mL de solução de KMnO4, adicionar a amostra. O descoramento da solução violeta e formação de um precipitado marrom indicam que o hidrocarboneto é insaturado. confirmação: TESTE DE BROMO: Adicionar cerca de 4 gotas da amostra em um tubo de ensaio limpo. Adicionar CUIDADOSAMENTE, 10 gotas de uma solução de bromo em CCl4. O desaparecimento da cor confirma a presença de ligação múltipla carbono-carbono. Parte 2: Teste para álcoois:

Em um tubo de ensaio contendo a amostra, adicionar gota a gota e sob agitação, cloreto de acetila. Aquecer a mistura em bico de gás. Se o desconhecido for um álcool, a reação ocorre com desprendimento de HCl, que pode ser evidenciado com um pedaço de papel indicador umedecido com água, que será colocado na boca do tubo. O papel de tornassol azul torna-se roas. Diferenciação entre álcoois primários, secundários e terciários: TESTE DE LUCAS: Em um tubo de ensaio contendo 2mL do reagente de Lucas (13,6g de cloreto de zinco em 89mL de ácido clorídrico concentrado), adicionar 0,5mL do álcool. Fechar o tubo e anotar o tempo de aparecimento de uma turvação ou a formação de uma segunda camada de líquido. Parte 3: Teste para haletos de alquila:

Em um tubo contendo cerca de 1mL de uma solução a 2% de nitrato de prata em álcool etílico, adicionar gotas da amostra. Agitar e anotar o tempo necessário para a formação de um precipitado; isto indicará a presença de um haleto alílico. Os haletos de arila não formam precipitados.

Parte 4: Teste para compostos carbonílicos:

Em um tubo de ensaio, colocar cerca de 0,5mL (ou 0, mg) da amostra e adicionar 1mL de etanol e 2mL do reagente 2,4-dinitrofenilhidrazina (3g de 2,4-dinitrofenilhidrazina dissolvidos em 15mL de H2SO4. Adicionar 20mL de H2O e 70mL de etanol. Agitar bem e filtrar). Agitar e deixar em repouso por 15 minutos. Observar. Teste para diferenciar aldeídos de cetonas: Em um tubo de ensaio, colocar 1mL da solução I, adicionar 1mLda solução II e agitar. Adicionar a amostra e aquecer em um bico de gás. O aparecimento de um precipitado vermelho tijolo (ou o espelho de cobre) indica a presença de aldeído. Parte 5: Teste para ácidos carboxílicos:

Adicionar à amostra, cerca de 1mL de solução 0,5M de NaHCO3. A evolução de CO2 indica a presença de grupo carboxila, uma vez que cetonas, aldeídos ou álcoois não reagem nessas condições.

PRÁTICA No 5

Page 26: Quimica Organica Experimental-2001

Caracterização de compostos orgânicos

Estudante:___________________________________________________________

Ensaios Álcool Haleto Aldeído Cetona Ácido

Amostra Alqueno

Primário Secundário Terciário 1) Discuta os resultados obtidos. 2) Qual (ais) a (s) conclusão (ões) a que você chegou, com relação à sua amostra-problema? Discuta. ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 27: Quimica Organica Experimental-2001

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PRÁTICA No 6

Identificação de álcoois e fenóis. Trabalho pré-laboratório: 1) Relacione, sob a forma de itens numerados, as etapas a serem seguidas durante a prática. 2) Qual(ais) o(s) objetivo(s) desta prática? 3) Forneça exemplos de estruturas de um álcool primário, um álcool secundário e um álcool terciário. 4) Por que, em geral, os álcoois são mais solúveis em água que hidrocarbonetos? 5) Qual a principal característica química do fenol? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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Material: papel indicador, tubos de ensaios, conta-gotas, banho-maria, pinças de madeira Reagentes: fenol, acetona, ácido crômico, solução de cloreto férrico, solução de I2-KI, butanol, isobutanol, álcool t-butílico, fenol Introdução: Álcoois são substâncias comercialmente importantes, pois são utilizados como solventes, medicamentos, desinfetantes e como material de partida para a síntese de diversas outras substâncias. Fenóis são relacionados aos álcoois devido à presença, em sua estrutura, do grupo hidroxila. Entretanto, como o grupo hidroxila está ligado diretamente a um anel aromático, as propriedades químicas dos fenóis são diversas daquelas dos álcoois. Álcoois e fenóis são polares, devido à presença da hidroxila, que possibilita a formação de ligações de hidrogênio. Fenóis são mais ácidos que os álcoois e suas soluções concentradas são muito tóxicas. O comportamento químico das diferentes classes de álcoois e fenóis pode ser utilizado como uma forma de identificá-los. 1) Teste de Lucas: Já realizado anteriormente (ver Prática no 5), é utilizado para distinguir entre álcoois primários, secundários e terciários. Pela adição deste reagente, um álcool terciário reage rapidamente, um álcool secundário reage lentamente e, após um leve aquecimento, fornece uma fração imiscível com água , passados cerca de 10 min. Um álcool primário não reage nas condições do teste. CH3CH2OH + HCl + ZnCl2 não reage

álcool primário

(CH3)2CHOH + HCl + ZnCl2 (CH3)2CHCl + H2O (10 min. após aquecimento)

álcool secundário

(CH3)COH + HCl + ZnCl2 (5 min. )(CH3)2CCl + H2O álcool terciário

2) Teste do ácido crômico: Possibilita a diferenciação de álcoois primários e secundários dos álcoois terciários. Em contato com uma solução acidificada de dicromato, álcoois primários são oxidados a aldeídos; álcoois secundários são oxidados a cetonas; álcoois terciários não reagem. Durante a oxidação, a cor marrom-avermelhada do ácido crônico muda para uma solução azul-esverdeada. Fenóis são oxidados, fornecendo uma massa marrom.

3 CH3CH2OH + 4 H2CrO4 + 6 H2SO4 3 CH3COH

O

álcool primário

(CH3)2CHOH +

álcool secundário

(CH3)COH + álcool terciário

+ 2 Cr2(SO4)3 + 13 H2O

2 H2CrO4 + 3 H2SO4 + Cr2(SO4)3 + 8 H2O3 CH3CCH3

Omarrom-avermelhado

marrom-avermelhado

azul-esverdeado

azul-esverdeado

H2CrO4 + H2SO4 não reage

3) Teste do iodofórmio: Este teste é mais específico que os dois anteriores. Somente o etanol e álcoois que possuam em sua estrutura uma parte CH3CH(OH)R reagem. Estes álcoois reagem com iodo em solução aquosa de NaOH fornecendo o precipitado amarelo de iodofórmio.

++ 5 NaI + 5 H2O4 I2 + 6 NaOHRCHCH3

OH

RC

O

O- Na+ + HCI3iodofórmio

Fenóis também reagem sob estas condições. Com o fenol, forma-se o precipitado amarelo do triiodofenol. OH

3 I2 +

OHII

I 2,4,6-triiodofenol

1- Acidez dos fenóis: O fenol também é chamado de ácido carbólico. Reage com base, facilmente se dissolvendo em um solução

básica. Em contraste, nas mesmas condições, os álcoois não são tão ácidos.

OH

OH- +

O-

+ H2O

2- Teste do cloreto férrico: A adição de solução aquosa de cloreto férrico a um fenol fornece uma solução colorida que, dependendo da estrutura do fenol, pode variar de verde a púrpura.

OH

FeCl3 +

O Fe Cl

Cl

+ HCl

amarelo claro violeta

Parte Experimental:

Page 30: Quimica Organica Experimental-2001

Parte 1: Teste de solubilidade: Em tubos de ensaio separados, adicionar 10 gotas de 1-butanol, 2-butanol, 2-metil-2-propanol, da solução aquosa de fenol e da amostra desconhecida. Adicionar 2 mL de água. Observar. Todas as soluções são homogêneas? Parte 2: Teste de acidez: Utilizando as mesmas soluções da parte 1, testar o pH de cada solução. Parte 3: Teste do ácido crômico: Em tubos de ensaio secos e identificados, colocar 5 gotas da amostra desconhecida, bem como os álcoois citados na Parte 1. Adicionar 5 gotas de uma solução de dicromato de potássio a 5% e 5 gotas de ácido sulfúrico a 10%. Aquecer os tubos em banho-maria (cerca de 60 oC) (CUIDADO!) por 5 minutos. Observar a cor de cada solução. Parte 4: Teste do iodofórmio: Em tubos de ensaio secos e identificados, colocar 5 gotas da amostra desconhecida e dos álcoois citados. Adicione a cada tubo, lentamente, 15 gotas de uma solução de NaOH 6M. Agite o tubo. Aquecer a mistura em banho-maria (cerca de 60 oC). Adicionar, gota a gota e com agitação, a solução de I2-KI, até a solução tornar-se marrom (aproximadamente 25 gotas). Adicione a cada tubo, lentamente, gotas da solução de NaOH 6M, até a solução tornar-se incolor. Manter os tubos no banho-maria por 5 minutos. Remover os tubos do aquecimento, esfriar e observar se houve a formação de um precipitado amarelo claro. Parte 5: Teste do cloreto férrico: Em tubos de ensaio secos e identificados, colocar 5 gotas da amostra desconhecida e dos álcoois citados. Adicionar 2 gotas de solução de cloreto férrico. Observar qualquer alteração de cor. Observações relevantes: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 31: Quimica Organica Experimental-2001

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PRÁTICA No 6

Identificação de álcoois e fenóis

Estudante:___________________________________________________________

Amostras Testes

Solubilidade Acidez

Ácido crômico Iodofórmio

Cloreto férrico 1) Forneça as estruturas dos álcoois utilizados nos testes. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2) Fenóis e álcoois fornecem produtos diferentes quando submetidos à reação com I2-KI. As reações que ocorrem são

semelhantes? Se não, justifique. ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ 3) Por que, diferente dos álcoois primários e secundários, os álcoois terciários não reagem com ácido crômico?

