Sociedade de Ensino Superior Estácio de Sá Faculdade Estácio de Sá de Campo Grande/MS Curso: FarmáciaQuímica Orgânica Experimental (Apostila dos Experimentos) Fluoxetina (Prozac) Edição do Estudante Campo Grande, 2005.1 2 Química * o estudo da preparação, propriedades, estrutura e reações dos elementos químicos e seus compostos, e dos sistemas que eles formam. * a atividade científica realizada por pessoas que chamam a si próprios de químicos. "A Química deve ser aprendida porque representa uma das formas de ver o mundo e de interpretá-lo. Um cidadão tem uma visão parcial do mundo quando não domina os princípios fundamentais da Química”. (Gallo Neto, 1995) “A Química é também uma linguagem...”. Assim, o ensino de Química deve ser um facilitador da leitura do mundo. Ensina-se Química, então, para permitir que o cidadão possa interagir melhor com o mundo”. (Chassot, 1990) 2 3 Laboratório de Química Orgânica Professor: Adilson Beatriz Técnico: Carlos Alexandre Fernandes da Silva 3 4 . as habilidades fundamentais da Química Orgânica experimental deverão ser adquiridas e a necessidade de planejar e ser organizado no laboratório se tornará óbvia. Durante o semestre. Muito poucos compostos são obtidos em estado puro seja de fonte natural ou sintética. Os primeiros experimentos neste manual cobrem técnicas usadas para efetuar purificação. encontrada. É necessário. para obtenção de novos compostos. É a partir de resultados dos experimentos ao longo dos anos que a informação apresentada em palestras e aulas tem sido descoberta. A busca pelo “insight” no interior dos princípios que permeiam a Química Orgânica.4 Alguns Comentários Realizar experimentos com material químico no laboratório é um dos mais importantes e excitantes aspectos da Química Orgânica. inevitavelmente. particularmente de importância biológica e pela informação a respeito dos segredos da química dos organismos vivos tem continuidade no laboratório. ser capaz de separá-los e purificá-los. portanto. a excitação e a frustração da química orgânica será. Por breves períodos. 5 Calendário das Aulas Práticas* Aula 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Assunto Introdução Geral. Segurança no laboratório. 9: Destilação Por Arraste de Vapor: Extração do Cinamaldeído da Canela Experiência no. 1: Extração da Cafeína da Erva-mate Purificação da Cafeína por Sublimação. 6: Fabricação de Sabões Transparentes Experiência no. Determinação do Ponto de Fusão. 10: Preparação de um Derivado do Cinamaldeído Experiência no. noções de primeiros socorros Experiência no. Recristalização do Metil Orange e Teste como indicador de pH. 8: Caracterização de Álcoois Experiência No. 5 . Parte I: Diazotação do Ácido Sulfanílico Parte II: Preparação do Metil Orange Parte III. Experiência no. 5: Reação de Saponificação – Partes A e B Experiência no. 6-17 17/02 22-28 24/02 28-30 03/03 10/03 17/03 24/03 31/03 31-32 32-37 37-38 40-44 44-45 07/04 47-50 14/04 49-50 28/04 52-60 05/05 61 12/05 62-65 19/05 64-65 26/05 66-68 02/06 69-71 09/06 72 16/06 73-75 23/06 30/06 75 76 *Este calendário pode ser mudado. Data 10/02 Pág. normas básicas de segurança. 3: Síntese da Aspirina (Ácido Acetilsalicílico) Purificação da Aspirina por Recristalização e Determinação do Ponto de Fusão Experiência no. 11: Preparação de Um Corante: Metil Orange. 4: Síntese da Acetanilida Purificação da Acetanilida e determinação do ponto de fusão Experiência no. 7: Preparação de um Aromatizante Artificial: Acetato de Isoamila Purificação do acetato de isoamila por destilação Experiência no. 2: Extração do Óleo do Cravo-da-índia Introdução à Cromatografia (aula teórico-prática) Purificação do Eugenol por Cromatografia de Coluna Experiência no. no exercício de sua atividade. A elaboração de relatórios de aulas práticas consiste num treinamento de comunicação. os seguintes itens são necessários no laboratório: • • Óculos de segurança (para estudantes que não usam óculos corretivos) Avental Seu Professor O seu Professor está no laboratório para ajudá-lo e responder quaisquer questões que você tenha. O enfoque a ser dado a um relatório não é apenas o de 6 . observações e resultados obtidos em determinada experiência. Durante esta pequena aula a teoria por trás do experimento será sumariada. Não hesite em perguntá-lo sobre dúvidas. orientação para o trabalho experimental será dada e o uso de equipamentos não familiares será demonstrado. É muito importante que o estudante tenha o seu caderno de laboratório para anotar todos os dados. Todo profissional. No final da aula prática será dado um questionário que deverá ser respondido e entregue (Grupo). Avaliação do Trabalho de Laboratório Cada aluno deverá ter consigo o Caderno de Laboratório. Introdução Geral É essencial que você esteja bem preparado para realizar o trabalho experimental antes de vir para o laboratório. no início da aula prática seguinte. O material apropriado neste manual deverá ser lido e analisado e as referências consultadas onde necessário. 1. Uma breve discussão será apresentada no laboratório pelo Professor antes do trabalho experimental começar. necessita se comunicar seja sob a forma escrita ou oral.1.6 1. Requisitos Adicionalmente a este manual. Fornece informações básicas sobre a técnica empregada. a finalidade do referido projeto ou relatório. analisar os aspectos importantes que devam ser abordados e planejar uma seqüência lógica de exposição. mas a qualquer leitor que se interesse pelo assunto. devem ser citados os autores que forneceram subsídios para sua confecção. Situa o leitor sobre o assunto a ser exposto. em tabelas e/ou gráficos. Com esta análise preliminar estarão sendo definidos os aspectos essenciais do trabalho a serem mencionados. dificuldades encontradas: A critério do acadêmico. poderão ser feitas criticas e observações sobre os resultados obtidos. de forma clara. observações. também. é necessário pensar no assunto a ser relatado. g) Respostas às perguntas feitas (quando houver). deve. h) Críticas. sugestões para o emprego de outros métodos. quando oportuno. d) Material Utilizado: Descrição sucinta do material de laboratório. problemas ocorridos durante o processo de execução do experimento. Todas as equações químicas envolvidas no processo deverão ser representadas. dirigida não apenas ao professor. também. os cálculos necessários para a obtenção dos resultados. 7 . Poderão ser relatados.7 responder a um questionário ou escrever aleatoriamente sobre o trabalho realizado. dos reagentes e da aparelhagem utilizada na realização de cada experiência. possíveis causas de erros. Descreve o que se espera com a realização do experimento. porém. c) Objetivo: Mostra. Para algumas aulas práticas realizadas. Deverão constar. de preferência. j) Bibliografia Consultada: Ao final de todo trabalho escrito ou oral. ser encarado como uma comunicação sobre uma atividade prática realizada. a critério do professor. b) Introdução: Breve histórico sobre o processo de que trata o relatório. deverá ser entregue um relatório contendo: a) Título da prática executada. e) Metodologia ou Resumo do Procedimento: Descrição breve dos procedimentos que serão utilizados. etc. Antes de iniciar a elaboração de um relatório. f) Resultado(s) Obtido(s): Descrição dos dados colhidos na experiência. Poucas frases bem elaboradas para encerrar o trabalho. i) Conclusões: Análise dos resultados em função dos objetivos propostos. Certifique-se se todo seu equipamento está limpo e nos devidos lugares. Quando você terminar o seu trabalho experimental. 8 . Entretanto. A diferença é o peso da amostra. o Pré-relatório e a resolução do Questionário serão obrigatórios para todas as aulas práticas. Produtos Preparados no Laboratório Todos compostos purificados ou preparados no laboratório devem ser submetidos à avaliação do Professor para que seja contabilizada a nota da prática. O aluno que se atrasar mais de 15 minutos poderá assistir a realização da prática com seu grupo. 1.8 Logo. O Equipamento Você é responsável pelo equipamento e caso você danifique algo por mal uso ou por negligência. seu ponto de fusão ou ebulição e seu nome. indique o nome do produto. limpe a sua bancada e a pia. o peso da amostra. Os produtos devem ser colocados em pequenos frascos que foram previamente pesados e então novamente pesados após adição do produto. A ausência sem boa e justificada razão acarretará nota 0 (zero) no trabalho e relatório daquele dia. Ausência Espera-se a presença de todos os alunos a todas as aulas de laboratório. sua nota de laboratório será: Nlab = Caderno de Laboratório + Questionário 2 *Relatório será pedido eventualmente. você será solicitado a repor tal equipamento. No rótulo.2. mas não receberá presença no dia. Considere o benzeno. portanto. em muitos casos é mais fácil medir um líquido ao invés de pesá-lo.9 1. A grama (g) é um milésimo de um quilograma. a massa atômica do carbono é 12. Assim como massas atômicas. o qual tem a fórmula C6H6.1. [volume (mL) = [massa (g)/[densidade (g/mL)]] e [massa (g) = volume (mL) x densidade (g/mL)] Portanto se dois dos valores são conhecidos. para a qual as relações seguintes são mantidas: l litro (L) = 1000 mililitros (mL) = 1000 centímetros cúbicos (cc). A unidade padrão de volume é baseada no centímetro cúbico. 1. Massa atômicas podem ser dadas em quaisquer unidades de medida. 1. a qual é definida como massa por unidade de volume de uma substância. por exemplo 300 g de clorofórmio (d. A unidade comum no laboratório de volume é o litro (L). A unidade de massa é o quilograma.3.5 g/mL) = 200 mL. Massa Molecular.3. A massa molecular de um composto é a soma das massas atômicas dos átomos que fazem parte da molécula.2.5 g/mL) é requerida para um experimento.001 g). portanto. a qual é atribuída o valor de 12 unidades. Quando expressadas em unidades de gramas. O volume requerido é encontrado como se segue: volume = massa/densidade = (300 g)/1. Massa e volume são relacionados pela densidade (d). É importante notar que uma massa atômica é uma razão que não deve ser confundida com a massa real de um átomo. Massas atômicas e moleculares Massa Atômica é definida como a massa de um átomo de qualquer elemento com relação a massa de um átomo de carbono-12. É freqüentemente desejável converter medidas de massa em volume e vice versa. [densidade (g/mL) = [massa (g)/[volume (mL)]]. o outro pode ser calculado. Relações Massa-Volume Em química é utilizado o sistema métrico de unidades. um átomograma de carbono = 12 g. a massa molecular é uma razão. Cálculos Usados na Química Orgânica 1. 9 . é obtido o átomo-grama.3. O miligrama (mg) é um milionésimo de uma grama (0. Por exemplo. 00 24.12 g.46 79. As massas atômicas de alguns elementos geralmente encontrados em química orgânica’ estão listadas abaixo: MASSAS ATÔMICAS DE ALGUNS ELEMENTOS Átomo Hidrogênio Carbono Nitrogênio Oxigênio Flúor Sódio Magnésio Símbolo H C N O F Na Mg Massa Atômica 1. 