Relatorio Quali Sintese Acetato

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    10-Aug-2015
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1-TITULO DA EXPERINCIA Sntese do Acetato de Etila 2-OBJETIVOS -Sintetizar o cetato de etila, atravs da reao do cido actico com o etanol, catalisada com cido sulfrico (reao de esterificao de FICHER). -Executar a destilao fracionada. -Realizar a purificao do reagente retirado na destilao fracionria com o funil de decantao. 3- FUNDAMENTOS TERICOS Acetato de etila Os steres, nas condies ambientes, se apresentam como lquidos ou slidos, dependendo da quantidade de carbono. Os primeiros membros da srie, os que apresentam baixa massa molecular, so lquidos incolores, de cheiro agradvel. No entanto, medida que se aumenta a massa molecular, vo se tornando lquidos xaroposos , viscosos e gordurosos, at se tornarem slidos (aspecto de cera), da ocorre a perda de cheiro agradvel. So compostos insolveis em gua, porm so solveis em lcool, ter e clorofrmio. Como no apresentam pontes de hidrognio, os steres tm ponto de ebulio menor que o dos lcoois e cidos de mesma massa molecular. Industrialmente, a reao de esterificao de Fischer um dos principais mtodos para a sntese dos steres. Por estarem presentes na composio dos flavorizantes, os steres so compostos de destaque na indstria alimentcia. Nas indstrias que trabalham com aromas a esterificao de Fischer tambm muito importante na sntese de steres de baixa massa molar, os quais podem ser facilmente caracterizados por possurem aromas de frutas. Em 1895, Fischer e Speier constataram que era possvel a obteno de steres atravs do aquecimento de um cido carboxlico e um lcool na presena de catalisador cido. Esta reao ficou conhecida como esterificao de Fischer, sendo um dos principais mtodos utilizados na produo de steres. Observe:

Destilao, colhendo o produto que passa entre 68-75C. Neste mtodo o lcool no fica em contato com o ster, j que a mistura dos reagente transferida gota-a-gota para o balo contendo o catalisador. O cido sulfrico (cido forte) funciona como catalisador neste processo, pois o mesmo converte o cido actico (cido carboxlico) no cido conjugado. Observe o mecanismo:

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O cido carbnico recebe um prton do catalisador de cido forte, dando origem a um grupo carbonila protonoado, que instvel.

Este grupo instvel atacado pelo par de eltrons livres do oxignio da carboxila do lcool, fornecendo ao meio um intermedirio tetradrico.

No intermedirio tetradrico, ocorre ento um prototropismo intramolecular, culminado assim na liberao de uma molcula de gua, fornecendo assim uma molcula de ster protonada.

Neste momento, a gua se comportar como base, absorvendo um prton da molcula de ster protonada, levando ao ster desejado e reconstruindo o cido do cido forte, j que o mesmo um catalisador e tem que ser reobtido ao fim da reao. Este mecanismo o mecanismo de esterificao de um cido catalisada por cido, entretanto se as reaes forem feitas no sentido inverso, terar-se- o mecanismo para a hidrlise de um ster catalisado por cido. Na reao, o grupo hidroxila (OH) do cido carboxlico substitudo por um grupo alcxi (R'O) do lcool. Dois steres podem reagir entre si, na presena de um catalizador, numa

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reao chamada trans-esterificao. Os steres tambm podem ser obtidos pela reao de haletos de cidos ou anidridos de cidos, com lcoois. Em geral, os steres, principalmente os de baixa massa molar, apresentam aromas agradveis, estando presentes em frutas e flores. Esses compostos possuem uma importante aplicao na esterificao, aromas, cotidiano indstria como flavorizantes, ou seja, substncias que, quando adicionadas em pequena quantidade aos alimentos, conferem-lhes caractersticas degustativas e olfativas.(Solomons, 1983). A tabela a seguir apresenta alguns exemplos de steres e seus respectivos aromas: Tabela 1: steres e seus respetivos aromas Alm, das aplicaes j citadas os steres apresentam outras diversas aplicaes tais como: Acetato de Celulose Polmero de filmes fotogrficos; cido Acetilsaliclico Analgsico, Anestsico e Anti-trmico. Salicilato de Fenilo Pelcula que envolve as cpsulas farmacuticas; Trinitroglicerina Explosivo; PET - Poli(etil-tereftalato) Fibra sinttica, plstico.

A Sintese e realizada pelo processo de destilao fracionrio pelo fato de ser uma mistura Azeotrpica: toda substncia cuja ebulio ocorre em temperatura constante. Observe o grfico:

Biodiesel Biodiesel refere-se ao combustvel formado por steres de cidos graxos, steres alquila (metila, etila ou propila) de cidos carboxlicos de cadeia longa. um combustvel renovvel e biodegradvel, obtido comumente a partir da reao qumica