Page 33: Quimica Organica Experimental-2001

4) Forneça exemplos, diferentes daqueles que você viu neste experimento, de álcoois utilizados na indústria. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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Page 34: Quimica Organica Experimental-2001

______________________________________________________

PRÁTICA No 7

Identificação de carboidratos Trabalho pré-laboratório: 1) Qual(ais) o(s) objetivo(s) desta prática? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ 2) Definir carboidratos . ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ 3) Definir monossacarídeos, dissacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos, fornecendo exemplos. ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Material: Tubos de ensaio, conta gotas, bico de gás, provetas de 10mL, banho-maria, pinças de madeira. Reagentes: Solução de iodo, reagente de Fehling, reagente de Tollens, solução de HCl 3M. Solução de NaOH 3M, Solução de

NaOH 20%, papel indicador, reagente de Seliwanoff, reagente de Bial, solução de cloreto de metilamônio. Introdução:

Carboidratos são aldeídos ou cetonas poliidroxilados ou compostos que, por hidrólise, dão origem a aldeídos e/ou cetonas poli-hidroxiladas. Arroz, batata, frutas etc., são fontes ricas em carboidratos. Estas substâncias podem ser classificadas como monossacarídeos (p.ex., glicose, frutose), dissacarídeo (sacarose, lactose) ou polissacarídeos (amido, celulose), que podem consistir de várias, às vezes centenas, de monossacarídeos ligados uns aos outros. Geralmente monossacarídeos existem na forma cíclica, contendo grupos hemiacetal ou hemicetal. Estas estruturas, quando em solução, permanecem em equilíbrio com as respectivas formas abertas. hemiacetal O H

OH

H

CH2OH

H

OH

OH

H

H

HO HO

H

OH

H

H

OH

H

CH2OH

C

OH

H

OHO

H

OH

H

H

OH

H

CH2OHO OH

H

hemiacetal

α-D-glicose forma de cadeia aberta β-D-glicose

Dissacarídeos e polissacarídeos existem como estruturas cíclicas contendo grupos funcionais como hidroxila, acetal (ou cetal), carboxila, hemicetal (ou hemiacetal).

Page 35: Quimica Organica Experimental-2001

Quando a unidade osídica final contém um grupo hemiacetal (ou hemicetal) na sua fração terminal é chamada de açúcar redutor. Quando não possui um hemiacetal (ou hemicetal) na fração terminal, é chamada de açúcar não-redutor. O nome "redutor" é dado pelo fato de que hemiacetais (e em menor extensão hemicetais) poderem reduzir alguns agentes oxidantes.

HO

H

OH

H

H

OH

H

CH2OHO H

OOH

H

H

OH

H

CH2OHO H

OH

H1 4

final não-redutor final redutor

Maltose

HO

H

OH

H

H

OH

H

CH2OHO H

O

OCH2OH H

CH2OHOH

H

H

OH

Sacarose

Quando um açúcar não-redutor (p. ex. sacarose, amido), é hidrolisado, a ligação glicosídica (acetal) é rompida e uma fração terminal redutora é formada. Esta hidrólise pode ser obtida em meio ácido ou por meio de ação enzimática. O amido, quando em contato com iodo, dá origem a um complexo de cor azul escura ou violeta, intensa e brilhante, devido à formação de cadeias helicoidais que capturam a molécula de iodo. Este complexo é lábil e pode ser decomposto pelo aquecimento. Quando o amido é hidrolisado e quebrado em pequenas cadeias osídicas, não é possível a formação deste complexo e a cor azul não é observada. Parte Experimental: Parte 1: Teste do iodo (solução estoque: 2g de KI em 50mL de água; adicionar 1g de iodo e agitar até dissolução):

Adicionar algumas gotas da solução de iodo a cerca de 2mL da amostra. O aparecimento de cor azul intensa indica a presença de amido. Parte 2: Teste de Fehling:

Misturar 1mL da solução A com 1mL da solução B em um tubo de ensaio e adicione 2mL da amostra. Aquecer a mistura até a ebulição (CUIDADO!!). O aparecimento de precipitado vermelho tijolo indica a presença de açúcares.

Parte 3: Teste de Tollens:

Em um tubo de ensaio, adicionar 2 gotas de uma solução de NaOH a 5% a 2mL de uma solução de AgNO3 a 5%. Adicionar gotas de solução de NH4OH até que o precipitado formado se dissolva. Adicionar 2mL da amostra e aquecer em banho-maria (aprox. 60 oC), por cerca de 10min. Há formação de espelho de prata, em presença de açúcar.

Parte 4: Hidrólise de polissacarídeos:

Misturar 1mL de HCl (3M) com 5mL da amostra. aquecer em banho-maria por 10min. Neutralizar a solução com NaOH diluído. Utilizar o hidrolisado para fazer o teste de Fehling.

Parte 5: Teste de Seliwanoff (teste para cetoexoses): (Solução estoque: 0,5g de resorcinol em 1000mL de HCl 3M).

Em três tubos de ensaio separados, cada um contendo 2mL de reagente de Selliwanof, adicionar 2 gotas de solução de frutose, 2 gotas de solução de glicose e 2 gotas da amostra. Aquecer cada tubo em banho-maria, por cerca de 8min. Comparar o tubo contendo a amostra, com aquele contendo frutose (padrão).

Esquema de trabalho:

A / B / C / D

I2 (+) amido (-) frutose/ glicose/ sacarose

Fehling ou Tollens (-) sacarose (+) frutose/ glicose

Seliwanoff

Confirmar com hidrólise ácida, seguida por ensaio de Fehling ou Tollens

(- ) glicose (+) frutose

Page 36: Quimica Organica Experimental-2001

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

PRÁTICA No 7

Identificação de carboidratos Estudante:___________________________________________________________

Testes Amostra Iodo Fehling Tollens Seliwanoff

1) Qual teste químico pode ser utilizado para indicar se houve a hidrólise completa do amido? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ 2) Fornecer a estrutura da amilose. Esta substância fornece um teste de iodo positivo e um teste de Fehling negativo. Baseando

em sua estrutura, explicar estes resultados. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3) Esquematize as estruturas da glicose, frutose e sacarose.

Page 37: Quimica Organica Experimental-2001

4) Forneça exemplos, diferentes daqueles que você viu neste experimento, de carboidratos utilizados na indústria e suas aplicações.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 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PRÁTICA No 8

Cromatografia em Camada Delgada Trabalho pré-laboratório: 1) Qual (ais) o(s) objetivo(s) desta prática? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2) Relacione, sob a forma de itens numerados, as etapas a serem seguidas durante a prática.

Page 38: Quimica Organica Experimental-2001

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3) Defina Rf. _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 4) Que fatores dificultam a reprodutibilidade dos valores de Rf na CCD? ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Material: tubo capilar, placas cromatográficas, cubas de vidro Introdução: Cromatografia é um processo de análise que pode ser utilizado para purificar, separar, identificar ou dosar substâncias orgânicas e inorgânicas, tendo como base a diferença de velocidade com que as substâncias se movem através de um meio poroso (fase estacionária), quando arrastadas por um solvente (fase móvel ou eluente) em movimento. Este movimento depende da interação existente entre a amostra e a fase móvel e a fase estacionária (coeficiente de distribuição). A cromatografia pode ser normal ou em fase reversa, sendo esta utilizada para substâncias muito polares (p. ex., açúcares, proteínas, etc.); plana ou em coluna; líquida ou gasosa. 1) Cromatografia por partição: Tipo de cromatografia na qual os componentes da amostra são eluídos, de acordo com a sua afinidade com o solvente utilizado como eluente, ou seja, baseia-se na diferença entre a solubilidade relativa dos componentes da amostra em solventes imiscíveis. Assim, na cromatografia normal, quanto menos polar a substância, mais rapidamente será arrastada (eluída) pelo solvente. Ex.: Cromatografia em papel: Uma solução da amostra é aplicada próxima à extremidade de uma folha de papel de filtro quadrangular e esta folha é colocada em contato com o solvente que se encontra em um recipiente fechado (câmara cromatográfica), de maneira a facilitar a ascensão do solvente por capilaridade. O solvente passa sobre a mancha, arrastando os componentes com velocidades diferentes.

Page 39: Quimica Organica Experimental-2001

2) Cromatografia por adsorção: Os componentes da amostra são eluídos de acordo com o grau de adsorção destes, sobre a superfície da fase estacionária, em um determinado sistema de solventes. Neste método, uma substância diferente do papel é utilizada (sílica gel, poliamida, celulose em pó, alumina). Ex: Cromatografia em camada delgada de sílica gel. Uma placa de vidro ou folha rígida de plástico ou alumínio é revestida com uma fina camada deste material adsorvente, formando as “placas cromatográficas” ou “cromatoplacas” . O desenvolvimento do cromatograma deve ser feito em atmosfera saturada com os solventes empregados. Cromatografia em coluna: Uma coluna de vidro é preenchida pelo material adsorvente e a amostra é aplicada no topo desta. A eluição é feita utilizando solventes de polaridade crescente e as frações contendo as substâncias isoladas da amostra, são recolhidas em erlenmeyer. Na cromatografia plana (em papel ou camada delgada), às vezes é desejável, para fins analíticos, o cálculo do fator de retenção (Rf) da amostra. Para uma mesma condição de análise (mesmo eluente, câmara cromatográfica, fase estacionária), o Rf de uma dada substância será o mesmo. Assim, o fator de retenção pode ser calculado:

d2

d1

distância percorrida pela amostra d1

Rf = distância percorrida pelo solvente d2

Os valores de Rf devem ser menores que 1 (um). Quando RFA =0, conclui-seque a substância não se deslocou do ponto de aplicação. Se RFA= 1, asubstância se move junto com o solvente. Em ambos os casos, deve-se escolheroutro eluente.

Parte Experimental: Parte 1: Preparo das cromatoplacas:

O suporte utilizado será placas de vidro (ou lâminas de microscópio), lavadas com água e sabão, secas e limpas com um algodão embebido de acetona, para retirar qualquer vestígio de sujeira ou gordura.. Uma suspensão de sílica gel 60G Merck é feita em água. Esta suspensão é distribuída sobre a superfície das placas de vidro. Manter as placas cromatográficas em estufa a 105 oC, com o objetivo de eliminar a umidade (ativação).