1. 19.00 19.12 g) de benzeno contém 6. um mol de benzeno = 78.32 Átomo Alumínio Silício Fósforo Enxofre Cloro Bromo Iodo Símbolo Al Si P S Cl Br I Massa Atômica 26.01) + (6x1. Esta quantidade é conhecida como um mol do composto.25 mols de benzeno O mol é uma unidade muito importante em química.12 g. Portanto o número de mols de um composto = Massa( g) do composto Massa molecular do composto Por exemplo. Portanto a massa molecular do benzeno é (6x12.3.5 g de benzeno = 19.01 12.01 14.12 mols de benzeno = 0.92 126. Por exemplo.00 23.5/78. Portanto um mol (78.97 28.3. este número é chamada de número de Avogrado e tem o valor de 6.01) e 6 átomos de hidrogênio (massa atômica 1. Mols Quando expressos em unidades de gramas massa molécula-grama de um composto é obtida.06 35.01 16.023 x 1023.06 30.92 10 . Um mol de cada composto contém o mesmo número de moléculas.10 A fórmula indica que uma molécula de benzeno consiste de 6 átomos de carbono (massa atômica 12.97 32.01).01) = 78.023 x 1023 moléculas de benzeno. 3. Em qualquer preparação dada. 46. velocidade da reação e facilidade de purificação.1) → CH3COOC2H5 acetato de etila (p. a escolha envolve consideração do custo relativo e disponibilidade de materiais. O rendimento teórico pode ser calculado a partir da equação balanceada para a reação e as quantidades de materiais de partida e produto.11 1. 88. Uma vez que existem números iguais de átomos em qualquer um átomo-grama de um elemento e igual número de moléculas em qualquer um mol de um composto. Por exemplo.m.1 g de acetato de etila + 18 g de água No trabalho de laboratório real.m.1 g de ácido acético + 46. A equação para a reação é: CH3COOH + ácido acético (p.1) + H2O água (p. Rendimentos O rendimento pode ser definido como a quantidade de produto puro realmente obtida em um experimento e é expresso como uma massa (g). 18) A equação indica que as seguintes relações se mantêm: 1 molécula de ácido acético + 1 molécula de etanol → 1 mol de acetato de etila + 1 molécula de água 1 mol de ácido acético + 1 mol de etanol → 1 mol de acetato de etila + 1 mol de água 60.m. considere a esterificação do ácido acético com etanol para produzir acetato de etila. 11 .4. a equação também indica o número relativo de átomos-grama e/ou mols que participam na reação.1 g de etanol → 88. A equação indica o número de moléculas que participam da reação. pode ser vantajoso usar um excesso de um dos reagentes. os melhores resultados não são sempre obtidos usando-se os reagentes nas proporções indicadas pela equação química para a reação.1) C2H5OH etanol (p. 60.m. equilíbrio. O rendimento teórico é a quantidade de produto que poderia ser obtida sob condições ideais na qual a reação completou-se na integridade sem reações laterais ou perdas mecânicas. Em muitos casos. O fator limitante (ou reagente) pode ser definido como aquele reagente que está presente em menor quantidade.38 mols . 1.6/88.582 mol de acetato de etila. O rendimento percentual (rendimento %) é a medida da eficiência de um procedimento. é necessário identificar qual reagente é o fator limitante antes de se calcular o rendimento teórico. De mols de ácido acético = 35.58 No. No. Esta quantidade é o rendimento teórico e pode ser expressado em gramas como se segue: Massa Molecular de acetato de etila = 88.58 x 100 = 65.1 = O rendimento percentual = 0. calculada em mols. O rendimento teórico de acetato de etila = 0. o reagente limitante é o ácido acético. considere a reação de ácido acético (35. 33.0/60. O rendimento teórico de acetato de etila = 51.0 g) com acetato de etila (75.63 Uma vez que existe um grande excesso de etanol. Por exemplo.3 g 12 0. na reação de esterificação. a qual é 0.38/0. Ele é obtido a partir de uma comparação do rendimento real com o rendimento teórico.1 g.6 g).1x0.58= 51.58 mols O rendimento real de acetato de etila = 33.1 g Rendimento teórico de acetato de etila = 88.1 = 0. Ele controla a quantidade máxima de produto que pode ser obtida. Portanto.5% 2. Neste caso particular há uma relação 1:1 entre os reagentes. após levar em conta a estequiometria da reação.12 Se a preparação envolve dois ou mais compostos reagentes e as quantidades usadas não estão nas proporções demandadas pela equação. Rendimento % = (rendimento real)/(rendimento teórico) x 100 Ele pode ser calculado usando massas (g) ou mols.0 g) para dar acetato de etila (33. De mols de etanol = 75.0/46.1 = 1.6 g de acetato de etila são obtidos. 81) 1 molécula 1 mol + 94 g + 3 moléculas → 3 mols → → 1 molécula 1 mol 331 g + + 3 moléculas 3 mols 243 g + 480 g O fenol (47. o fenol está em excesso. C6H6O fenol (p.4.5%.0/160 = 0.0 g) foi tratado com bromo (120.0 x 100 = 48%. Massa da fonte (seca) 13 . Rendimento percentual = 0.0 g).25 x 100 = 40. No.0 g) para produzir 2. % Recuperada (ou isolada) = Massa do produto x 100.6tribromofenol (40. 160) C6H3Obr3 + 3HBr 2.12/0. 331) (p. De mols do produto = 40. Considere uma outra reação na qual a estequiometria não é 1:1 e sim 1:3. 94) + 3Br2 → bromo (p.0/83. Quando substâncias são extraídas a partir de misturas ou de fontes naturais.50 No.0/94 = 0.m.25 x 331 = 82.m.25 mols do produto 0.0/331 = 0.6 g Portanto o rendimento percentual = 33.4.13 O rendimento real de acetato de etila = 33.8 g.m. Calcular o rendimento percentual. De mols de fenol = 47. De mols de bromo = 120.3 x 100 = 65.4.m.12 Uma vez que cada mol de fenol requer três mols de bromo. Rendimento teórico = 0.6-tribromofenol brometo de hidrogênio (p.6/51.75 No.6-tribromofenol é um terço do número de mols de bromo. o rendimento pode ser expresso como uma percentagem da massa da fonte. O rendimento teórico do 2. Apesar disso. Em caso de dúvidas. na maioria das vezes.1.2. Acidentes são. monitores e alunos. Não será permitido trabalhar sem a apostila de aulas práticas. pinça. os laboratórios de química não são necessariamente lugares perigosos embora muito dos perigos estejam associados a eles. óculos (obrigatório). Procure ler e entender os roteiros experimentais. 1. Embora não seja possível enumerar todas as causas de possíveis de acidentes num laboratório. se observados. discuta o assunto com o professor antes de tentar fazer o experimento. No recinto do laboratório não é permitida brincadeiras ou atitudes que possam provocar danos para si ou outras pessoas. consulte a literatura especializada. Evite trabalhar sozinho no laboratório. 2. Lembre-se: Todo pré-relatório valerá nota. 2. Prepare-se antes de tentar realizar os experimentos. Procure manter seu jaleco limpo. Antes de vir para o laboratório para realizar o experimento. 3. Utilize sempre que necessário materiais que possam garantir maior segurança no trabalho tais como: luvas. leia com atenção o roteiro que será seguido. 14 . Não saia do laboratório sem ter lavado todo o material utilizado no experimento e sem devolvê-lo ao técnico. Normas Básicas de Segurança no Laboratório A segurança no laboratório é uma responsabilidade que deve ser assumida por professores. beber ou fumar no laboratório. causados por falta de cuidado. ajudam a evitá-los. Observações Gerais: • • • • • Não será permitido trabalhar no laboratório sem usar avental. Toda quebra de vidraria deve ser comunicada ao técnico ou ao professor. 4. a presença de outras pessoas será sempre uma valiosa ajuda em caso de acidentes. existem alguns cuidados que são básicos e que. É PROIBIDO comer.14 2. faça um pré-relatório e entregue ao professor no início da aula prática. O aluno que não entregar no início do trabalho experimental receberá nota ZERO. ignorância e desinteresse pelo assunto. Segurança no Laboratório 2. jaleco (obrigatório) etc. 15 5. A diluição de ácidos concentrados deve ser feita adicionando-se o ácido. Não jogue nenhum material sólido dentro das pias ou ralos. lave as mãos. lentamente. 10. Gavetas e portas dos armários devem ser mantidas sempre fechadas quando não estiverem sendo utilizadas. 12. O material inútil (rejeito) deve ser descartado de maneira apropriada. mas se o fizer. 8. lave o material utilizado. 13. NUNCA proceda ao contrário (água sobre o ácido). Use a CAPELA para experiências que envolvem o uso ou liberação de gases tóxicos ou corrosivos. 9. com agitação constante. o reagente não utilizado. Quando for testar um produto químico pelo odor. o calor gerado no processo de mistura. 11. 6. Nunca deixe frascos contendo reagentes químicos inflamáveis próximos à chama. 15. Verifique se os equipamentos estão limpos e desligados e os frascos reagentes fechados. limpe o local imediatamente. 17. 18. 7. 16. Tenha cuidado ao manusear substâncias corrosivas como ácidos e bases –use a CAPELA. limpe sua bancada de trabalho. Leia com atenção os rótulos dos frascos de reagentes químicos para evitar pegar o frasco errado. 14. Não aqueça tubos de ensaio com a extremidade aberta voltada para si mesmo ou para alguém próximo. sobre a água – com essa metodologia adequada. Nunca torne a colocar no frasco. não coloque o frasco sobre o nariz. Ao término do período de laboratório. Lave suas mãos freqüentemente durante o trabalho prático. Não coloque objeto algum nos frascos de reagentes. Evite contato físico com qualquer tipo de reagente químico. a pia e outras áreas de uso em comum. é absorvido e dissipado no meio. exceto o conta-gotas de que alguns são providos. Conserve sempre limpos os equipamentos. Não deixe nenhuma substância sendo aquecida por longo tempo sem supervisão. especialmente se algum reagente químico for respingado. Ao final do trabalho. Certifique-se de que o reagente contido no frasco é exatamente o citado no roteiro experimental. 15 5 . Desloque os vapores que se desprendem do frasco com a mão para a sua direção. Evite derramar líquidos. Sempre que possível o aquecimento deve ser feito na CAPELA. antes de deixar o laboratório. seu banco. vidrarias e sua bancada de trabalho. Não pipete de maneira alguma. monitor ou técnico sempre que notar algo anormal no laboratório. se necessário. 25. Em caso de acidentes. Ele deverá decidir sobre a gravidade do acidente e tomar as atitudes necessárias. Em caso de incêndio este deverá ser abafado imediatamente com uma toalha ou. Comunique o professor.16 19. Não trabalhe com material imperfeito. 21. O bico de Bunsen deve permanecer aceso somente quando estiver sendo utilizado. 16 . Lembre-se de que o vidro quente tem a mesma aparência do vidro frio. No laboratório é OBRIGATÓRIO o uso do jaleco e de óculos de segurança (para quem não usa óculos de grau). 20. líquidos corrosivos ou venenosos. com o auxilio do extintor de incêndio apropriado. comunique o professor logo no primeiro dia de aula. 28. 24. Não deixe recipientes quentes em lugares em que possam ser pegos inadvertidamente. Faça apenas as experiências indicadas pelo professor. com a boca. 26. por sucção. 