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de lipdios, leos ou gorduras, de origem animal (e.g.,sebo) ou vegetal, com um lcool na presena de um catalisador (reao conhecida como transesterificao). Pode ser obtido tambm pelos processosde craqueamento e esterificao. O biodiesel feito para ser usado em motores diesel padro e, portanto, distinto dos leos vegetais e resduos usado para motores a combustvel diesel convertidos e substitui total ou parcialmente o leo diesel de petrleo em motores ciclo diesel automotivos (de caminhes, tratores, camionetas, automveis, etc) ou estacionrios (geradores de eletricidade, calor, etc). Pode ser usado puro ou misturado ao diesel em diversas propores. O biodiesel pode ser usado sozinho ou misturado com o petrodiesel (combustvel diesel derivado de petrleo). O termo "biodiesel" padronizado como mono-alquil steres nos Estados Unidos. O nome biodiesel muitas vezes confundido com a mistura diesel+biodiesel, disponvel em alguns postos de combustvel. A designao correta para a mistura vendida nestes postos deve ser precedida pela letra B (do ingls Blend). Neste caso, a mistura de 2% de biodiesel ao diesel de petrleo chamada de B2 e assim sucessivamente, at o biodiesel puro, denominado B100. Processo de fabricao O biodiesel comumente produzido pela transesterificao de leo vegetal ou gordura animal como matria-prima. Existem vrios mtodos para realizar esta reao de transesterificao, incluindo o processo em batelada comum, os processos supercrticos, o uso de reatores compartimentados oscilatrios, os mtodos de ultra-som, e at mesmo mtodos com microondas. A reao de transesterificao O biodiesel comumente produzido por meio de uma reao qumica denominada transesterificao. No caso especfico para a reao abaixo, os triacilglicerois de origem animal, reagem com o metanol, na presena de um catalisador, produzindo glicerol (subproduto) e o ster metlico de cido graxo (biodiesel, conhecido pelo acrnico em ingls FAME - fatty acid methyl ester). A reao de transesterificao pode ser catalisada por cido ou base.

O uso de etanol Um mito foi criado quanto utilizao de etanol no processo de transesterio, dizendo que seu uso como reagente no adequado ao processo; neste ponto vale ressaltar que o emprego do lcool etlico na produo de biodiesel depende do tipo de tecnologia utilizada; para evitar reaes de saponificao, deve-se utilizar o lcool anidro (grau de pureza maior que 99%).

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Composio qumica Quimicamente, o biodiesel transesterificado compreende uma mistura de steres monoalquila de cidos graxos de cadeia longa. A forma mais comum utiliza metanol (convertido para metxido de sdio) para produzir biodiesel de steres metila (vulgarmente designado por ster metila de cido graxo, em ingls Fatty Acid Methyl Ester - FAME), como o lcool mais barato disponvel, embora etanol possa ser usado para produzir steres etlicos (comumente referido como ster etila de cido graxo, Fatty Acid Ethyl Ester - FAEE), e lcoois superiores, como isopropanol ebutanol tambm tenham sido utilizados. Usar lcoois de alto peso molecular melhora as propriedades fluidas a frio do ster resultante, custa de uma reao de transesterificao menos eficiente. Um processo de produo por transesterificao lipdica usado para converter o leo bsico para os steres desejados. Quaisquer cidos graxos livres (em ingls free fatty acidsFFAs) no leo bsico ou so convertidos em sabo e retirados do processo, ou eles so esterificados (rendendo mais biodiesel), utilizando um catalisador cido. Aps essa transformao, ao contrrio de leo vegetal diretamente usado como combustvel,o biodiesel tem propriedades de combusto muito semelhantes s do leo diesel de petrleo, podendo substitu-lo nos usos mais correntes. Separao dos steres do glicerol Aps a reao de transesterificao, os steres resultantes devem ser separados da glicerol, dos reagentes em excesso e do catalisador da reao. Isto pode ser feito em 2 passos. Primeiro, separa-se a glicerol via decantao ou centrifugao. Seguidamente eliminam-se os sabes, restos de catalisador e de metanol/etanol por um processo de lavagem com gua e borbulhao ou utilizao de silicato de magnsio, requerendo este ltimo uma filtragem, ou por destilao, que dispensa o uso de produtos qumicos para promover a purificao.

4-MATERIAIS, VIDRARIAS, UTENSLIOS E EQUIPAMENTOS 4.1- MATERIAIS 4 Suportes Universais 3 Mufas 3 Garras 2 Argolas 1 Tela de amianto 2 Mangueiras de silicone

4.2-VIDRARIAS 1 Bquer 1000ml 1 Bquer 100ml 1 Funil de decantao 250 ml

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1 Coluna de Vigreux 1 Condensador 2 Provetas 50 ml 1 Balo de destilao de boca esmerilhada 24/40 250ml 1 Papel toalha 4.3-UTENSLIOS 1 Termmetro 4.4-EQUIPAMENTOS 1 Manta 220V 50-63C 1 Estufa 110V 110C 1 Capela de exausto

5 REAGENTES E AMOSTRAS 5.1-REAGENTES Agua deionizada H2O Etanol absoluto (lcool anidrido) C2H5OH P.A. Acido Actico CH3COOH P.A. Acido Sulfrico H2SO4 P.A. Acetato de Etila CH3COOCH2CH3 Hidrxido de Sdio NaOH 4M Soluo hidro alcolica de Fenolftalena 0,1m/v 6- PROCEDIMENTO 6.1-OBTENO DO ACETATO DE ETILA ATRAVS DA DESTILAO Em uma capela de exausto, adicionou-se um volume de 10ml de lcool absoluto a um balo de boca esmerilhada e 15 ml de acido actico glacial. Agitou-se o balo e adicionou-se lentamente em seguida 2,5 ml de cido sulfrico concentrado e colocou-se algumas perolas de vidro. Adaptou-se um balo de boca esmerilhada preso um suporte universal uma coluna de destilao fr