Parte 2: Preparo da câmara cromatográfica (cubas):

Preparar o eluente, de acordo com a amostra a ser analisada. Colocar quantidade suficiente de eluente preparado para que forme uma camada de cerca de 1 cm na cuba. Tampar a cuba e deixar em repouso para a saturação. Parte 3: Aplicação da amostra:

A amostra é aplicada, com o auxílio de um tubo capilar, a cerca de 0,5cm da base da cromatoplaca. Esta é introduzida verticalmente na cuba, que é imediatamente fechada. Deixar que a eluição atinja até cerca de 0,5cm antes do topo da placa. Retirar o cromatograma, deixar secar. Revelar com reveladores apropriados.

Parte 4: Exemplos de reveladores: vapor de iodo (revelador universal): a cromatoplaca é introduzida em uma câmara contendo iodo metálico. Os vapores de iodo conferem às manchas uma coloração marrom. solução etanólica de H2SO4 20% (revelador universal): a solução é pulverizada sobre a placa e esta é aquecida a 105oC por 10min. Há o desenvolvimento de tons de cinza sobre as manchas. revelador verde de bromocresol (ácidos carboxílicos): A placa é pulverizada com a solução alcalina de verde de bromocresol 1%. Quando em presença de àcido carboxílico, há o desenvolvimento

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PRÁTICA No 8

Cromatografia em Camada Delgada

Estudante:__________________________________________________________ Amostras: __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 1) Explique o que é e para que se faz necessária a ativação das placas cromatográficas. ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2) Calcule o Rf das manchas no cromatograma. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3) Qual a função do gesso? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 41: Quimica Organica Experimental-2001

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Page 42: Quimica Organica Experimental-2001

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PRÁTICA No 9

Separação de pigmentos de plantas: cromatografia em coluna e em papel

Trabalho pré-laboratório: 1) Qual(ais) é(são) o(s) objetivo(s) desta prática? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2) Faça uma revisão dos conceitos básicos de cromatografia. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3) Relacione, sob a forma de itens numerados, as etapas a serem seguidas durante a prática. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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Material: Coluna cromatográfica, tubos de ensaio, 2 béqueres de 150mL, erlenmeyer de

150mL, espátula, bastão de vidro, funil, papel de filtro, suporte para funil, garras, mufas, suportes, pipeta, pera, câmara cromatográfica, tesoura, tubos capilares, banho-maria, proveta, balança, éter de petróleo, , lã de vidro.

Reagentes: massa de tomate, sílica gel 60, β-caroteno padrão, éter de petróleo, tolueno, etanol, acetona, água de bromo saturada, cristais de iodo.

Introdução:

Cromatografia em coluna difere da CCD, pelo fato de que o adsorvente, ao invés de estar disposto em camada, está contido, como o nome indica, no interior de uma coluna. É uma técnica rápida que permite separar e isolar, grande quantidade de determinada substância.

Os adsorventes mais utilizados são a sílica gel e a alumina, que é colocada em um tubo de vidro, conforme a Figura. A mistura é dissolvida em um solvente adequado e aplicada no topo da coluna e, então é eluída com o mesmo ou outro eluente (fase móvel).

Cromatografia em papel, o papel adsorve água da atmosfera e esta água é a fase estacionária. O(s) componente(s) do sistema de eluição constitui (em) a fase móvel, ou seja, a cromatografia em papel é um sistema líquido-líquido. A cromatografia em coluna é utilizada com propósito preparativo, quando é desejável obter as substâncias isoladas na ordem de mg ou g. A cromatografia em papel, por sua vez, é utilizada principalmente com objetivos analíticos. Estas duas técnicas podem ser utilizadas para caracterizar e isolar pigmentos de origem vegetal.

O tomate, bem como outros vegetais, possui em sua composição química pigmentos que conferem ao fruto sua cor característica. Destes, os principais são o β-caroteno (alaranjado) e o licopeno (vermelho).

β-caroteno

CH3 CH3 CH3CH3

CH3

CH3 CH3 CH3

H3C

H3C

licopenoCH3 CH3 CH3

CH3

CH3

CH3 CH3 CH3

H3C

H3C

As cores destes pigmentos são devidas às numerosas ligações duplas carbono-carbono em suas estruturas. Parte Experimental: Parte 1: Extração de pigmentos: Pesar, em um béquer, cerca de 50g de massa de tomate. Adicionar 30mL de etanol e agitar vigorosamente, até a massa de tomate não mais aderir ao bastão de vidro. Colocar uma pequena quantidade de lã de vidro no funil (CUIDADO!) e filtrar a mistura. No final da filtração, pressionar levemente a lã de vidro, para extrair o máximo de líquido do resíduo. Colocar o resíduo em um béquer e adicionar cerca de 20mL de éter de petróleo. Agitar a mistura por cerca de 3 minutos, para extrair os pigmentos. Filtrar o extrato em lã de vidro. Concentrar o filtrado em banho-maria (CUIDADO!), até pequeno volume. Parte 2: Cromatografia em papel: Cortar um retângulo de papel, com cuidado, de forma a não contaminá-lo. Com lápis, traçar uma linha no lado mais estreito do retângulo, a cerca de 1 cm da borda. Aplicar o extrato obtido ao lado de uma solução padrão de β-caroteno. Secar bem. Eluir o cromatograma em mistura éter de petróleo:tolueno:acetona (45:1:5). Após a eluição, secar o cromatograma e medir o Rf das manchas obtidas. Se as manchas não ficarem muito visíveis, revelar o cromatograma com vapores de iodo. Parte 3: Cromatografia em coluna: Tomar uma bureta de 25mL, adicionar um pequeno pedaço de lã de vidro no fundo da bureta. Adicionar a sílica gel suspendida em éter de petróleo. Quando toda a sílica houver sido transferida para a coluna, colocar um pequeno pedaço de lã de vidro no topo. Adicionar, com a ajuda de uma pipeta, o extrato obtido (empacotamento da amostra). Eluir com éter de petróleo, recolhendo frações de cerca de 15mL. Parte 4: Arco-íris de tomate: Em um béquer, pesar cerca de 15g de extrato de tomate. Adicione cerca de 30mL de água e agite vigorosamente. Transferir o suco de tomate obtido para uma proveta de 50mL e, com a ajuda de uma pipeta, adicionar, gota a gota, água de bromo. Com um bastão de vidro, agitar levemente a solução. Observar e anotar as cores formadas.

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PRÁTICA No 9

Separação de pigmentos de plantas: cromatografia em coluna e em papel

Estudante:__________________________________________________________ Amostra: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 1) Defina cromatografia em coluna e cromatografia em papel. ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2) O que é a "fase estacionária" de uma coluna cromatográfica? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ 3) E a "fase móvel"? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 4) Qual a diferença entre a sílica gel utilizada na CCD e a utilizada na cromatografia em coluna? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 5) Explique as cores formadas no experimento 4. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 6) No que consiste o éter de petróleo? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 7) Qual o objetivo, na parte 1, da extração com etanol? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 8) Cite outras fontes de β-caroteno. __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 9) Para que são utilizados o licopeno e o β-caroteno? 10) Qual a diferença básica entre as estruturas dos dois pigmentos? 11) Os nomes destes pigmentos revelam alguma coisa sobre sua classificação química? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 12) Qual a reação que ocorreu no experimento 4? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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PRÁTICA No 10

Destilação por arraste de vapor Trabalho pré-laboratório: 1) Qual(ais) o(s) objetivo(s) desta prática? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2) Relacione, sob a forma de itens numerados, as etapas a serem seguidas durante a prática. 3) Faça uma pesquisa sobre a utilização da destilação por arraste de vapor na indústria.

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Material: Suportes, garras, anéis, balões de destilação, balões de fundo redondo, condensadores, tubos de vidro, tubos de látex,

rolhas, béqueres, provetas, funil de separação, pérolas de vidro. Reagentes: éter etílico, plantas aromáticas, anilina, sulfato de sódio anidro. Introdução:

A destilação por arraste de vapor é um método de isolamento e purificação de substâncias usado desde os tempos ancestrais. É usada para líquidos que são pouco miscíveis ou totalmente imiscíveis com a água. O vapor de uma mistura imiscível a uma determinada temperatura é constituído dos produtos da mistura e a pressão total deste vapor é a soma das pressões parciais, segundo a lei de Dalton. Quando a pressão P se iguala á pressão externa, a mistura entra em ebulição e o vapor condensado será a mistura dos produtos de pressão .

Assim, a mistura entra em ebulição a temperatura inferior à temperatura de ebulição de qualquer um dos constituintes da mistura. Geralmente utiliza-se água para gerar vapor, que arrasta outros produtos imiscíveis, como por exemplo, anilina ou outras substâncias que se decompõem facilmente quando aquecidas a temperaturas mais elevadas. É também utilizada para extrair óleos essenciais que se encontram em células vegetais. O vapor aquecido rompe as células e arrasta consigo o óleo essencial, geralmente utilizado em perfumes e cosméticos.

Há duas formas de gerar vapor: externa e internamente. No primeiro caso, o vapor é gerado em um frasco e é levado, por uma tubulação, por exemplo, até o material a ser destilado. É a forma clássica de destilação por arraste de vapor.

Na outra forma, interna, o vapor é gerado no mesmo frasco onde está inserido o material a ser destilado. Parte Experimental:

Em um balão de fundo redondo, adicionar o volume de água correspondente à metade de sua capacidade (balão gerador). Em um outro balão, adicionar 10mL de água e a amostra. Aquecer o balão gerador até a água entrar em ebulição e então conectá-lo ao balão contendo a amostra. Deixar passar o vapor através da amostra até que o destilado, que sai do condensador, perca sua aparência leitosa ou colorida. Recolher ainda um volume adicional de 10mL. Retirar o aquecimento e desconectar os dois balões. Transferir o destilado recolhido para um funil de separação e separar, se possível, a camada não aquosa. Lavar a camada aquosa com 10mL de éter etílico e juntar a camada orgânica àquela recolhida anteriormente. Medir o volume total obtido. Deixar evaporar o éter e medir o volume novamente. Os óleos essenciais podem ser separados da camada aquosa através de um funil de separação. O óleo, mais leve, é deixado no funil e lavado com pequeno volume de éter e secado com sulfato de sódio anidro. Pela evaporação do éter é obtido o óleo essencial. Observações relevantes: ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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PRÁTICA No 10

Destilação por arraste de vapor Estudante:___________________________________________________________ Amostras: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 1) Por que são adicionadas pérolas de vidro ? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ 2) Todos os tubos de vidro e conexões nesta montagem devem ser os mais curtos possíveis. Justifique. __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ 3) Para que é utilizado o sulfato de sódio anidro?