27. comunique o professor imediatamente. 22. Caso deseje tentar qualquer modificação do roteiro experimental discuta com o professor antes de faze-lo. 23. Em caso de possuir alguma alergia. estar grávida ou em qualquer outra situação que possa ser afetado quando exposto a determinados reagentes químicos. Procure usar sempre a “pêra de sucção” para pipetar. Tomar leite e não provocar vômito. Tomar leite e não provocar vômito. com água. 2. - Para a ingestão de bases: beber bastante áua. - Para bases nos olhos: lavar repetidamente com solução a 1% de ácido bórico. evitando a inalação ou contato direto. hoje são considerados nocivos à saúde e não há dúvidas de que a lista de produtos tóxicos deva aumentar. Noções de Primeiros Socorros Em caso de acidente com algum reagente ou vidraria procure seguir estas instruções o mais rápido possível: - Para queimaduras leves causadas por chamas ou objetos quentes: aplicar ungüento de picrato de butensin. Manipule-os com respeito. - Para ácidos nos olhos: levar repetidamente com solução de bicarbonato de sódio a 1%. Muitos produtos que eram manipulados pelos químicos. - Para ácidos sobre a pele: lavar abundantemente com água. - Para a ingestão de ácidos: beba bastante água. seguida por vinagre. Compostos Tóxicos Um grande número de compostos orgânicos e inorgânicos são tóxicos. com a solução de bicarbonato. Para vidro nos olhos: remover os pedações maiores com pinças ou através de lavagem com água banhando o olho afetado. finalmente. depois com solução saturada de bicarbonato de sódio e. a seguir com ácido acético 1% e. com água. finalmente. a seguir.3. A relação abaixo compreende alguns produtos tóxicos de uso comum em laboratórios: 17 .4. seguida por água de cal ou leite de magnésia.17 2. Se o ácido for concentrado. primeiro lave o olho com bastante água e. sem receio. - Para queimaduras mais graves: aplicar imediatamente uma solução a 1% de bicarbonato de sódio e procurar auxílio médico. - Para bases sobre a pele: lavar abundantemente com água. limão ou suco de laranja ou soluções de ácido láctico ou ácido cítrico. Procurar imediatamente um médico. nitrotolueno. nitrofenóis. Compostos de mercúrio Compostos arsênicos Monóxido de carbono Flúor Selênio e seus compostos Ácido oxálico e seus sais Cianetos inorgânicos Cloro Pentóxido de vanádio 2. trietilamina. diisopropilamina. resorcinol. Líquidos Tóxicos e Irritantes aos Olhos e Sistema Respiratório: Sulfato de dietila Bromometano Dissulfeto de carbono Sulfato de metila Bromo Acroleína Ácido fluorobórico Alquil e arilnitrilas Benzeno Brometo e cloreto de benzila Cloreto de acetila Cloridrina etilênica 2. 2-naftilamina e azoderivados. 18 .7.2-dicloroetano. rapidamente. Devem ser manipulados exclusivamente em capelas e com uso de luvas protetoras.2-dibromoetano. 1. sérios distúrbios ou morte. bromofórmio. nitrobenzeno. c) Fenóis e compostos aromáticos nitrados: Fenóis substituídos ou não. b) Aminas alifáticas e aromáticas: Anilinas substituídas ou não. naftóis. evitando-se a todo custo a inalação de vapores e a contaminação da pele. Compostos Altamente Tóxicos: São aqueles que podem provocar. catecol. iodometano. tetracloreto de carbono. Compostos Potencialmente Nocivos por Exposição Prolongada: a) Brometos e cloretos de alquila: Bromoetano. 2. Substâncias Carcinogênicas: Muitos compostos orgânicos causam tumores cancerosos no homem. naftilaminas. Entre os grupos de compostos comuns em laboratório se incluem: a) Aminas aromáticas e seus derivados: Anilinas N-substituídas ou não.5. Deve-se ter todo o cuidado no manuseio de compostos suspeitos de causarem câncer. 1.18 2.8. diclorometano. dimetilamina. b) Compostos N-nitroso: Nitrosoaminas (R’-N(NO)-R) e nitrosamidas. cresóis.6. benzidinas. agitar ou deixar em repouso até completa dissolução e formação de solução límpida. adicionar ácido 2N até formação de solução límpida. tiouréia. lentamente adicionar o isopropano. adicionar álcool. até formação de solução límpida. f) Benzeno: Um composto carcinogênico. neutralizar e verter em recipiente adequado. d) Hidrocarbonetos aromáticos policíclicos: Benzopireno. óxido de etileno. Se você sente cheiro de benzeno’ é porque a sua concentração no ambiente é superior ao mínimo tolerável.19 c) Agentes alquilantes: Diazometano. neutralizar e verter em recipiente adequado. ex. tolueno). propiolactona. resfriar em banho de gelo e água. etc. iodeto de metila. e) Compostos que contém enxofre: Tioacetamida. verter em recipiente adequado. sulfato de dimetila. Organolíticos e compostos de Grignard Dissolver ou suspender em solvente inerte (p. dispersão de sódio Suspender em dioxano. gotejar acetato de etila até total transformação do hidreto. no final ácido 2N. 19 . dibenzoantraceno. agitar até completa reação do hidreto ou do metal: adicionar cautelosamente água até formação de solução límpida. cuja concentração mínima tolerável é inferior aquela normalmente percebida pelo olfato humano. dioxano. tolueno). adicionar etanol. 2. Em estágios mais adiantados geralmente se transforma em câncer dos pulmões. diluir em muita água. a asbestose. Hidreto de lítio e alumínio Suspender em éter ou THF ou dioxano. uma moléstia dos pulmões que aleija e eventualmente mata. neutralizar e verter em recipiente adequado. Boroidreto alcalino Dissolver em metanol. depois água.: éter. g) Amianto: A inalação por via respiratória de amianto pode conduzir a uma doença de pulmão. Instruções Para Eliminação de Produtos Químicos Perigosos Hidretos alcalinos. Evite usá-lo como solvente e sempre que possível substitua-o por outro solvente semelhante e menos tóxico (por exemplo.9. 20 . no final com água. THF. neutralizar. cloreto de tionila. verter em recipiente adequado. sob agitação. tiofenóis. hidróxidos. PCl5. verter em recipiente adequado. em pequenas porções. com cuidado. PCl3. neutralizar. etc. Metais pesados e seus sais Precipitar soba a forma de compostos insolúveis (carbonatos. filtrar e armazenar. neutralizar. sulfetos. Cloretos de ácido. Presença de peróxidos. com cuidado e em porções.). bissulfito). bromo. adicionar à muita água ou NaOH 2N. diluir com etanol. ácido nítrico concentrado Gotejar. Sais de mercúrio ou suas soluções: Precipitar o mercúrio sob forma de sulfeto. Potássio Introduzir em n-butanol ou t-butanol anidro. neutralizar. neutralizar. neutralizar. verter em recipiente adequado. dióxido de enxofre Absorver em NaOH 2N. iodeto de metila Cautelosamente. óleum. mercaptanas. ácido cianídrico. anidridos de ácido. verter em recipiente adequado. filtrar e guardá-lo.20 Sódio Introduzir pequenos pedaços do sódio em metanol e deixar em repouso até completa dissolução do metal. Ácido clorosulfônico. (éter. Sulfeto de hidrogênio. Dimetilsulfato. Cloro. dioxano) Reduzir em solução aquosa ácida (Fe(II) – sais. bromo e clorocianos Oxidar com hipoclorito (NaOCl). peróxidos em solventes. sobre gelo ou gelo mais água. verter em recipiente adequado. adicionar a uma solução concentrada de NH3. verter em recipiente adequado. Mercúrio Mercúrio metálico: Recuperá-lo para novo emprego. cloreto de sulfurila. verter em recipiente adequado. adicionar água com cuidado até solução límpida. ácido sulfúrico concentrado. Sob agitação. 21 . etc. Para temperaturas inferiores a 100°C use preferencialmente banho-maria ou banho a vapor. Uma alternativa quase tão segura quanto os banhos são as mantas de aquecimento. Nunca aqueça solventes voláteis em chapas de aquecimento (éter. Chapas de aquecimento podem ser empregadas para solventes menos voláteis e inflamáveis. Ao aquecer solventes como etanol ou metanol em chapas. O aquecimento é rápido. Aquecimento direto com chamas sobre a tela de amianto só é recomendado para líquidos não inflamáveis (por exemplo. água).21 2. mas o controle da temperatura não é tão eficiente como no uso de banhos de aquecimento. Mantas de aquecimento não são recomendadas para a destilação de produtos muito voláteis e inflamáveis. Para temperaturas altas (>200°C) pode-se empregar um banho de areia. Para temperaturas superiores a 100°C use banhos de óleo. Neste caso o aquecimento e o resfriamento do banho deve ser lento. como éter de petróleo e éter etílico. glicerina pode ser aquecida até 150°C sem desprendimento apreciável de vapores desagradáveis. Banhos de silicone são os melhores.). use um sistema munido de condensador. deve-se sempre levar em conta o perigo de incêndio. CS2. Aquecimento no Laboratório Ao se aquecerem substâncias voláteis e inflamáveis no laboratório.10. Parafina aquecida funciona bem para temperaturas de até 220°C. mas são também os mais caros. apenas as substâncias orgânicas pouco solúveis em água passam para a fase orgânica. tais como sais de ácidos minerais.22 EXPERIÊNCIA No. utilizando um solvente. Purificação de compostos orgânicos por Sublimação. Numa extração. todas as substâncias solúveis em água.1. O solvente extrator deve ser imiscível em água e não reagir com a substância a ser separada. permanecem na fase aquosa. Assim. a maior parte da substância a extrair passa da fase aquosa para a fase orgânica (o solvente). Extração (Noções Gerais) Extração é o processo de separação do componente sólido ou líquido de uma mistura. formam-se duas fases. Trata-se de uma técnica muito utilizada em síntese orgânica para a separação de produtos de reação. solúveis em solventes orgânicos e muito pouco solúveis em água. álcoois metílico e etílico. Introdução 3. Determinação de propriedades físicas de compostos orgânicos: Ponto de Fusão. em geral. os quais no processo de elaboração das reações. ‘’compostos polares dissolvem compostos polares e compostos apolares dissolvem compostos apolares’’. A extração fundamenta-se no fato de que as substâncias orgânicas são. A solubilidade de um líquido em outro pode ser prevista por meio das forças intermoleculares e das estruturas dos compostos. bases alcalinas. A técnica também é bastante aplicada no isolamento de constituintes químicos de produtos naturais e nos processos de preparação de amostras de medicamentos para análises de controle de qualidade. alguns sais orgânicos. se encontram em soluções ou suspensões aquosas. 01 Extração da Cafeína da Erva-Mate Técnicas/conceitos envolvidos: Extração com solvente.1.1. ácido acético e outros. é feita a separação das fases e o solvente da fase orgânica é separado da substância extraída por destilação à pressão reduzida (usando-se rotaevaporador). Em seguida. Após agitação. Ao adicionar um solvente a uma mistura aquosa contendo a substância a ser extraída. juntamente com subprodutos e restos de reagentes orgânicos e inorgânicos. freqüentemente. 22 . 3. 