Page 49: Quimica Organica Experimental-2001

4) Faça o desenho esquemático de uma destilação por arraste de vapor. 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PRÁTICA No 11

Isolamento da cafeína Trabalho pré-laboratório 1) Relacione, sob a forma de itens numerados, as etapas a serem seguidas durante a prática. 2) Qual(ais) o(s) objetivo(s) desta prática? 3) Cite algumas fontes de cafeína. 4) De que maneira a cafeína afeta um indivíduo?

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Material: Béquer de 250mL; 3 erlenmeyers de 125mL; funil simples; bastão de vidro; espátula; funil de separação, papel de filtro, suporte universal; mufa; anel de ferro; garras; tripé; tela de amianto.

Reagentes: Solução de ácido clorídrico 1M; sulfato de sódio anidro; hidróxido de amônio; papel indicador; diclorometano

Introdução: Os conceitos de ácidos e bases são extremamente importantes em Química Orgânica. A primeira definição surgiu em 1887, proposta pelo químico sueco Svante Arrhenius. Segundo ele, ácidos seriam substâncias cujas soluções aquosas contivessem excesso de íons H+ (em relação a OH-), enquanto bases seriam substâncias cujas soluções aquosas contivessem excesso de íons OH- (em relação a H+). Como este conceito limita-se a soluções aquosas, surgiram novas definições. Ácidos e Bases de Brönsted-Lowry: De acordo com este conceito, ácidos são substâncias capazes de doar um ou mais prótons (H+) em uma reação química; e bases, substâncias capazes de aceitar um ou mais prótons.

B: + H-A B+ H + A-

base ácido ácido conjugado

baseconjugada

Page 51: Quimica Organica Experimental-2001

A base, ao receber um próton, é convertida no ácido conjugado; o ácido, ao ceder um próton, é convertido na base conjugada.

OHCH3COOH

fenóis ácidos carboxílicos

Exemplos de compostos orgânicos que apresentam caráter ácido: Algumas bases comumente utilizadas em Química Orgânica:

NaOH

NH3

NaNH2

CH3LiCH3CH2OK

CH3Na CH3NH2 e aminas em geral

tente nomear estas bases

Um aspecto importante do conceito de ácido e base de Brönsted-Lowry é a força relativa do ácido e da base conjugada. A amônia (NH3), por exemplo, é um ácido muito mais fraco que a água, portanto sua base conjugada, o íon amideto (-NH2) é muito mais forte que a da água (-OH). Ácidos e bases de Lewis: Proposto pelo químico americano Gilbert N. Lewis, este conceito é bem mais abrangente. Uma base de Lewis é uma espécie que possui pelo menos um par de elétrons não ligantes disponível para compartilhar com outra espécie, durante uma reação química. Um ácido de Lewis é uma espécie capaz de aceitar um par de elétrons. ÁCIDO DE LEWIS

H+ + OH-H2O

H+ + H2O H3O+

BF3 NH3+ F3B- NH3

+

BASE DE LEWISEXEMPLOS: As aminas e outros compostos orgânicos nitrogenados são bases orgânicas, geralmente pouco solúveis em água fria e solúveis em solventes orgânicos pouco polares. Podemos utilizar as propriedades de base para extraí-las das plantas que as contém, bem como para purificá-las. Podemos usar como exemplo, a nicotina, uma amina cíclica, pouco solúvel em água: A nicotina recebe um próton, dando seu ácido conjugado, solúvel em água. Em uma reação inversa, em presença de uma base, a nicotina protonada perde um próton, fornecendo a nicotina, insolúvel em água.

N

N

CH3

nicotina

H+

N

N

CH3H+

+

+

N

N

CH3H

+ OH-

nicotina

N

N

CH3

As metilxantinas são compostos orgânicos nitrogenados, dos quais os exemplos mais conhecidos são a cafeína (extraída do café, chá , guaraná, etc.) e a teobromina (extraída do cacau.). Da mesma forma que a nicotina e outras aminas, estes compostos são bases orgânicas e podemos utilizar as propriedades de base para podermos extraí-las das plantas que as contém, bem como para purificá-la.

N

N N

NO

O

CH3

CH3

H3C Parte Experimental: Pesar 20g de cascas de café moídas, em um béquer de 250mL. Adicionar cerca de 30mL de solução de HCl 1M e aquecer à fervura. Filtrar. Esfriar o filtrado. Transferir a solução contendo o sal de cafeína para o funil de separação e adicionar NH4OH, até cerca de pH9. Nesta fase, o sal formado na solução ácida volta à condição de base, insolúvel em água.

cafeína Adicionar cerca de 15mL de diclorometano e agitar. Separar a fase inferior (orgânica) em um erlenmeyer. Repetir a operação por 3 vezes. No final, desprezar a fase aquosa alcalina. Transferir a fase orgânica para o funil de separação e adicionar água. Desprezar a fase aquosa. Repetir a operação . Transferir a fase orgânica para um erlenmeyer seco e adicionar o sulfato de sódio anidro. Filtrar em papel de filtro seco. Aquecer a fase orgânica até secura. Pesar.

Page 52: Quimica Organica Experimental-2001

PRÁTICA No 11

Isolamento da cafeína Estudante:___________________________________________________________ Amostra: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 1) Que outros compostos foram extraídos com a cafeína ? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ 2) De que forma estes compostos foram separados da cafeína? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ 3) Como você pode saber, sem a ajuda da literatura, que o CH2Cl2 possui densidade maior que a água? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ 4) Para que serve o sulfato de sódio anidro? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________

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4) Como você pode testar a pureza de uma amostra de cafeína? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 5) Que técnicas podem ser utilizadas para a purificação da cafeína obtida? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 7) Calcule o rendimento. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 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________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 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PRÁTICA No 16

Síntese do ácido acetilsalicílico Trabalho pré-laboratório: 1) Qual(ais) o(s) objetivo(s) desta prática? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2) Faça uma revisão nas técnicas de aquecimento utilizadas na síntese orgânica. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3) Relacione, sob a forma de itens numerados, as etapas a serem seguidas durante a prática. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 55: Quimica Organica Experimental-2001

4) Quais os cuidados devem ser observados ao trabalhar com os reagentes utilizados nesta síntese? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 5) Forneça o mecanismo da reação. 6) Faça o planejamento do material a ser utilizado na reação. Substância PM massa /volume mol equivalentes densidade PF PE Material: Balança, béquer, pisseta com água, bastão de vidro, provetas (10mL e 100mL), funil de büchner, kitasato, mufas, garras,

suportes, trompa de vácuo, papel de filtro, espátula, balão, termômetro, banho-maria, pipeta. Reagentes: ácido salicílico, anidrido acético, ácido sulfúrico, ácido acético. Introdução:

O ácido acetilsalicílico, comercialmente conhecido como aspirina é um composto simples que possui um largo espectro de ação biológica: Além de ser um analgésico eficaz, é antipirético, anti-inflamatório, anti-reumático e atua na prevenção de coágulos arteriais, devido à sua ação anti-coagulante, prevenindo ataques cardíacos e enfartos. É um dos fármacos mais utilizados em todo o mundo. Esta substância pode ser obtida a partir das folhas do salgueiro (Salix alba), espécie utilizada desde a antigüidade por suas propriedades analgésica e anti-pirética.

Na verdade, o agente farmacologicamente ativo é o ácido salicílico. Entretanto, devido à presença dos grupos hidroxila e carboxilato em sua estrutura, esta substância pode provocar irritações na mucosa oral, esôfago e estômago, podendo causar hemorragias. O ácido acetilsalicílico, mostrou-se menos irritante. Após ser ingerida, esta substância é hidrolisada, fornecendo o ácido salicílico, que é então absorvido. COOH

OHCOOH

OCOCH3

ácido salicílico ácido acetilsalicílico

Parte Experimental:

Em um balão de fundo redondo, colocar 10g de ácido salicílico e 15g (14mL) de anidrido acético. Adicionar 5 gotas de ácido sulfúrico concentrado e agitar o balão até que a mistura seja completa. Aquecer a mistura em banho-maria, a 50-60oC, sob agitação, por cerca de 15 min. Deixar a mistura esfriar e agitar ocasionalmente. Adicionar 150mL de água, agitar bem e filtrar a vácuo. Recristalizar o ácido acetilsalicílico impuro, com uma mistura de volumes iguais de ácido acético e água. Filtrar a vácuo, tentando retirar o máximo da água possível. Com uma espátula, transferir os cristais para uma folha de papel de filtro, ou papel-toalha, pressionando-a para secar o sólido. Secar.

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PRÁTICA No 16

Síntese do ácido acetilsalicílico

Estudante:__________________________________________________________ 1) Como podemos detectar, no meio de reação, se ainda há ácido salicílico sem reagir ? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2) Calcular o rendimento da reação. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3) O ácido salicílico pode irritar o estômago. O que normalmente é feito na formulação deste fármaco que reduz este efeito

colateral? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 4) Qual o propósito da adição do ácido sulfúrico na preparação da aspirina? Outro ácido pode ser usado? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 57: Quimica Organica Experimental-2001

5) O que pode acontecer ao rendimento da reação, se o produto obtido não estiver completamente seco? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 58: Quimica Organica Experimental-2001

PRÁTICA No 17

Síntese do benzoato de metila

Trabalho pré-laboratório: 1) Qual(ais) o(s) objetivo(s) desta prática? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2) Faça uma revisão na técnica de separação de líquidos imiscíveis. ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3) Relacione, sob a forma de itens numerados, as etapas a serem seguidas durante a prática.

Page 59: Quimica Organica Experimental-2001

4) Forneça o planejamento do material a ser utilizado na reação.

Substância PM massa /volume mol equivalentes densidade PF PE ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Material: 2 balões de fundo redondo de 250mL; provetas de 100 e 50mL; condensador de refluxo; termômetro; aparelhagem para

destilação simples; funil de separação; erlenmeyer de 150mL; condensador de ar. Reagentes: ácido benzóico; metanol; diclorometano; H2SO4; MgSO4 anidro; solução saturada de NaHCO3.

Introdução: O método mais utilizado para a preparação de ésteres é a reação entre ácidos carboxílicos e seus derivados e álcool. Os ésteres mais simples são normalmente preparados pela “esterificação de Fischer” que consiste na reação de um ácido carboxílico com um álcool em presença de um ácido mineral:

RCO

OHRC

OH+

OHR C

OH

OH

OR'H+

+

HR C

OH

OH

OR'

RCOH+

OR'

+ H2OH3O++ RCO

OR'

H3O+ R'OH A reação é reversível e para obter um rendimento satisfatório, é necessário deslocar o equílíbrio no sentido da formação do éster. Para este fim, pode ser utilizado excesso de um dos reagentes ou a remoção de um dos produtos do meio. Uma das formas de remover um dos produtos do meio de reação é a destilação. A destilação simples consiste numa técnica de separação de líquidos que possuem ponto de ebulição abaixo de 150 oC a 1 atm, de outros líquidos cujo ponto de ebulição difere dos primeiro em mais de 25 oC, ou de impurezas não voláteis.. A fonte de aquecimento pode ser um bico de gás, manta aquecedora ou banho de vapor. O frasco contendo o material a ser destilado não deve ser muito grande, pois aumenta a perda do produto, diminuindo o rendimento; ou tão pequeno, que não caba todo o material a ser destilado. Um ponto importante a ser observado é que o nível do material a ser destilado não deve ultrapassar o meio do balão, para evitar que material não destilado, quando entrar em ebulição, alcance o condensador. O balão nunca deve ser aquecido a secura. O bulbo do termômetro deve estar na altura da saída do vapor para o condensador. A destilação a temperaturas superiores a 140 oC geralmente deve ser conduzida com condensador refrigerado a ar, para evitar coque térmico decorrente da diferença de temperatura entre o vapor do destilado e a água corrente que é normalmente utilizada. Parte Experimental:

No balão de fundo redondo, colocar 20g de ácido benzóico, 70mL de metanol e 2mL de ácido sulfúrico. Aquecer sob refluxo por 2 horas. Destilar o excesso de metanol (CUIDADO!!). Deixar esfriar o resíduo do balão e vertê-lo em 250mL de água. Transferir a mistura para o funil de separação. Extrair o produto com 10mL de diclorometano, por 3 vezes. Desprezar a camada aquosa e lavar a fração orgânica com água, depois com a solução de bicarbonato de sódio (até cessar o desprendimento de CO2) e por fim com água novamente. Transferir a fração orgânica para um erlenmeyer seco e adicionar cerca de 2g de sulfato de magnésio anidro. Filtrar. Destilar o filtrado utilizando um condensador de ar. Recolher a fração que destila a 198-200 oC (rendimento esperado: 60-70%). ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Destilação simples

_________________________________________ __________________________________________________________________________________

Page 60: Quimica Organica Experimental-2001

PRÁTICA No 17

Síntese do benzoato de metila

Estudante:___________________________________________________________ 1) Qual a função do banho de óleo? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2) Por que são adicionadas pérolas de vidro à mistura de reação? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3) Quando e por quê deve ser utilizado o condensador a ar? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 4) Por que a destilação simples não é utilizada na separação de líquidos de pontos de ebulição próximos? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 61: Quimica Organica Experimental-2001

5) Por que é perigoso aquecer um composto orgânico em um sistema totalmente fechado? 6) Esquematize uma montagem para aquecimento sob refluxo. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 62: Quimica Organica Experimental-2001

__________________________________________________________________________________________________________

______PRÁTICA No 18

Síntese do nitrobenzeno

Trabalho pré-laboratório: 1) Relacione, sob a forma de itens numerados, as etapas a serem seguidas durante a prática. 2) Qual(ais) o(s) objetivo(s) desta prática? 3) Forneça o mecanismo da reação ocorrida.

Page 63: Quimica Organica Experimental-2001

4) Quais os cuidados devem ser observados ao trabalhar com os reagentes utilizados nesta síntese? 5) Faça o planejamento do material a ser utilizado na reação.

Substância PM massa /volume mol equivalentes densidade PF PE Material: Balança, béquer, pisseta com água, bastão de vidro, provetas (50mL), funil de haste, funil de separação, mufas, garras,

suportes, algodão, espátula, balão, termômetro, banho-maria, condensador. Reagentes: ácido nítrico, ácido sulfúrico, benzeno, cloreto de cálcio anidro, solução de NaOH 10% Introdução Apesar de serem compostos muito estáveis, os hidrocarbonetos aromáticos podem ser submetidos a reações de substituição eletrofílica aromática. Assim, o ácido nítrico em presença de ácido sulfúrico, fornece o eletrófilo necessário para que a reação ocorra. As reações de nitração geralmente são realizadas em condições brandas, para evitar perda do material, devido ao caráter oxidante dos ácidos envolvidos.

NO2

HNO3

H2SO4

Parte Experimental Em um balão de fundo redondo de 500mL, adicionar, em pequenas porções e agitação constante 35 mL de HNO3 e 40 mL de H2SO4 (CUIDADO!! Os vapores liberados são extremamente tóxicos e podem levar à morte). Manter a mistura de reação resfriada, para que a temperatura do sistema não ultrapasse 60 oC. Adicionar 30 mL de benzeno , em pequenas porções, com agitação constante e mantendo o sistema resfriado. Adaptar um condensador (sem água) no balão e aquecer o sistema, em banho-maria, a aproximadamente, 60 oC, por 45 min. Agitar o balão vigorosamente a cada 10 minutos, aproximadamente. Verter a mistura de reação em um erlenmeyer contendo 50 mL de água fria, agitando sempre. Deixar a mistura em repouso por uma semana. Transferir a camada orgânica para um funil de separação de 500mL e lavar o produto com 50 mL de água, 50 mL de solução de NaOH 10% e 50 mL de água. Transferir o nitrobenzeno para um erlenmeyer contendo cerca de 5g de CaCl2 anidro. Filtrar em algodão. Destilar o produto, utilizando um condensador de ar e coletar a fração destilada entre 205 –210 oC (CUIDADO!! Não deixar o balão secar, pois pode haver resíduo de m-dinitrobenzeno e outros nitrocompostos, que são explosivos.) Manipular o nitrobenzeno com cuidado pois é muito tóxico. Observações relevantes

Page 64: Quimica Organica Experimental-2001

PRÁTICA No 18

Síntese do nitrobenzeno Estudante:__________________________________________________________ 1) Por que é necessária a adição do ácido sulfúrico concentrado à mistura de reação? 2) Por que é necessário lavar o produto obtido? 3) Por que a temperatura do sistema não pode ultrapassar 60 oC? 4) Que subprodutos podem ser formados durante a reação?

Page 65: Quimica Organica Experimental-2001

5) Por que foi utilizado um condensador a ar? 6) Para que é utilizado o nitrobenzeno? 6) Calcular o rendimento da reação. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 66: Quimica Organica Experimental-2001

PRÁTICA No 19

Preparação e purificação da anilina

Trabalho pré-laboratório: 1) Qual(ais) o(s) objetivo(s) desta prática? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2) Relacione, sob a forma de itens numerados, as etapas a serem seguidas durante a prática. __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3) Quais os cuidados devem ser tomados ao trabalhar com o nitrobenzeno? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 4) Pesquise sobre a toxicidade de cada um dos reagentes utilizados neste experimento. __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 67: Quimica Organica Experimental-2001

5) Forneça o planejamento do material a ser utilizado na reação.

Substância PM massa /volume mol equivalentes densidade PF PE ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Material: Suporte, garras, anel, mufas, bico de gás, balão de 500mL, condensador de refluxo, mangueiras de látex, provetas de

20mL e de 100mL, funil de decantação, béquer de 500mL, erlenmeyers de 250mL, funil, bastão, tela de amianto. Reagentes: Nitrobenzeno, estanho granulado, HCl, solução de NaOH 15 M , solução de NaCl 20%, éter etílico, NaSO44 anidro. Introdução: Vários grupos funcionais podem sofrer redução. Os nitrocompostos,, por exemplo, podem ser reduzidos a aminas, em presença de zinco, estanho ou ferro, em meio ácido. Quando a reação ocorre em condições mais suaves, pode ser interrompida, dando origem a nitrosamina. O nitrobenzeno , nestas condições, fornece anilina, um óleo incolor, utilizada na síntese de medicamentos, na indústria de resinas, vernizes, etc.

NO2

Sn

HCl

NH2

Parte Experimental: Em um balão de fundo redondo de 500mL equipado com um condensador a ar, colocar 10mL de nitrobenzeno, e 10g de estanho granulado (trabalhar em capela!). Adicionar, lentamente, 120 mL de HCl, em poções de 10 mL (CUIDADO!), com agitação constante. Aquecer a mistura em banho-maria, durante 1 h Esfriar a mistura de reação e adicionar a solução de NaOH, lentamente, mantendo a mistura de reação à temperatura ambiente. A anilina se separa da solução alcalina, sob a forma de um óleo. Destilar a anilina por arraste de vapor. Saturar o destilado com solução de NaCl a 20% e transferir a mistura para um funil de separação. Extrair a anilina com 3 porções de 30 mL de éter etílico. Reunir as soluções etéreas obtidas e secar com Na2SO4 anidro. Destilar o éter (CUIDADO!) e calcular o rendimento. Observações relevantes: __________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 68: Quimica Organica Experimental-2001

__________________________________________________________________________________________________________

PRÁTICA No 19

Preparação e purificação da anilina

Estudante:___________________________________________________________ 1) Forneça o mecanismo da reação. __________________________________________________________________________________________________ 2) Para que é utilizada a solução de NaCl? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3) Para que é utilizado o estanho? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 69: Quimica Organica Experimental-2001

4) Por que a anilina é solúvel em solução aquosa de ácido clorídrico? 5) Quais são os cuidados indispensáveis quando éter etílico é destilado? 6) Forneça exemplos, na indústria, para uso da anilina.