1) pertence à família dos alcalóides xantínicos Figura 1). Por exemplo.2 g/100 g. Parte Experimental 3.2 = 6 2. uma xantina encontrada no cacau. de sabor amargo. A teobromina (4. a solubilidade da cafeína na água é 2. são solúveis tanto em líquidos polares como apolares. possui pouco efeito no 23 .3.23 Compostos que têm grupos polares e apolares tais como acetona. etc. K= CxA CxB CxA = Concentração da substância (x) no solvente A (solvente extrator). mas nem todos os derivados xantínicos são efetivos como estimulantes do SNC. etanol. Parte I: Extração da Cafeína da Erva-Mate A cafeína (1. É encontrada no café. a redistribuição da cafeína nos dois solventes será proporcional à sua solubilidade nos mesmos: K = 13.2 g de cafeína em 100 g de água. no chá. que sublima sem se decompor. na cola e na erva-mate.7-trimetilxantina. O processo de extração se baseia no Coeficiente de Partição ou de Distribuição (k) que fornece a distribuição de um soluto (x) entre 2 solventes (A e B). no cacau. no guaraná.2 g/100 g e no clorofórmio é 13. Figura 1).1.2. é um sólido branco.2 Isso significa que haverá seis vezes mais cafeína na fase orgânica (clorofórmio) do que na fase aquosa. Adicionando-se 100 g de clorofórmio a uma mistura de 2. pode-se considerar o coeficiente de partição de uma substância igual à razão de sua solubilidade nos dois solventes. Para uma aproximação. CxB = Concentração da substância (x) na água.2. 3. A cafeína provoca um efeito pronunciado no sistema nervoso central (SNC). R1 = R2 = CH3 Figura 1: Alguns exemplos de alcalóides xantínicos.64 – 0.03 – 1. BEBIDA/ALIMENTO Café moído Café instantâneo Chá Chocolate Coca-cola Erva-mate % EM MASSA DE CAFEÍNA 0. A descafeinação reduz o conteúdo de cafeína do café para aproximadamente 0. Devido aos efeitos provocados pela cafeína no SNC. é geralmente empregada no tratamento de dores de cabeça causadas por hipertensão e asma.18 – 0.2% Tabela 1: Porcentagem em massa de cafeína presente em algumas bebidas e alimentos. Em doses elevadas. R2 = H Teobromina: R = H. Apresenta propriedades diaforéticas e diuréticas. é usada como laxativo ou purgativo. também tem pouca ação no SNC. Na América do Sul. é empregada na preparação de bebidas semelhantes ao chá. O R O N N R1 R2 N N 1 2 3 4 Cafeína: R = R1 = R2 = CH3 Xantina: R = R1 = R2 = H Teofilina: R = R1 = CH3. que contém até 2% de cafeína.88 0. encontrada no chá junto com a cafeína. Teofilina. é freqüentemente usada no tratamento de pacientes que tiveram parada cardíaca. Hil. É também um diurético mais potente que a teobromina. A teofilina (3). que fornece sangue ao coração. relaxando a artéria coronária. porém é um forte diurético e é utilizada em medicamentos para tratar pacientes com problemas de retenção de água.42 – 0.56 0. mas é um forte estimulante do miocárdio. algumas pessoas preferem usar café descafeinado.71 0.12 Até 2% A erva-mate é constituída pelas folhas de Ilex oaragyaruebsus St. 24 . Sendo um vasodilatador.53 0. também chamada de aminofilina.24 SNC. e pode ser tomado com gelo e limão. A cafeína é solúvel em água. provocando a formação de uma emulsão difícil de ser tratada. Junto com a cafeína. A cafeína encontrada nas plantas apresenta-se na forma livre ou combinada com taninos fracamente ácidos. a cafeína será extraída desta fase aquosa com diclorometano. outros inúmeros compostos orgânicos são extraídos. Para minimizar este problema utiliza-se uma solução aquosa de carbonato de cálcio. Por sua vez.1. Alcalóides são aminas. e a mistura destes compostos é que dá o aroma característico ao chá e ao café. devido à proximidade com o Paraguai.25 Quando o mate cevado (erva-mate) sem açúcar. Aqui no Estado. preparado em uma cuia. ou utilizando suco de laranja e limonada no lugar da água. usando água quente contendo carbonato de sódio. Metodologia No experimento de hoje será realizada a extração da cafeína das folhas da ervamate. e. é tradição tomar também o chimarrão frio que é chamado de “tererê” paraguaio. Com a evaporação do solvente obtémse a cafeína impura. quando tratados com ácidos. O meio básico 25 .1. Gaúcho tomando chimarrão Tererê sul mato-grossense 3. a presença desta mistura de compostos interfere na etapa de extração da cafeína com um solvente orgânico. então pode ser extraída de grãos de café ou das folhas de chá com água quente. que se constituiu na bebida típica do Rio Grande do Sul. é sorvido através de uma bomba é denominado de chimarrão. portanto formam sais solúveis em água. A purificação da cafeína obtida será feita através da técnica de sublimação.2. Também conhecido como mate amargo no Mato Grosso do Sul. é o símbolo da hospitalidade e da amizade do gaúcho e do sul-matogrossense. Entretanto. utilizando um aparelho de sublimação apropriado. siga a técnica abaixo: Técnica para Extração: Para realizar a extração. ao qual será adicionado o líquido obtido da extração (filtrado) e 20 mL de diclorometano. Coloque o extrato orgânico em um erlenmeyer de 125 mL e deixe-o em contato com sulfato de magnésio por peo menos 10 minutos e filtrar. Resfriar o filtrado a 15-20oC. Procedimento Experimental: Pesar 10 g de folhas de erva-mate e transferir para um béquer de 250 mL. com movimentos circulares. Pode ser no rotaevaporador ou em banho-maria. Se observar a saída de muito gás. com agitação.26 promove a hidrólise do sal de cafeína-tanino. (extração múltipla com agitação suave para evitar a formação de emulsão). por 15 minutos. mantenha-o agitando até que haja diminuição desses gases. como mostrado na Figura 2. aumentando assim o rendimento de cafeína extraída. resfriar a mistura até cerca de 55oC e filtrar a vácuo. Para realizar eficientemente a extração. Reunir os extratos orgânicos e lavar com 20 mL de água destilada. 3. as operações de laboratório deverão obedecer à seguinte ordem: (1) Testar um funil de separação de 125 mL. mantendo-o aberto na parte superior. Transfira o resíduo para um frasco previamente pesado. agitar cuidadosamente o funil. Transferir a mistura para um funil de separação de 125 mL e extrair o produto com 3 porções de 20 mL de diclorometano. concentrando esse conteúdo até que se obtenha um resíduo sólido.2. como mostra a Figura 2. Evaporar ou destilar o solvente do filtrado. com o solvente a ser utilizado na extração (pode ser água destilada mesmo) para assegurar que não haja vazamento. adicionado gelo picado.8 g de carbonato de sódio e 100 mL de água destilada.1. na CAPELA.2. (2) Colocar o funil de separação apoiado no anel. Adicionar 4. 26 . Aquecer à ebulição. Repetir esta operação até que não saia mais gases. recolher a fase orgânica (que contém a cafeína e o diclorometano) junto ao erlenmeyer que continha a primeira fase orgânica separada. abrir a torneira para a saída de gases (Figura 3b). Deixar em repouso alguns minutos até que haja a separação das fases. para um erlenmeyer de 125 mL. (5) Como nesse experimento. Figura 2: Movimento giratório de um funil de separação Figura 3: Processos de agitação e liberação de gases de um funil de separação 27 . fechá-lo bem e agitá-lo como mostrado na Figura 3a. portanto ficará na parte de baixo do funil de separação. a fase orgânica contém diclorometano. (6) Á fase aquosa. (4) Recolocar o funil de separação no suporte mantendo-o semi-aberto como mostra a Figura 4. que ficou no funil de separação. Esta agitação deve ser branda para que não se gaste um longo período de tempo para a separação das fases. faça a retirada somente da fase orgânica. Após cada agitação. deverá ser adicionado outros 20 mL de diclorometano e o processo de extração deverá ser repetido. que é um líquido mais denso que a água e.27 (3) Retirar o funil de separação do suporte. Repetir (6) mais uma vez. Novamente. O processo inverso. contida no funil de separação.2. SUBLIMAÇÃO: Processo que envolve o aquecimento de um sólido até que ele passe diretamente da fase sólida para fase gasosa. Pode ser no rotaevaporador ou em banho-maria. 3. (11) Determinar o ponto de fusão da cafeína e comparar com o ponto de fusão teórico. (10) Calcular a percentagem da cafeína obtida a partir da quantidade de material vegetal empregada. Parte II: Purificação da Cafeína por Sublimação 3. concentrando esse conteúdo até que se obtenha um resíduo sólido.28 Figura 4: Funil de separação em repouso (7) Conservar a fase orgânica (que contém o diclorometano) e desprezar a fase aquosa. (8) Deixar o extrato orgânico em contato com sulfato de magnésio por pelo menos 10 minutos e filtrar. (9) Evaporar ou destilar o solvente do filtrado e transferir o resíduo para um frasco previamente pesado.1. sem passar pela fase líquida. 28 . é chamado de condensação. na CAPELA. o vapor passando para a fase sólida.2.2.2. Existem aparelhos de sublimação disponíveis comercialmente (Figura 5). portanto. o ácido benzóico. muitas substâncias que não sublimam à pressão normal sublimam à pressão reduzida. podendo. uma aparelhagem simples como mostrada na Figura 5 pode ser montada no laboratório. 29 . O uso de pressão reduzida diminui a decomposição da substância e evita a fusão da mesma durante a sublimação. o hexacloroetano. porém. a cânfora e as quinonas. ser purificado por esse processo.29 O número de substâncias que sublimam à pressão normal é pequeno e inclui o antraceno. Entretanto. Figura 5: Aparelho de sublimação comercial Figura 6: Aparelho de sublimação que pode ser improvisado com materiais simples de laboratório. teobromina e teofilina. não mais que isso para evitar a fusão ou a decomposição da cafeína. usando a aparelhagem mostrada na Figura 5. Journal of Chemical Education 1972. 49. Journal of Chemical Education 1996.2. A. antes da purificação e purificado. Questionário a) Qual foi o rendimento da cafeína extraída em relação à massa de erva-mate utilizada? Pelo ponto de fusão obtido do seu produto. 3. Levando-se em conta que as plantas produzem milhares de compostos diferentes.3. L. é possível dizer.1. * Itens para serem respondidos obrigatoriamente! SAIBA MAIS SOBRE A CAFEÍNA! 1) Onami. 556. Parar o aquecimento quando o resíduo da amostra se tornar verde-escuro e não observar mais a deposição de cafeína no tubo coletor. * i) Pesquisar sobre medicamentos que contenham os alcalóides xantínicos: cafeína.. 73.ufsc. xantina.html 30 . Aquecer o sistema a 180-185oC. o que você conclui a respeito da quantidade de cafeína presente na erva-mate? h) Cite exemplos de alguns alcalóides extraídos de plantas. T. Calcule o rendimento do processo. a cafeína está realmente pura?* b) Em que se fundamenta a técnica de extração?* c) Explique sublimação e quando se pode utilizá-la para purificar compostos orgânicos. 3) QMCWEB: http://www.2. correlacionando-os com as respectivas atividades biológicas. H. Procedimento: Realizar a sublimação a vácuo.br/qmcweb/exemplar22. Kanazawa. Determine o ponto de fusão da cafeína purificada.30 3. * d) O que é um alcalóide? * e) Por quê os alcalóides geralmente apresentam caráter básico? f) Por quê a maioria dos alcalóides é extraída das plantas com uma solução aquosa ácida? g) Discuta a porcentagem de cafeína bruta isolada e de cafeína após a sublimação. 