________

Page 70: Quimica Organica Experimental-2001

PRÁTICA No 20

Preparação e purificação da acetanilida

Trabalho pré-laboratório: 6) Qual(ais) o(s) objetivo(s) desta prática? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 7) Quais os cuidados devem ser tomados ao trabalhar com anilina? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 8) Qual o ponto de fusão da acetanilida? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 9) Relacione, sob a forma de itens numerados, as etapas a serem seguidas durante a prática. __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 71: Quimica Organica Experimental-2001

10) Forneça o planejamento do material a ser utilizado na reação.

Substância PM massa /volume mol equivalentes densidade PF PE ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Material: Suporte, garras, anel, mufas, bico de gás, balão de 250mL, condensador de refluxo, mangueiras de látex, provetas de

20mL e de 100mL, funil de büchner, kitasato, trompa de vácuo, papel de filtro, tesoura, béquer de 500mL, erlenmeyers de 250mL, funil, bastão, tela de amianto.

Reagentes: Anilina, anidrido acético, ácido acético glacial, água, carvão ativado. Introdução: Os derivados acetilados de aminas aromáticas podem ser preparados por reação destas com o anidrido acético ou ácido acético ou a mistura de ambos. As aminas primárias reagem prontamente com o anidrido acético, formando o derivado mono-acetilado:

C6H5NH2 + (CH3CO)2O C6H5NHCOCH3 + CH3COOH

Se o aquecimento for prolongado e um excesso de anidrido acético empregado, pode ocorrer a formação de derivados di-acetilados:

NH

C CH3

O + (CH3CO)2O

NC

C CH3

O

CH3

O

+ CH3COOH

A produção de derivados di-acetilados é facilitada pela preparação de substituintes do núcleo aromático na posição orto: por exemplo, obtém-se um excelente rendimento quando a o-toluidina é aquecida com um excesso de anidrido acético:

+ 2 (CH3CO)2ON

C

C CH3

O

CH3

OCH3

+ 2 CH3COOH

CH3NH2

Entretanto, os derivados di-acetilados geralmente são instáveis em presença de água, sofrendo hidrólise e formando o composto mono-acetilado. Assim, quando o derivado di-acetilado é recristalizado em solvente aquoso (álcool diluído, por exemplo), somente o derivado mono-acetilado é obtido como produto final. Parte Experimental: Em um balão de fundo redondo de 250ml equipado com um condensador de refluxo, colocar 10mL de anilina, 10mL de anidrido acético e 10mL de ácido acético glacial. Aquecer a mistura durante 30 min. e então transferir o líquido para um béquer de 500mL, contendo 250mL de água fria, sob agitação constante. Depois de frio, filtrar o produto em funil de büchner, lavar com um pouco de água fria e secar. Colocar a acetanilida obtida em um erlenmeyer de 250mL. Medir 100mL de água, adicionar cerca de 30mL ao sólido e aquecer brandamente. Um óleo incolor aparece; isto nada mais é que uma solução saturada de água e acetanilida que pode existir como fase separada em contato com a fase aquosa. Continuar adicionando pequena quantidade de água dos 100mL originais, mantendo a temperatura da solução no ponto de ebulição até que o último resíduo de óleo desapareça. Adicionar finalmente, mais 5mL de água à solução. Deixar esfriar um pouco e adicionar de 0,5 a 1g de carvão ativado. A primeira porção deve ser adicionada CUIDADOSAMENTE a fim de evitar que o material se projete. Finalmente, aquecer a mistura por um ou dois minutos à temperatura de ebulição. Filtrar a solução à quente para remover o carvão. A solução filtrada é colocada num erlenmeyer e deixada em repouso. Após completa cristalização, filtrar os cristais em funil de büchner, lavar com água duas ou três vezes e finalmente transferi-los para um vidro de relógio, deixar secar e pesar. Calcular o rendimento da reação. Observações relevantes: __________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________

Page 72: Quimica Organica Experimental-2001

PRÁTICA No 20

Preparação e purificação da acetanilida

Estudante:___________________________________________________________ 7) Forneça o mecanismo da reação. __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 8) Para que foi utilizado o carvão ativado? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 9) Para que são utilizadas as pérolas de vidro? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 73: Quimica Organica Experimental-2001

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 10) A reação de acetilação, principalmente de aminas aromáticas, é muito utilizada em síntese. Justifique. __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 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____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 74: Quimica Organica Experimental-2001

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PRÁTICA No 21

Estudo da nitração da acetanilida

Trabalho pré-laboratório: 1) Qual(ais) o(s) objetivo(s) desta prática? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2) Faça uma revisão na técnica de determinação do ponto de fusão. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3) Relacione, sob a forma de itens numerados, as etapas a serem seguidas durante a prática. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 4) Quais os cuidados devem ser observados ao realizar uma reação de nitração? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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5) Qual o ponto de fusão da p-nitroacetanilida? 6) Por que esta reação não deve ser realizada com a anilina? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 7) Quais os cuidados devem ser observados ao trabalhar com os reagentes utilizados nesta síntese? 8) Forneça o planejamento do material a ser utilizado na reação.

Substância PM massa /volume mol equivalentes densidade PF PE Material: Suportes, garras, anéis, béqueres de 1000, 250 e 125 mL, termômetros, bastão, funil de büchner, kitasato, funil sem

cânula, erlenmeyers de 250mL, papel de filtro, vidros de relógio, espátula. Reagentes: acetanilida, ácido acético glacial, ácido sulfúrico, ácido nítrico, etanol. Introdução:

Compostos aromáticos são em geral, pouco reativos, mas podem ser nitrados, usando uma mistura sulfo-nítrica. A reação ocorre pela substituição do H do anel por um grupo nitro (NO2).

C6H6 + HONO2 C6H5NO2 + H2OH2 SO4

Compostos aromáticos mono-substituídos podem ser nitrados em condições diferentes, dependendo das características do grupo existente no anel. Assim, grupos desativadores, meta-orientadores, geralmente exigem condições mais enérgicas para a nitração, sendo necessárias temperaturas mais elevadas e concentrações mais altas de ácidos. Por outro lado, grupos ativadores, orto-, para- orientadores, indicam nitrações em condições mais brandas, sendo mesmo às vezes necessário o resfriamento da reação. Parte Experimental:

Num béquer de 125mL, pesar 10g de acetanilida seca e adicionar 10mL de ácido acético glacial. Agitar bem e acrescentar VAGAROSAMENTE, 20mL de ácido sulfúrico concentrado. Após a mistura completa dos reagentes, resfriar o béquer em um banho de gelo até que a temperatura esteja abaixo de 10 oC. Adicionar em seguida, LENTAMENTE, sem deixar haver aquecimento excessivo, uma mistura de 4mL de ácido nítrico e 3mL de ácido sulfúrico, ambos concentrados. Agitar ocasionalmente a mistura durante 20 minutos e despejar em seguida em um béquer contendo 100mL de água gelada. O precipitado amarelo que se forma deve ser filtrado num funil de büchner. Recristalizar este precipitado utilizando 20mL de etanol e filtrar novamente num funil de büchner. Pese num vidro de relógio depois de seco. Determine o ponto de fusão.

Page 76: Quimica Organica Experimental-2001

PRÁTICA No 21

Estudo da nitração da acetanilida

Estudante: __________________________________________________________ 1) Forneça o mecanismo da reação que ocorreu durante o processo. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2) Por que a temperatura do sistema não deve ser maior que 50 oC? 3) Por que a reação conduz, preferencialmente, à formação do isômero para? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 77: Quimica Organica Experimental-2001

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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__________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________

PRÁTICA No 22

Bromação da acetanilida

Trabalho pré-laboratório: 1) Qual o objetivo desta prática? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2) Relacione, sob a forma de itens numerados, as etapas a serem seguidas durante a prática. ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3) Quais os cuidados devem ser observados ao trabalhar com os reagentes utilizados nesta síntese? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________

Page 79: Quimica Organica Experimental-2001

4) Forneça o planejamento do material a ser utilizado na reação.

Substância PM massa /volume mol equivalentes densidade PF PE ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Material: Suportes, garras, anéis, béqueres de 125 mL, espátula, bastão, funil de büchner, kitasato, papel de filtro, vidros de

relógio. Reagentes: acetanilida, ácido acético glacial, bromato de potássio, solução de ácido bromídrico a 48%, solução de bissulfito de

sódio a 10%, ácido nítrico, etanol. Introdução: A bromação da acetanilida é um ótimo exemplo da substituição eletrofílica aromática. Mas muitas das técnicas publicadas requerem a manipulação de “bromo líquido” ou soluções contendo bromo (TÓXICO!!). Nesta técnica, a manipulação é evitada pela geração de bromo in situ, de acordo com a seguinte equação:

6H+ +5Br- + BrO3- → 3Br2 +3H2O

A quantidade de bromo gerado é determinada pela quantidade de bromato de potássio usado. Esta técnica é geral, para compostos aromáticos contendo substituintes doadores de elétrons, tais como acetamido, hidroxila e grupo éter. Para alguns compostos é também possível a cloração, substituindo os reagentes por clorato de potássio e ácido clorídrico.

N

OH

KBrO3, HBrácido acético

N

OH

Br Parte Experimental: Em um erlenmeyer, colocar 2g (1,5mmol) de acetanilida, 0,85g (0,5mmol) de bromato de potássio e 2mL de ácido acético glacial. Agitar a mistura rapidamente com um agitador magnético. Adicionar 3mL (2,6mmol) de ácido bromídrico a 48%. Haverá a formação de cor alaranjada. Agitar a mistura por 30min. à temperatura ambiente. Após este tempo, verter a mistura de reação em 100mL de água gelada. Agitar a solução por 15min. e filtrar em funil de büchner. Lavar o sólido, primeiro com solução de bissulfito de sódio para destruir qualquer resíduo de bromo; depois com água. Retirar o máximo de água.

Recristalizar o produto obtido com etanol a 95%. Os cristais de 4-bromoacetanilida são agulhas incolores de ponto de fusão entre 170 e 171 oC. Observações relevantes: __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 80: Quimica Organica Experimental-2001

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

PRÁTICA No 22

Bromação da acetanilida Estudante:___________________________________________________________ 1) Como podemos observar o consumo de bromo, durante a reação? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2) Calcular o rendimento da reação. 3) Forneça o mecanismo da reação de bromação.

Page 81: Quimica Organica Experimental-2001

4) Se, como material de partida, tivesse sido utilizada a anilina, qual (ais) o(s) produto (s) seria (m) obtido (s). Justifique. ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 82: Quimica Organica Experimental-2001

Caderno de Química Orgânica Experimental 95

PRÁTICA No 23

Preparação de polímeros

Trabalho pré-laboratório: 1) Qual(ais) o(s) objetivo(s) desta prática? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2) Cite exemplos de polímeros conhecidos (ao menos três), mostrando parte de sua fórmula estrutural. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3) Relacione, sob a forma de itens numerados, as etapas a serem seguidas durante a prática. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Material: provetas de 10mL, béquer de 50mL, bastão de vidro, balão de fundo redondo, condensador de refluxo, tubos de vidro. Reagentes: solução de formol 40%, anilina, fragmentos de estanho, ácido clorídrico 6M, fenol, solução de NaOH 40% Introdução: A polimerização é um processo de formação de moléculas de alto peso molecular a partir da combinação de diversas moléculas de menor tamanho, idênticas ou não, denominadas monômeros. Usualmente os monômeros possuem duas ou mais funções químicas em sua estrutura. Estas funções podem ser: ligações múltiplas reativas (C=C, C=O, C≡C, etc.), hidroxilas, carboxilas seus derivados, compostos heterocíclicos (epóxidos, lactamas, lactonas, etc.). O tamanho das cadeias e a possibilidade de interligação entre elas fazem com que polímeros possuam propriedades físicas e mecânicas próprias. A partir destas características mecânicas, podem ser classificados como: - Elastômeros: polímeros que, à temperatura ambiente, possuem uma boa elasticidade. - Plásticos: sólidos à temperatura ambiente, mas que em determinado estágio de seu processamento são fluidos, podendo ser

moldados. - Fibras: polímeros lineares, cujas cadeias são orientadas longitudinalmente.

Quanto à fusibilidade, podem ser: - Termoplásticos: capazes de fundir-se por aquecimento e solidificar-se por resfriamento. - Termorrígidos: capazes de adquirir, por aquecimento ou outro tratamento, uma estrutura tridimensional, com ligações

cruzadas, insolúveis e não passíveis de serem fundidos. As reações de polimerização, na verdade, são reações clássicas dos compostos orgânicos e podem envolver adição ou

condensação. A polimerização por adição, também chamada de polimerização em cadeia ou poli-adição, ocorre principalmente com monômeros vinílicos ou que contenham ligações múltiplas reativas. Pode ser radicalar ou iônica, com mecanismos muito semelhantes àqueles de reações de adição. A reação envolve, basicamente, três etapas: - Iniciação: ao monômero é adicionado uma molécula iniciadora, dando origem a um intermediário reativo. - Propagação: reações sucessivas e rápidas onde são consumidas e produzidas mais espécies reativas. - Finalização: interrupção da reação em cadeia, ou pelo consumo de material reativo, ou pela adição de uma espécie reativa à

porção terminal da cadeia.

Page 83: Quimica Organica Experimental-2001

Caderno de Química Orgânica Experimental 96

As poli-adições são caracterizadas pelo crescimento rápido das cadeias. As macromoléculas resultantes geralmente possuem cadeias longas, formadas por unidades estruturais idênticas.

A polimerização por condensação, geralmente ocorre entre grupos funcionais diversos dando origem a novas funções. Assim, um ácido policarboxílico pode reagir com uma diamina ou um diol, fornecendo uma poliamida ou um poliéster, respectivamente. As reações se processam de forma semelhante àquelas entre moléculas mono-funcionais. O crescimento da cadeia é lento e geralmente, depende da extração , do meio de reação, dos subprodutos gerados (água, amônia, etc.).

Quando cada monômero possui apenas dois grupos funcionais, a cadeia formada é linear, mas quando no monômero está

presente ao menos mais um grupo funcional, o polímero resultante é ramificado. Em 1909, L. Baekeland demonstrou que era possível produzir plásticos com formol, em presença de ácido ou base como

catalisador. Estes polímeros são denominados baquelite. O nylon é o nome genérico para polímeros de amida e foi preparado pela primeira vez por W. Carothers, no início do

século. Estes polímeros são largamente utilizados na engenharia, devido a sua alta resistência ao impacto e a abrasivos, bem como na manufatura de fibras, com uma grande aplicação na indústria têxtil e na fabricação de cordas de alta resistência.

A resina de fenol/formaldeído é utilizada, na fase solúvel, em revestimentos. Após resfriamento, passa a ser um polímero termorrígido que pode ser empregado na fabricação de peças industriais elétricas, aparelhos de telefone, interruptores, etc.

OH

H

HC

O

H HC

O

H

OH

HH... etc.

CH2

OH OH

CH2

CH2

CH2

CH2OH

OH

CH2

CH2

OH

CH2OH

H2C

OH

H2C

calor

CH2

CH2OH

OH

CH2OHCH2

OH OH

CH2OH CH2OH

NaOHC O

H

H

OH

Parte Experimental: Parte 1: Obtenção de nylon:

Em um béquer, adicionar 6,6mL de solução de ácido clorídrico 6M a 3,4mL de anilina. Misturar bem. Observar. Deixar a solução em repouso, até que atinja a temperatura ambiente. Em outro béquer, colocar 5mL de solução de formaldeído 40% (formalina)e adicionar a solução concentrada de cloreto de anilina (10mL) preparada anteriormente. Adicionar um pequeno fragmento de estanho. Observar. Examinar o produto e anotar suas propriedades. Parte 2: Síntese de resina de fenol-formaldeido: Em um balão de 100mL, colocar 5g de fenol, 10mL de formaldeído e 0,6 mL da solução de NaOH 40%. Adaptar um condensador de refluxo e aquecer a mistura, em banho de óleo, suavemente, até a ebulição. Durante o aquecimento, a mistura adquire uma coloração vermelha e sua viscosidade aumenta.

Manter em ebulição por 1 hora. Após este período a mistura torna-se tão viscosa que as bolhas de ar permanecem presas. Remover o aquecimento e verter imediatamente a massa viscosa em um tubo de vidro. Deixar esfriar. Será obtido um sólido branco, opaco.

ATENÇÃO!!! Lavar imediatamente o balão com a solução de NaOH a 40%, antes que o produto solidifique! Colocar o tubo em uma estufa a 50 oC por uma hora e a 70 oC por 4 horas. Após este tempo será obtida uma massa dura e

rósea de plástico.

Observações relevantes: __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________

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Caderno de Química Orgânica Experimental 97

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________

PRÁTICA No 23

Preparação de polímeros Estudante:________________________________________________ 1) Proponha mecanismos de reação das sínteses apresentadas nas Partes 1 e 2. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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Caderno de Química Orgânica Experimental 98

2) Descreva as características dos polímeros formados. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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Caderno de Química Orgânica Experimental 99

PRÁTICA No 24

Estrutura de compostos orgânicos: Utilização de modelos moleculares I

Trabalho pré-laboratório: 1) Qual(ais) o(s) objetivo(s) desta prática? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ 2) Escreva a fórmula estrutural para os quatro compostos de fórmula molecular C4H9Br. ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ 3) Escreva as fórmulas estruturais possíveis para a fórmula molecular C3H8O ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ 4) Desenhar as fórmulas estruturais do 1,4-dimetilcicloexano, mostrando todos os isômeros e confôrmeros possíveis. ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________

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Caderno de Química Orgânica Experimental 100

5) O que são hidrogênios equivalentes? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 6) Defina conformação. ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ 7) Defina configuração. ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ 8) Defina isomeria. ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ Introdução:

Compostos orgânicos podem ter uma ilimitada variedade de composição, forma e estrutura. Enquanto a fórmula molecular nos informa sobre o número e tipos de átomos presentes em um composto, nada informa sobre a sua estrutura. A fórmula estrutural é uma representação bidimensional e mostra a seqüência na qual os átomos estão conectados, bem como o tipo de ligação envolvido.

Entretanto, o modelo molecular é tridimensional e assim, podemos utilizar modelos físicos para os representar.

Parte Experimental: Parte 1: Com os modelos físicos, construir as estruturas dos compostos do item 1. Para cada uma, e utilizando o que for observado, desenhar estruturas de Newmann para cada uma delas. Para o butano, fazer a análise conformacional da molécula.

Parte 2: Construir os modelos para os isômeros possíveis para a fórmula molecular apresentada no item 2. Parte 3: Construir modelos físicos para o ciclopropano, ciclobutano, ciclopentano e cicloexano. Discutir, completamente, as conformações possíveis para cada um deles. O anel é rígido ou flexível? Parte 4: Construir os modelos para o item 3, fazendo, o mais completamente possível, a análise conformacional do 1,4-dimetilcicloexano. Com o modelo na conformação de cadeira, observe: quantos hidrogênios são axiais? Quantos equatoriais? Observações relevantes: __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________

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Caderno de Química Orgânica Experimental 101

PRÁTICA No 24

Estrutura de compostos orgânicos: Utilização de modelos moleculares I Estudante:___________________________________________________________ 1) Desenhe os confôrmeros eclipsados e alternados para o propano, utilizando o modelo de cavalete. ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2) Um grupo substituinte na posição equatorial é mais estável que na axial. Justifique. ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Page 89: Quimica Organica Experimental-2001

Caderno de Química Orgânica Experimental 102

3) Compare o modelo com o diagrama abaixo. Identifique as posições axiais e equatoriais.