194. que após a purificação.qmc. Compare os pontos de fusão da cafeína: teórico. 2) 2) Moyé. canela. devido a sua volatilidade. alimentos. produzido pela planta. constituído por 82-90% de eugenol. Essas misturas de produtos naturais voláteis constituem o que se denomina de óleos essenciais. de Syzygium aromatium (Myrtauae). escapa pelos poros das vesículas perfumando o ambiente.31 4.1. lavanda. EXPERIÊNCIA NO. hortelã. Introdução Um grande número de árvores e outras plantas exalam aromas agradáveis. fármacos. seguido de purificação por cromatografia de coluna. cerca de 10% de acetileugenol. e. dentre outras. O óleo de cravo. pétalas e cascas. A extração e a comercialização desses óleos essenciais são importantes para as indústrias de perfumes. podemos destacar os de: eucalipto. jasmim. rosa etc. Esse óleo. a ser obtido nesse experimento. fica geralmente armazenado em pequenas vesículas das folhas. Os métodos mais comuns de extração de óleos essenciais de plantas são: a prensagem. 02 Extração do Óleo do Cravo-da-Índia Técnicas/conceitos envolvidos: Extração com solvente. 4. Purificação de compostos orgânicos por cromatografia de coluna. Nesta experiência. que resultam de misturas complexas de compostos orgânicos voláteis. a destilação por arraste a vapor e a extração por solventes. ainda fechados. cariofileno e outras substâncias de estruturas menores. limão. Dentre os óleos mais importantes. materiais de limpeza. é um óleo volátil. 31 . obtido dos botões florais secos. será feita a extração do óleo essencial de um material vegetal utilizando o método de extração por solventes. Depois.1. identificar ou separar os componentes de uma mistura.35 Eugenol C10H12O2 PM: 164.32 OH OMe O O OMe H H Beta-cariofileno C15H24 PM: 204. Parte II: Purificação do Eugenol (presente no óleo da extração do cravo-daíndia) por Cromatografia de Coluna 4.2. Procure o técnico para as providências necessárias.1. Transferir o resíduo para um frasco já pesado e evaporar o restante do solvente à temperatura ambiente. anti-séptico local.2. Fazer esta parte 24 horas antes da aula prática. 4. tratamento de eczemas.2. perfumaria. fabricação de cremes dentais. microscopia (agente clarificador de histologia). Parte I: Preparação do extrato Triturar 20 g de cravo-da-índia em gral de porcelana. Transferir o material para um erlenmeyer de 500 mL e adicionar 100 mL de diclorometano. A cromatografia é definida como a separação de dois ou 32 . Deixar a mistura em contato por 24 horas*. 4.2.2. Parte Experimental 4.2.24 Usos: Anestésico local (alívio da dor de dente). filtrar a mistura em papel de filtro e evaporar o solvente do filtrado em rotaevaporador. dentre outros.20 Acetato de Eugenol C12H14O3 PM: 206. Introdução à Cromatografia Cromatografia é uma técnica utilizada para analisar. pode-se fazer com que os componentes da mistura sejam arrastados ordenadamente. e uma fase móvel “lava” continuamente a mistura adsorvida.33 mais compostos diferentes por distribuição entre fases. a) CROMATOGRAFIA EM CAMADA DELGADA: A cromatografia em camada fina (ou delgada) é uma técnica simples. papel). O composto terá uma maior ou menor adsorção. este eluirá pela camada do adsorvente por ação capilar. Sobre a placa espalha-se uma camada fina de adsorvente suspenso em água (ou outro solvente) e deixa-se secar. 33 . uma das quais é estacionária e a outra móvel. Dependendo da natureza das duas fases envolvidas tem-se diversos tipos de cromatografia: sólido-líquido (coluna. Pela escolha apropriada da fase fixa e da fase móvel. Ela é usada para determinar a pureza do composto. Quando a placa de camada fina é colocada verticalmente em um recipiente fechado (cuba cromatográfica) que contém uma pequena quantidade de solvente. camada fina. A placa coberta e seca chama-se “placa de camada fina”. barata e muito importante para a separação rápida e análise quantitativa de pequenas quantidades de material. além de outras variáveis. líquido-líquido. dependendo das forças de interação. Aqueles que interagem pouco com a fase fixa são arrastados facilmente e aqueles com maior interação ficam mais retidos. gás-líquido. Os componentes da mistura adsorvem-se com as partículas de sólido devido a interação de diversas forças intermoleculares. A mistura é adsorvida em uma fase fixa. identificar componentes em uma mistura comparando-os com padrões. que variam na seguinte ordem: formação de sais > coordenação > pontes de hidrogênio > dipolo-dipolo > Van der Waals. O suporte mais típico é uma placa de vidro (outros materiais podem ser usados). Na cromatografia de camada delgada a fase líquida ascende por uma camada fina do adsorvente estendida sobre um suporte. acompanhar o curso de uma reação pelo aparecimento dos produtos e desaparecimento dos reagentes e ainda para isolar componentes puros de uma mistura. Cada mancha corresponde a um componente separado na mistura original. Durante este processo. dependendo dos grupos funcionais presentes na sua estrutura (Figura 7). cada uma se comportará segundo suas propriedades de solubilidade e adsorção. os diversos componentes da mistura são separados. Deve-se formar uma pequena mancha circular. 2. Para a visualização deve-se “revelar a placa”. através de aplicações sucessivas de uma solução da amostra com um pequeno capilar. esta é retirada da cuba e seca até que esteja livre do solvente. Como na cromatografia de coluna. a amostra é compartilhada entre a fase líquida móvel e a fase sólida estacionária. À medida que o solvente sobe pela placa. Outros reagentes para visualização são: nitrato de prata (para derivados halogenados).34 Figura 7: Cromatografia em camada delgada. A amostra é colocada na parte inferior da placa. Um método bastante comum é o uso de vapores de iodo. é bastante comum que as manchas sejam invisíveis porque correspondem a compostos incolores. Quando estiverem presentes várias substâncias. as substâncias menos polares avançam mais rapidamente que as substâncias mais polares. as diversas manchas serão claramente visíveis. Esta diferença na velocidade resultará em uma separação dos componentes da amostra. Se os componentes são substâncias coloridas. Depois que o solvente ascendeu pela placa. que reage com muitos compostos orgânicos formando complexos de cor café ou amarela.4- 34 . Contudo. adsorvente usado. o Rf é função do tipo de suporte (fase fixa) empregado e do eluente.espessura da camada de adsorvente. Ds = distância percorrida pelo eluente. e pode ser usada também para determinar 35 . Ele é definido como a razão entre a distância percorrida pela mancha do componente e a distância percorrida pelo eluente. Portanto: Rf = dc / ds Onde: dc = distância percorrida pelo componentes da mistura. Existe uma relação aproximada entre o valor de Rf e o volume de solvente necessário para retirar uma substância da coluna cromatográfica. já que existem vários compostos com o mesmo Rf. o valor de Rf é constante para qualquer composto dado e correspondente a uma propriedade física. Este valor deve apenas ser tomado como guia. no futuro. ninhidrina (para aminoácidos). por exemplo): Volume do solvente = 1.quantidade relativa de material. 2. Quando as condições de medida forem completamente especificadas.Rf Volume da coluna Rf Essa relação pode ajudá-lo.sistema de solvente utilizado. 3. 4. a localizar aproximadamente em qual fração pode estar o composto de interesse. Um parâmetro freqüentemente usado em cromatografia é o “índice de retenção” de um composto (Rf). Sob uma série de condições estabelecidas para a cromatografia de camada fina. um determinado composto percorrerá sempre uma distância fixa relativa à distância percorrida pelo solvente. Estas condições são: 1 .35 dinitrofenilidrazina (para cetonas e aldeídos). verde de bromocresol (para ácidos). Na cromatografia de camada fina. se o adsorvente e o solvente forem os mesmos na placa e na coluna (sílica gel como adsorvente. etc. hexano. Os diferentes componentes da mistura mover-se-ão com velocidade distintas dependendo de sua afinidade relativa pelo adsorvente (grupos polares interagem melhor com o adsorvente) e também pelo eluente. etanol. se for escolhido um solvente muito polar. cada banda contendo somente um composto. porque os primeiros têm menor afinidade com a fase estacionária. b) CROMATOGRAFIA EM COLUNA: A cromatografia em coluna é uma técnica de partição entre duas fases. À medida que os compostos da mistura são separados. ela não se moverá. os compostos apolares passam através da coluna com uma velocidade maior do que os compostos polares. Em geral. tetracloreto de carbono. na fórmula. sólida e líquida. éter etílico. A mistura a ser separada é colocada na coluna com um eluente menos polar e vai-se aumentando gradativamente a polaridade do eluente e consequentemente o seu poder de arraste de substâncias mais polares. Se o adsorvente escolhido interagir fortemente com todos os compostos da mistura. é o volume ocupado pela fase estacionária (o adsorvente). bandas ou zonas móveis começam a ser formadas. O sólido deve ser um material insolúvel na fase líquida associada. a capacidade de um determinado eluente em arrastar um composto adsorvido na coluna depende quase diretamente da polaridade do solvente com relação ao composto. todos os solutos podem ser eluídos sem serem separados. Por uma escolha cuidadosa das condições. Por outro lado. metanol. O fluxo de solvente deve ser contínuo. 36 . baseada na capacidade de adsorção e solubilidade.36 o volume ideal de cada fração a ser coletada. Assim. acetato de etila. água e ácido acético. “Volume da coluna”. sendo que os mais utilizados são a sílica gel (SiO2) e alumina (Al2O3). Uma seqüência de eluentes normalmente utilizada é a seguinte: éter de petróleo. geralmente na forma de pó. praticamente qualquer mistura pode ser separada (Figura 8). 37 Figura 8: Cromatografia em coluna. Outros adsorventes sólidos para cromatografia de coluna em ordem crescente de capacidade de retenção de compostos polares são: papel, amido, açucares, sulfato de cálcio, sílica gel, óxido de magnésio, alumina e carvão ativo. Ainda, a alumina usada comercialmente pode ser ácida, básica ou neutra. A alumina ácida é útil na separação de ácidos carboxílicos e aminoácidos; a básica é utilizada para a separação de aminas. 