H

HH

H

H

H

HH

H

HH H

axial equatorial

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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Caderno de Química Orgânica Experimental 103

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

PRÁTICA No 25

Utilização de modelos moleculares II: Estereoquímica

Trabalho pré-laboratório: 1) Qual(ais) o(s) objetivo(s) desta prática? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ 2) Faça uma revisão no conceito de isomeria. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ 3) Apresente, sob a forma de um fluxograma, os tipos de isomeria existentes. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 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______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Introdução:

Na Prática no 24 foram observadas algumas variações moleculares que podem ocorrer nos compostos orgânicos, como por exemplo: 1-Isomeria constitucional: moléculas podem ter a mesma fórmula molecular mas arranjos de átomos diferentes. a) Isomeria de cadeia: Isômeros estruturais onde as diferenças residem na ordem na qual os átomos estão conectados entre si. EXEMPLO: Forneça os isômeros possíveis para a fórmula molecular C4H10

b) Isomeria de posição: Isômeros estruturais onde as diferenças residem na localização do grupo funcional. EXEMPLO: Forneça os isômeros possíveis para a fórmula molecular C3H17Cl 2- Estereoisomeria: Moléculas que possuem a mesma ordem de conexão de átomos, mas diferem no arranjo dos átomos no espaço tridimensional. a) Isomeria E/Z (semelhante à isomeria cis-trans): Moléculas diferem entre si devido à geometria de substituição em torno da

ligação dupla carbono-carbono. Dá origem a diasteroisômeros. EXEMPLO: Forneça os isômeros possíveis para a fórmula molecular C4H8. b) Enantiômeros: Par de moléculas que possuem a mesma conectividade, são imagens especulares uma da outra, mas não se

superpõem. Possuem ao menos um estereocentro e não possuem plano de simetria. EXEMPLO: Forneça os isômeros possíveis para a fórmula molecular CHClBr

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Caderno de Química Orgânica Experimental 105

Parte Experimental: Parte 1: Construa os modelos dos isômeros obtidos no exemplo 2b. Este modelo possui um plano de simetria? Que tipo de isomeria existe entre eles? Desenhe projeções de Fisher para cada um deles. Parte 2: Construa modelos para o ácido tartárico. Quantos estereoisômeros são possíveis? Quantos estereocentros existem? Que tipo de estereoisomeria existe entre eles? A molécula é quiral ou aquiral? Forneça a nomenclatura para os compostos. Parte 3: Considere o ácido láctico: CH3CH(OH)COOH. Desenhe projeções de Fisher para cada um estereoisômero possível. Forneça a nomenclatura adequada.

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Caderno de Química Orgânica Experimental 106

Parte 4: Considere o 3-cloro-2-hidroxi-2-penteno. Forneça os estereoisômeros possíveis. Que relação existe entre eles? Forneça a nomenclatura adequada. Parte 5: Considere o 1-metilcicloexeno. Forneça os estereoisômeros possíveis. Que relação existe entre eles. Forneça a nomenclatura adequada.

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Caderno de Química Orgânica Experimental 107

PRÁTICA No 25

Utilização de modelos moleculares II: Estereoquímica

Estudante:___________________________________________________________ 1) O que é plano de simetria? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ 2) Qual a diferença entre diasteroisômeros e enantiômeros? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3) No que consiste um composto meso? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________

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4) No que consiste um estereocentro? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ 5) No que consiste um composto quiral? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________

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Caderno de Química Orgânica Experimental 109

ÍNDICE Introdução i

Índice BIBLIOGRAFIA 1) _ Reversed Phase Chromatography – Principles and Methods.. Amersham Pharmacia biotech Västra Aros Tryckeri. Snits &

design AB. 1997. 89p. 2) ALLINGER, N.L., CAVA, M.P., JOGH, D.C., JOHNSON, C.R. LEBEL, N.A., STEVENS, C.L. Química Orgânica. 2 ed. Rio

de Janeiro: Guanabara Dois, 1982. 967p. 3) ANWAR, J., NAGRA, S.A., NAGI, M. Thin-Layer Chromatography: Four Simple Activities for Undergraduate Students.

Journal of Chemical Education 73(10):977-979. 1996. 4) BETTELHEIM, F.A. & LANDESBERG, J.M. Laboratory Experiments for Introduction to Organic & Biochemistry. Fort

Worth: Saunders Golden Publishing, 1997. 320p. 5) BORGFORD, C.L. & SUMMERLIN, L.R. Chemical Activities: Teacher Edition. Washington, D.C.: American Chemical

Society, 1988. 330p. 6) DOBREV, A.A. "Course Thesis" as End of the Laboratory Experimental Program. Journal of Chemical Education 73(9):856-

857. 1996. 7) HERMANN, C.K.F. First Day in Organic Lab. Journal of Chemical Education 73(9):852-854. 1996. 8) LEDERER, M. & LEIPZIG-PAGANI, E. Thin-Layer Chromatography Experiments That Illustrate General Problems in

Chromatography. Journal of Chemical Education 73(10):974-976. 1996. 9) MANO, E.B. & SEABRA, A.P. Práticas de Química Orgânica. 3a Ed. São Paulo: Editora Edgard Blücher Ltda. 1987.246p. 10) MARX, J. Organic Chemistry Laboratory Supplement. Dubuque: Kendall/Hunt Publishing Company, 1995. 64p. 11) MCMURRY, J. Química Orgânica 4ed. Rio de Janeiro Livros Técnicos e Científicos Editora S.A. 1997. 2v. 12) NEVES, H.J.C. Manual de Trabalhos Práticos em Química Orgânica. http://helium.dq.fct.unl.pt/QOF/PQO/ , 1997. 13) ROGANA, E., PEREIRA J.A., FERREIRA, G.A.L. Orgânica Experimental para Vestibulandos. Belo Horizonte: Imprensa da

Universidade Federal de Minas Gerais. 1968. 81p. 14) SCHÄFER, W., KLUNKER, J., SCHELENZ, T., MEIER, T., SYMONDS A. Laboratory Experiments Chemistry. Göttingen:

PHYWE Systeme GMBH. 19-.520p. 15) SCHATZ, P.F. Bromination of Acetanilide. Journal of Chemical Education 73(3): 267-268. 1996. 16) SOARES, B.G., SOUZA, N.A., PIRES, D.X. Química Orgânica: Teoria e Técnicas de Preparação, Purificação e

Identificação de Compostos Orgânicos. Rio de Janeiro: Editora Guanabara S.A. 1988. 322p. 17) SOLOMONS, T.W.G. Química Orgânica. 6 ed. Rio de Janeiro: Guanabara. 1996. 2v. 18) VOGEL, A.I. Química Orgânica: Análise Orgânica Qualitativa. 3 ed. Rio de Janeiro: Ao Livro Técnico S.A. 1971. 3v. 19) ZUBRICK, J.M. The Organic Chem Lab Survival Manual: A Student's Guide to Techniques - 4 ed. Nova Iorque: John Wiley

& Sons, Inc. 1997.382p. ii Umas poucas palavras introdutórias 1 Prática no 1- Determinação do ponto de fusão de compostos orgânicos 5 Prática no 2 - Purificação através da técnica de recristalização 9 Prática no 3 - Purificação de substâncias através da sublimação 13 Prática no 4 - Análise qualitativa orgânica 17 Prática no 5 - Caracterização de compostos orgânicos 21 Prática no 6 - Identificação de álcoois e fenóis 25 Prática no 7 - Identificação de carboidratos 31 Prática no 8 - Cromatografia em camada delgada 35 Prática no 9 - Separação de pigmentos em plantas: Cromatografia em coluna e em papel 39 Prática no 10 - Destilação por arraste de vapor 43 Prática no 11 - Isolamento da cafeína 47 Prática no 12 – Estudo das propriedades de ácidos e ésteres 51 Prática no 13 –Extração e identificação de ácidos graxos 55 Prática no 14 - Preparação e caracterização do cloreto de t-butila 59 Prática no 15 - Solvólise do cloreto de t-butila 53 Prática no 16 - Síntese do ácido acetilsalicílico 67 Prática no 17 - Síntese do benzoato de metila 71 Prática no 18 – Síntese do nitrobenzeno 75 Prática no 19 – Preparação e purificação da anilina 79 Prática no 20 - Preparação e purificação da acetanilida 83 Prática no 21 – Estudo da nitração da acetanilida 87 Prática no 22 - Bromação da acetanilida 91 Prática no 23 - Preparação de polímeros 95 Prática no 24 - Estrutura de compostos orgânicos: Utilização de modelos moleculares I 99 Prática no 25 - Utilização de modelos moleculares II: Estereoquímica 103 Bibliografia 109 ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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ii

ÍNDICE Introdução ............................................................................................................................................................. i Índice..................................................................................................................................................................... ii Umas poucas palavras introdutórias ............................................................................................................... 1 Prática no 1- Determinação do ponto de fusão de compostos orgânicos .................................................5 Prática no 2 - Purificação através da técnica de recristalização ......................................................... 9 Prática no 3 - Purificação de substâncias através da sublimação ....................................................... 13 Prática no 4 - Análise qualitativa orgânica ................................................................................................... 17 Prática no 5 - Caracterização de compostos orgânicos ............................................................................. 21 Prática no 6 - Identificação de álcoois e fenóis ........................................................................................ 25 Prática no 7 - Identificação de carboidratos.......................................................................................... 31 Prática no 8 - Cromatografia em camada delgada .................................................................................. 35 Prática no 9 - Separação de pigmentos em plantas: Cromatografia em coluna e em papel ........... 39 Prática no 10 - Destilação por arraste de vapor ........................................................................................ 43 Prática no 11 - Isolamento da cafeína ....................................................................................................... 47 Prática no 12 – Estudo das propriedades de ácidos e ésteres................................................................. 51 Prática no 13 –Extração e identificação de ácidos graxos....................................................................... 55 Prática no 14 - Preparação e caracterização do cloreto de t-butila ..................................................... 59 Prática no 15 - Solvólise do cloreto de t-butila ........................................................................................ 53 Prática no 16 - Síntese do ácido acetilsalicílico ....................................................................................... 67 Prática no 17 - Síntese do benzoato de metila.......................................................................................... 71 Prática no 18 – Síntese do nitrobenzeno...................................................................................................... 75 Prática no 19 – Preparação e purificação da anilina................................................................................... 79 Prática no 20 - Preparação e purificação da acetanilida........................................................................ 83 Prática no 21 – Estudo da nitração da acetanilida ................................................................................... 87 Prática no 22 - Bromação da acetanilida...................................................................................................... 91 Prática no 23 - Preparação de polímeros ................................................................................................... 95 Prática no 24 - Estrutura de compostos orgânicos: Utilização de modelos moleculares I............. 99 Prática no 25 - Utilização de modelos moleculares II: Estereoquímica ..............................................103 Bibliografia .......................................................................................................................................................109