4.2.2.2. Procedimento Experimental Fazer o empacotamento da coluna com sílica misturada a hexano conforme procedimento abaixo: EMPACOTAMENTO DA COLUNA: Usaremos uma bureta de 25 mL para fazer a coluna cromatográfica. Feche a torneira da bureta e coloque uns 5 mL de hexano em seu interior. Pegue um pequeno chumaço de algodão e molhe-o com hexano, colocando-o no interior da bureta e empurrando com uma vareta de vidro até que ele 37 38 encoste-se ao ponto onde o tubo se torna mais estreito (perto da torneira). Não aperte com força o algodão, apenas encoste-o no estrangulamento; se você apertar demais restringirá o fluxo do solvente e sua cromatografia levará muito mais tempo para terminar. Coloque 10 g de sílica em um erlenmeyer e adicione (aos poucos) hexano suficiente para formar uma suspensão fluida. Adicione parte dessa suspensão à coluna, abra a torneira (coloque um recipiente qualquer embaixo!) e dê pequenas pancadinhas na coluna (use o “martelo” feito com bastão de vidro e rolha de borracha) para facilitar o assentamento da sílica. Vá adicionando mais da suspensão de sílica à coluna, continuando o processo até adicionar tudo. Cuide para que o topo da coluna não seque. Incorporar o extrato do cravo-da-índia a pequena quantidade de sílica e colocar no topo da coluna. Proteger o material com chumaço de algodão para não haver perturbação do mesmo durante a adição do solvente. Eluir a coluna cromatográfica com hexano e diclorometano em mistura de polaridades crescentes. Faça 100 50 mL cada: Eluente 1: Hexano; Eluente 2: Hexano/DCM 2:1; Eluente 3: Hexano/DCM 1:1; Eluente 4: DCM Recolher as frações em tubos de ensaio e analisá-las em placas cromatográficas de sílica gel, eluídas com mistura de hexano/diclorometano (4:6) e reveladas em iodo. Reunir as frações semelhantes e, a partir da comparação com o padrão de eugenol, selecionar as frações que contêm o eugenol mais purificado. Evaporar o solvente em rotaevaporador. 4.3. Questionário a) Cite os principais tipos de forças que fazem com que os componentes de uma mistura sejam adsorvidos pelas partículas do sólido. * b) Cite as características do solvente para lavar ou arrastar os compostos adsorvidos na coluna cromatográfica* c) Fale sobre o princípio básico que envolve a técnica de cromatografia* d) Por quê se deve colocar papel filtro na parede da cuba cromatográfica? e) Se os componentes da mistura, após a corrida cromatográfica, apresentam manchas incolores, qual o processo empregado para visualizar estas manchas na placa cromatográfica? * 38 39 f) O que é e como é calculado o Rf ? * g) Quais os usos mais importantes da cromatografia de camada delgada? h) Faça uma pesquisa na internet sobre Cromatografia Gasosa (CG) e Líquida (HPLC), enfatizando o uso dessas técnicas nas ciências farmacêuticas. i) Faça uma pesquisa sobre medicamentos que contenham eugenol nas suas formulações. * Itens obrigatórios SAIBA SOBRE O PERIGO NOS CIGARROS DE CRAVO: http://qmc.ufsc.br/organica/exp10/cigarrosdebali.html 39 A 40 . Gerland. eu decidi para a pesquisa de um medicamento para o reumatismo agudo. um artigo. Introdução Compostos relacionados à Aspirina e seus efeitos foram primeiramente relatados após estudo das propriedades medicinais de plantas. isolou salicina da casca do salgueiro. Purificação de compostos orgânicos por recristalização.40 5. Leroux. assim como a cinchona. Determinação de Ponto de Fusão. Em 1829..1. onde a malária era mais comum.. Vários salicilatos foram subseqüentemente isolados de várias plantas. MacLagan. W. A decocção de Stone não curou a doença mas aliviou os sintomas de febre. Em 1842. Esta proposta foi baseada no fato de que a casca do salgueiro tinha um sabor extraordinariamente amargo. A salicina apresentou-se como sendo um composto de glicose e um derivado de ácido salicílico. Cahours obtiveram salicilato de metila do óleo de “Wintergreen”e converteram-no em ácido salicílico. 3 Síntese da Aspirina (Ácido Acetilsalicílico) Técnicas/conceitos envolvidos: Introdução às reações orgânicas: Substituição Nucleofílica em Acila. T. H. escreveu: A Natureza parece produzir o medicamento sob condições climáticas similares àquelas nas quais originou-se a doença . uma casca Peruana usada naquele tempo para o tratamento de malária. escrito por um pastor (Edward Stone). Procter e A. Em 21 de junho de 1763. EXPERIÊNCIA NO. um farmacêutico Francês. J. entre as Salicaceae . 5. e que o salgueiro crescia em lugares alagados. foi lido para a Sociedade Real de Londres. Edward Stone propôs que a decocção da casca do salgueiro branco fosse usada para o tratamento de malária.. Neste ponto. um médico escocês. Kolbe e Lautemann desenvolveram um método prático de sintetizar grandes quantidades de ácido salicílico. Em 1874. médicos foram capazes de conduzir uma pesquisa sobre os efeitos do ácido salicílico e seus derivados.. Teste de validade de medicamentos. Os pacientes foram aliviados de febre e inflamações dolorosas embora a doença não tenha sido curada. O colega de Hofmann. um químico da Bayer. um antireumático e um uricosúrico (aumenta a excreção de ácido úrico e portanto diminui os depósitos de urato que formam nas juntas de pessoas que possuem gota). Desde então tem sido demonstrado que o ácido acetilsalicílico age com um analgésico. O ácido salicílico foi portanto. Outros médicos relataram que os salicilatos diminuíam outras dores não reumáticas tais como neuralgia e dor de cabeça. Dreser. um antipirético. ela causava irritação severa e danos para membranas de mucosas da boca. De forma a prevenir isso. ácido acetilsalicílico. que tinha sido previamente preparado com dificuldade por Gerhardt em 1853. Deve-se lembrar que a Aspirina pode causar sangramento intestinal em alguns indivíduos e que ela pode produzir úlceras estomacais em ratos. mostrou convincentemente que o ácido salicílico poderia ser tomado internamente como o seu derivado acetilado e que ele era igualmente efetivo para o alívio da dor. etc. o sal sódico foi preparado. Felix Hofmann. Mac Lagan continuou a usar a salicina nele próprio e então administrou-a a seus pacientes. a droga maravilhosa da época. encontrou um caminho simples de preparar o derivado acetilado. Algumas pessoas têm tido reações alérgicas fatais à Aspirina. O ácido acetilsalicílico foi patenteado pela Bayer sob o nome de Aspirina. este mostrouse ter um sabor muito desagradável. garganta e estômago. contudo.41 casca de muitas espécies de salgueiro contêm um princípio amargo chamado salicina. Contudo. Esse princípio foi exatamente o que eu procurava. A Aspirina é listada como tendo quatro efeitos úteis mas trinta e um efeitos adversos. sua ação bioquímica não é bem entendida. Não há dúvida a respeito do valor da Aspirina como uma droga. H. Ela 41 . contudo. Vários desses experimentos foram conduzidos por outros médicos. German See em Paris relatou que os salicilatos também aliviavam artrites reumatóides e gota. a droga mais amplamente usada. tornando-a mais rápida e prática do ponto de vista comercial. “spir”. formado como um sub-produto da reação. O nome “Aspirina” é um exemplo da arte peculiar de etimologia aplicada que faz a própria identificação dos componentes químicos ativos da maioria dos produtos farmacêuticos comumente impossível. A raiz. A reação de acetilação do ácido salicílico 1 ocorre através do ataque nucleofílico do grupo –OH fenólico sobre o carbono carbonílico do anidrido acético 2.A nos recentes anos. é derivada do spirsaure. seguido de eliminação de ácido acético 3. e estômago. possui dois grupos funcionais: fenol e ácido carboxílico). O OH + OH 1 H3C O O 2 O H2SO4 CH3 AAS O O CH3 O OH + H3C 3 O OH 5. Apesar de possuir propriedades medicinais similares ao do AAS.0 g) !" Anidrido acético (5. apesar disso. o emprego do ácido salicílico como um fármaco é severamente limitado por seus efeitos colaterais. ocasionando severa irritação na mucosa da boca. Cerca de 40 bilhões de comprimidos de Aspirina têm sido manufaturados anualmente nos E. É importante notar a utilização de ácido sulfúrico como um catalisador desta reação de esterificação. Reagentes e Equipamentos !" Ácido salicílico (2. um composto aromático bifuncional (ou seja. A síntese da aspirina é possível através de uma reação de acetilação do ácido salicílico 1. Spirsaure é o ácido salicílico que é encontrado em diferentes formas em muitas plantas.42 é. garganta.U. O “a” representa o grupo acetila (-O-COCH3) que está presente no ácido relacionado. o nome Germânico dado para o ácido relacionado obtido do aldeído destilado de flores de Spiraea ulmaria.2.0 mL) !" Ácido sulfúrico concentrado ou ácido fosfórico a 85% (5 gotas) !" Cloreto férrico a 1% !" Erlenmeyer de 125 mL !" Balança !" Conta gotas 42 . 4. Parte I: Preparação do Ácido Acetilsalicílico 5. é possível purificar o ácido acetilsalicílico eficientemente através da técnica de recristalização. Este material é removido durante as várias etapas de purificação e na recristalização do produto. Procedimento Experimental a) Combine o ácido salicílico (2 g) e o anidrido acético (5 mL) em um Erlenmeyer de 125 mL. O ácido acetilsalicílico é solúvel em etanol e em água quente. 5. mas pouco solúvel em água fria. 9) e lave-o com água fria (2x 3 mL) 43 .1. e) Colete o produto por filtração à vácuo (Fig. Por diferença de solubilidade em um mesmo solvente (ou em misturas de solventes).4. calor será liberado. Quando a reação começar. através da reação de acetilação do ácido salicílico 1 utilizando-se anidrido acético como agente acilante e ácido sulfúrico como catalisador. que pode estar presente devido a acetilação incompleta ou a partir da hidrólise do produto durante o processo de isolamento.3.43 !"Banho de vapor de água (banho-maria) !" Termômetro !" Bastão de vidro !" Funil de Büchner !" Kitasato 5. adicione água (40 mL) e misture até o sólido ficar bem disperso. d) Esfrie a mistura para a temperatura ambiente. A maior impureza no produto final é o próprio ácido salicílico. b) Adicione 5 gotas de ácido sulfúrico concentrado e agite. Metodologia O ácido acetilsalicílico será preparado neste experimento. aqueça a mistura até 50-60o C por 15 minutos. c) Após a reação inicial terminar. 44 Figura 9: Filtração a vácuo. Parte II: Purificação do Ácido Acetilsalicílico através da Técnica de Recristalização Para recristalizar. Repita o teste usando o ácido acetilsalicílico sintetizado e também Aspirina comprado em farmácia. Se um sólido se separar. 2. 5.5. adicione 1-2 gotas de solução de cloreto férrico à solução. Filtre os cristais por vácuo e seque pressionando-os entre papéis de filtro. aqueça a mistura em um banho de vapor até a dissolução ficar completa e permita que esta esfrie vagarosamente. com funil de Buchner. Relate suas observações. Coloque cerca de 100 mg de ácido salicílico num pequeno tubo de ensaio. dissolva o ácido acetilsalicílico preparado no volume mínimo de metanol quente e despeje essa solução em água a 45o C. Relate suas observações 44 . Teste seu produto do modo como se segue: 1. Determine o rendimento percentual e coloque o produto num vidro rotulado. grande quantidade de ácido sulfúrico concentrado no chão do laboratório. para a neutralização do ácido. em meio ácido? * c) O H+ atua. !" Maria achou que. na preparação do AAS. adicione água (2 mL) e aqueça a mistura em banho de vapor por 1 minuto. * g) Por quê é recomendável utilizar-se apenas uma quantidade mínima de solvente na etapa de recristalização e quais critérios deverão ser levados em consideração para que um solvente possa ser empregado neste processo? * h) Na etapa de filtração a vácuo. Cite outra(s) técnica(s) utilizadas para iniciar a formação de cristais. Questionário a) Proponha outros reagentes para sintetizar a aspirina e outros solventes que poderiam ser utilizados na sua purificação: b) b) Qual é o mecanismo da reação entre o ácido salicílico e o anidrido acético. * f) Ao purificar um composto por recristalização. nada melhor do que se jogar uma solução concentrada de NaOH. é aconselhável esfriar a solução lenta ou rapidamente? Explique. Por quê? i) Três alunos (João. Cada um dos três teve uma idéia para resolver o problema: !" João sugeriu que jogassem água sobre o ácido. acidentalmente. * d) Qual é a função do “trap” (kitasato) no aparato para filtração a vácuo? e) Qual o reagente limitante usado nesta experiência? Justifique calculando o número de moles de cada reagente. 45 . Relate suas observações. Um deles derrubou. como um reagente ou como um catalisador? Justifique sua resposta. na reação de preparação do AAS.45 3. Maria e Ana) formavam uma equipe.6. Coloque 100 mg de Aspirina feita por você num tubo de ensaio pequeno. 5. os cristais formados são lavados com água gelada. Esfrie e adicione 1-2 gotas de solução de cloreto férrico a 1%. forma o salicilato de metila (óleo de Wintergreen). * l) Pesquise sobre a ação farmacológica do ácido acetilsalicílico e seus efeitos colaterais. quando tratado com excesso de metanol em meio ácido. Proponha reações para sua síntese: a) Salicilato de sódio. Qual dos procedimentos seria o mais correto? Explique detalhadamente: j) O ácido salicílico. B) Salicilamida. C) Salicilato de fenila. Mostre como esta reação ocorre: k) Os compostos descritos a seguir possuem propriedades analgésicas e antipiréticas semelhantes as da aspirina.46 !" Ana achou conveniente se jogar bicarbonato de sódio em pó sobre o ácido. * Itens obrigatórios 46 . e) Deve solubilizar mais facilmente as impurezas que a substância.1. Após sua síntese. e baseia-se na diferença de solubilidade que pode existir entre um composto cristalino e as impurezas presentes no produto da reação. não deve reagir com a substância). Estas substâncias têm ação analgésica suave (aliviam a dor) e antipirética (reduzem a febre).47 6. A reação deve ser catalisada por um ácido. a acetanilida pode ser purificada através de uma recristalização. EXPERIÊNCIA NO. uma amida secundária. c) Deve ser quimicamente inerte (ou seja. pode ser sintetizada através de uma reação de acetilação da anilina 2. Introdução Algumas aminas aromáticas aciladas como acetanilida. A acetanilida 1. Esta técnica é conhecida por recristalização. Um solvente apropriado para a recristalização de uma determinada substância deve preencher os seguintes requisitos: a) Deve proporcionar uma fácil dissolução da substância a altas temperaturas. 47 . formado como um sub-produto da reação. d) Deve possuir um ponto de ebulição relativamente baixo (para que possa ser facilmente removido da substância recristalizada). usando carvão ativo. fenacetina (p- etoxiacetanilida) e acetaminofen (p-hidroxiacetanilida) encontram-se dentro do grupo de drogas utilizadas para combater a dor de cabeça. O + NH2 2 H3C O 3 O CH3 H+ N 1 H O CH3 O + H3C 4 OH A purificação de compostos cristalinos impuros é geralmente feita por cristalização a partir de um solvente ou de misturas de solventes. b) Deve proporcionar pouca solubilidade da substância a baixas temperaturas. seguido de eliminação de ácido acético 4. 4 Síntese e Purificação da Acetanilida 6. a partir do ataque nucleofílico do grupo amino sobre o carbono carbonílico do anidrido acético 3. Para remoção de impurezas no soluto pode-se usar o carvão ativo. etanol e clorofórmio. pode-se recristalizar o produto. usando papel de filtro pregueado. na presença de um ácido.: material para cada um dos grupos!! 48 . combinações de solventes podem ser empregadas.4 g de anilina 2) 1. Utilizando-se estes dados de solubilidade. que atua adsorvendo as impurezas coloridas e retendo a matéria resinosa e finamente dividida. (exemplos: metanol e água. 6. deve ser feito lentamente para que se permita a disposição das moléculas em retículos cristalinos. O ponto de fusão é utilizado para identificação do composto e como um critério de pureza. durante o processo de recristalização. etc. que são pouco solúveis em água fria. 6. Compostos sólidos com faixas de pontos de fusão pequenas (< 2oC) são considerados puros. Caso se descubra que a substância é muito solúvel em um dado solvente para permitir uma recristalização satisfatória. Os pares de solventes devem ser completamente miscíveis.). mas pouco solúvel em água fria. clorofórmio e hexano. para aumentar a velocidade de filtração. A acetanilida sintetizada é solúvel em água quente. Material 1) 1.48 O resfriamento. com formação de cristais grandes e puros. mas é insolúvel em um outro.8 mL de anidrido acético 3) carvão ativado 4) água destilada 5) gelo obs.3. neste caso o anidrido acético 3. As impurezas que permanecem insolúveis durante a dissolução inicial do composto são removidas por filtração a quente. 2. Metodologia A preparação da acetanilida 1 ocorre através da reação entre a anilina 2 e um derivado de ácido carboxílico. dissolvendo-o na menor quantidade possível de água quente e deixando resfriar a solução lentamente para a obtenção dos cristais. coloque 1. Separe os cristais por filtração a vácuo e seque-os em estufa a 35oC. Passe o produto cristalizado para um erlenmeyer contendo 50 mL de água destilada e acrescente 0. aqueça até dissolução completa dos sólidos. Filtre a quente em papel pregueado. Em outro erlenmeyer. Ao resfriar. Filtre o produto em funil de büchner (Fig. Figura 10: Filtração a vácuo com funil de Buchner. imerso em cuba com gelo picado.8 mL de anidrido acético.4. 10) e lave várias vezes com água.1 g de carvão ativado. Adicione então 2 gotas de ácido sulfúrico concentrado.4 g de anilina e 1. Deixe cristalizar (resfriamento lento à temperatura ambiente). A seguir. Após a adição.49 6. Aqueça até ebulição por 5 minutos. Deixe esfriar lentamente para a cristalização da acetanilida. 49 . coloque o erlenmeyer em placa de aquecimento com agitação magnética e aumente a temperatura para 120o C. a mistura solidifica-se. aqueça 25 mL de água destilada até a ebulição e verta sobre a mistura solidificada obtida anteriormente. Procedimento Experimental Em um erlenmeyer. a diferença entre eles. 6. ii) Ácido propiônico e álcool n-pentílico. * * Itens obrigatórios 50 .4. * g) Como se deve proceder para verificar se os compostos acima foram realmente purificados após a recristalização dos mesmos? * h) Qual o ponto de fusão teórico da acetanilida? Compare com aquele obtido experimentalmente e justifique. Questionário a) Forneça as reações e os respectivos mecanismos envolvidos no experimento. * c) Qual é o solvente usado na recristalização da acetanilida? * d) Por quê se usou o carvão ativo na etapa de recristalização? e) Quando e por quê se deve utilizar a filtração a quente? f) Por quê se usa o papel de filtro pregueado na filtração? Ao purificar um composto por recristalização. * b) Em cada um dos pares abaixo. é aconselhável esfriar a solução lenta ou rapidamente? Explique. indique o produto com ponto de fusão mais alto. justificando cada escolha: i) Um ácido carboxílico e o seu respectivo sal. iii) Éter etílico e álcool etílico.50 Figura 11: Filtração simples a quente. se existir. Essa reação é um dos mais antigos processos orgânicos conhecidos e utilizados pelo homem. amendoim. são solúveis em água. EXPERIÊNCIA NO. Os lipídios são os principais constituintes das células armazenadoras de gordura dos animais e das plantas e constituem-se numa das mais importantes reservas alimentares dos organismos vivos. essa propriedade faz com que eles difiram de duas outras classes de compostos orgânicos. tintas e vernizes. gorduras animais (toucinho.51 7. que ocorrem na natureza. etc). as principais fontes de gorduras e óleos na nossa dieta são os lacticínios (creme de leite e manteiga). 5 Reação de Saponificação 7. ela é conhecida como reação de saponificação. devido às suas estruturas muito polares. milho. gordura).1. Além de sua importância como alimento. os lipídios são usados na manufatura de sabões e detergentes sintéticos e também como matéria-prima para a fabricação de glicerol (glicerina). Embora o organismo humano sintetize lipídios. etc. mas regem lentamente com soluções alcalinas (soluções de hidróxido de sódio ou potássio) em ebulição. que permite a conversão de gorduras animais em sabão. conforme mostra a seguinte equação química: O O R C OR' (s) H2O + NaOH (aq) R C ONa + (aq) R' OH (aq) sal Éster álcool 51 . Introdução As gorduras.). os óleos e as graxas pertencem à classe de compostos orgânicos. Por esta razão. A reação de saponificação transforma um éster em um sal de um ácido carboxílico em um álcool. formando produtos solúveis. óleos secantes. chamados lipídeos (do grego lipos. Os lipídios são encontrados em plantas e animais e são insolúveis em água. a das proteínas e a dos glicídeos que. As gorduras animais e óleos vegetais são insolúveis em água. bacon. gorduras vegetais sólidas (margarina) e gorduras vegetais líquidas (óleo de soja. 52 Onde R e R’ representam grupos alquílicos. No caso específico dos lipídios constituintes de óleos e gorduras. a reação é dada pela seguinte equação química: Assim. o glicerol pode estar esterificado com dois ou três ácidos diferentes. os óleos e as gorduras são definidos como ésteres resultantes da reação entre ácidos carboxílicos e glicerol. como mostra o seguinte exemplo: H2C HC H2C O O O CO CO CO (CH2)14 (CH2)14 (CH2)14 CH3 CH3 CH3 Tripalmitoilglicerol Nos triglicerídeos mistos. Os triésteres do glicerol são também conhecidos como triglicerídeos (ou triglicérides). como por exemplo: H2C HC H2C O O O CO CO CO (CH2)14 (CH2)16 (CH2)14 CH3 CH3 CH3 2-Estearoildipalmitoilglicerol 52 . Os triglicerídeos simples são ésteres nos quais os 3 grupos -OH do glicerol estão esterificados com o mesmo ácido. A manteiga. A composição de uma gordura é normalmente expressa em termos dos ácidos obtidos na reação de saponificação (hidrólise alcalina). 53 . Geralmente. por sua vez. de 83% de ácido oléico. Tabela 1.53 Tanto os glicerídeos simples como os mistos estão presentes nas gorduras e óleos naturais. mirístico e palmítico). Já os óleos são líquidos e fornecem principalmente ácidos insaturados (oléico. Os ácidos linoléico e linolênico contêm duas e três ligações duplas. Ácidos comuns provenientes de gorduras e óleos naturais Nome do ácido Láurico Mirístico Palmítico Esteárico Oléico Linoléico Linolênico Fórmula Molecular C11H23-COOH C13H27-COOH C15H31-COOH C17H35-COOH C17H33-COOH C17H31-COOH C17H29-COOH O ácido oléico contém uma ligação dupla carbono-carbono na cadeia (monoinsaturado). em massa. As gorduras são os triglicerídios sólidos e fornecem ácidos saturados (láurico. A Tabela 1 apresenta alguns dos ácidos mais comumente encontrados em óleos e gorduras naturais. respectivamente. A diferença entre gorduras e óleos consiste basicamente nos seus estados físicos (sólido ou líquido) na temperatura ambiente. uma gordura ou um óleo natural é constituído de uma mistura complexa de glicerídeos. A existência de ligações duplas carbono-carbono (insaturação) nas cadeias dos ácidos dificulta o alinhamento regular das moléculas. linoléico e linolênico). contém ésteres de pelo menos quatorze ácidos diferentes. 4% de ácido esteárico e 7% de ácido linoléico. 6% de ácido palmítico. ocasionado o abaixamento do ponto de fusão do triglicerídeo. O óleo de oliva fornece na hidrólise alcalina uma mistura de ácidos constituída. por exemplo. Antes da comercialização. Os sabões são preparados pela saponificação de gorduras animais ou óleos vegetais. adiciona-se uma solução de cloreto de sódio para precipitar o sabão em forma de blocos espessos. O palmitato de miricila. o sabão é purificado para separar as impurezas (cloreto de sódio. excesso de hidróxido de sódio. é o principal constituinte da cera de abelha. etc. A equação química que representa a síntese do sabão a partir da gordura ou óleo é: 54 . Uma vez terminada a reação.54 Composição de alguns óleos e gorduras As graxas diferem dos óleos e das gorduras por não serem ésteres do glicerol. C15H31-CO-OC30H61. glicerol.). que são aquecidos numa caldeira aberta com um pequeno excesso de soda cáustica (hidróxido de sódio). 55 Um sabão tem a fórmula geral R-CO-O-Na+ onde R é uma cadeia carbônica contendo geralmente de 12 a 18 átomos de carbono. A extremidade polar confere solubilidade em água (hidrofílica. as cadeias de carbono apolares (hidrofóbicas) ficam dirigidas para o centro e as partes polares (hidrofílicas) ficam em contato com as moléculas da água. contendo agregados denominados de micelas. atraída pelas moléculas da água) enquanto que a apolar é insolúvel na água (hidrofóbica. forma-se um sistema coloidal. A característica mais importante de um sabão é que uma das extremidades da sua molécula é altamente polar (iônica) enquanto que o resto dela é apolar. Numa micela. repelida pela água). Os íons positivos (Na+) ficam na água próximo à micela (Figura 12). 55 . Quando um sabão é agitado com água. as partículas sólidas de sujeiras poderão também ser removidas. Se o óleo puder ser removido. podem então ser removidas pela água. 56 . clorídrico. conforme mostra a seguinte equação química: C17H35 COONa (aq) + HCl (aq) C17H35 COOH (s) + NaCl (aq) Estearato de sódio Ácido esteárico Enquanto que os sabões são solúveis em água (formam micelas). nítrico.56 Figura 12: Micela formada pela mistura do sabão com a água Como um sabão consegue remover as sujeiras? A maior parte das sujeiras adere às roupas. mãos e outros objetos por meio de uma fina camada de óleo. A água por si só não consegue dissolver gotículas de óleos (hidrofóbicas). Por essa. Por essa razão. a parte central apolar captura as gotículas de óleo (forma uma emulsão). Os sabões são sais de ácidos carboxílicos. na presença da micela de sabão. os ácidos correspondentes são insolúveis. As demais sujeiras. os sabões não podem ser usados em meios ácidos. etc). pois as mesmas são solúveis no centro apolar. os ácidos carboxílicos são ácidos mais fracos que os ácidos inorgânicos (sulfúrico. isentas de óleo. os sabões podem ser transformados em ácidos carboxílicos pela reação com ácidos inorgânicos. onde ocorre a precipitação do ácido e a perda da ação emulsiva. razão. banheira. os sais insolúveis precipitam e aderem ao tecido que está sendo lavado (ou na beira da pia. Solução saturada de NaCl. Parte Experimental 7. Por outro lado. 2. esses sais são solúveis em água (formam micelas). etc. um sal de sódio. segundo a seguinte equação: 2 C17H35 COONa + Ca2+ (s) + 2Na (aq) 2 sal de cálcio. um sabão não pode ser empregado com eficiência num meio que contenha esses íons (água dura). insolúvel na água (aq) + Ca2+ (aq) C17H35 COO sal de sódio Problemas relacionados às reações químicas dos sabões comuns levaram ao desenvolvimento de detergentes sintéticos. Reagentes e equipamentos: - Erlenmeyer. ou mesmo nas mãos. Solução de potassa alcoólica*. Banho-maria (70-75oC). Solução de sabão obtida no experimento da aula prática. Ela deverá ser preparada no momento de ser utilizada. 57 . em geral. 2. Dessa forma. Mg2+ ou Fe3+ são insolúveis em água. cujo preparação está representada no esquema abaixo: 7. Solução de cloreto de cálcio 10%. Ácido acético glacial. os sais de Ca2+.1. * Esta solução de potassa alcoólica é feita misturando-se 10 mL de KOH 40% e 10 mL de etanol. neste caso.). Tubos de ensaio. Um exemplo de detergente sintético é o sulfato lauril de sódio. tanque.57 O sabão comum é. 2.58 7. Procedimento Experimental PARTE A: Colocar em um erlenmeyer 50 gotas de óleo vegetal fornecido pelo professor. Aquecer em banho-maria (70-75oC) durante 30 minutos. 58 .2. Adicionar 15 mL da solução de potassa alcoólica. Observar a formação de uma solução opalescente de sais de potássio de ácidos graxos (sabões). solução. Observar a de a transformação do sabão formação do precipitado de ácidos graxos. transformado graxo insolúvel na solução aquosa. g) Por que não se deve pipetar a solução de sabão com a boca? 59 . que provoca de sódio. 2 (precipitação de sabões de cálcio) 3 (precipitação por execesso de eletrólitos) uma solução gota-a-gota. em proporções idênticas. insolúvel. Questionário a) Proponha um mecanismo para a reação de saponificação.59 PARTE B: Propriedades Físico-Químicas de Sabões CUIDADO: NÃO PIPETAR A SOLUÇÃO DE SABÃO COM A BOCA!!! Repartir a solução de sabão obtida anteriormente. 7. b) Proponha um mecanismo para a hidrólise ácida de ésteres. c) Como o sabão limpa a sujidade? d) O que são surfactantes? e) O que são micelas? f) Faça uma pesquisa sobre detergentes sintéticos e compare suas estruturas com a estrutura química do sabão comum. Pela acidificação da cálcio. e transferir para 3 tubos de ensaio realizando os seguintes ensaios: Tubos 1 (precipitação de ácidos graxos) Adicionar.3. Adicionar gotas de uma Adicionar ácido acético até notar o solução aquosa de cloreto aquosa saturada de cloreto aparecimento precipitado de branco um de cálcio 10%. o sabão em foi ácido eletrólitos. insolúvel em de potássio em sabão de sabão por um excesso de água. Para sabão colorido. conhecido comercialmente por glicerina). Despeje o sabão na fôrma. 75 mL de etanol 95% e 75 mL de água destilada. 6 Fabricação de Sabões Transparentes 8.1.2. até obter uma solução límpida. EXPERIÊNCIA NO. 3. 8. 2. o sabão transparente deve ser envasado de maneira diferente para evitar evaporação de álcool e água. Existe um método econômico e fácil para fabricar este atrativo e útil produto. 60 . acrescente uma pitada de corante de sua preferência. Para perfumar o sabão acrescente 0.60 8. Um procedimento típico é dado a seguir.5 mL de óleo de limão ou qualquer outra fragrância. acrescentar 125 mL de glicerol (propanotriol. Procedimento Experimental 1. Aqueça com cuidado em banho-maria (não coloque sobre chama) com agitações ocasionais. Pesar cerca de 100 g de sabão comum em um Becker de 250 mL. Introdução Sabões transparentes são de preferência popular e freqüentemente são muito utilizados. Para armazenar. 4. flores e temperos. Os ésteres simples tendem a ter um odor agradável.1. 61 . Estes reproduzem aromas naturais de frutas. EXPERIÊNCIA NO. Alguns destes são mostrados na tabela abaixo: ACETATO Propila Octila Benzila Isobutila Isoamila ODOR CARACTERÍSTICO pêra laranja pêssego rum banana Químicos e Farmacêuticos combinam compostos naturais e sintéticos para preparar aromatizantes. estando geralmente associados com as propriedades organolépticas (aroma e sabor) de frutos e flores. Muitos ésteres voláteis possuem odores fortes e agradáveis. Geralmente. que contribuem para seus aromas característicos. estes flavorizantes contém ésteres na sua composição. Introdução Ésteres são compostos amplamente distribuídos na natureza. os aromas e fragrâncias de flores e frutos devem-se a uma mistura complexa de substâncias. Em muitos casos. 07 Preparação de Um Aromatizante Artificial: Acetato de Isoamila 9.61 9. onde há a predominância de um único éster. O acetato de isoamila 1 será preparado a partir da reação entre álcool isoamílico e ácido acético.20. 62 . tal como glicerina. Acetato de isoamila tem um forte odor de banana quando não está diluído. e um odor remanescente de pêra quando esta diluído em solução. usando ácido acético em excesso. ATENÇÃO!: É importante saber que o acetato de isoamila é o maior componente do feromônio de ataque da abelha. A combinação dos compostos individuais é feita por diluição em um solvente chamado de "veículo". Em seguida. atraindo assim outras. O H3C OH + HO H+ H3C O O 1 + H2O A reação de esterificação é reversível. Ésteres podem ser convenientemente sintetizados pelo aquecimento de um ácido carboxílico na presença de um álcool e de um catalisador ácido. Portanto. O tratamento da reação visando a separação e isolamento do éster 1 consiste em lavagens da mistura reacional com água e bicarbonato de sódio aquoso. O veículo mais freqüentemente usado é o álcool etílico. um éster muito usado nos processos de aromatização. é prudente você evitar contato com abelhas após a realização desta prática. Um fixador de alto ponto de ebulição. que são intensificados com alguns ingredientes para aumentar a sua eficiência. Este composto é liberado quando uma abelha ferroa sua vítima. usando ácido sulfúrico como catalisador. é geralmente adicionado para retardar a vaporização dos componentes voláteis. Metodologia Neste experimento será sintetizado o acetato de isoamila 1 (acetato de 3metilbutila). o produto será purificado por destilação fracionada.62 Aromatizantes superiores reproduzem perfeitamente os aromas naturais. Para aumentar o rendimento do acetato será aplicado o princípio de Le Chatelier (lembra deste princípio?).2. Em geral. para a retirada das substâncias ácidas presente no meio. estes aromatizantes são formados de óleos naturais ou extratos de plantas. 9. tendo uma constante de equilíbrio de aproximadamente 4. 9. Cuidadosamente. Terminado o refluxo. num balão de fundo redondo apropriado. coletando o líquido que destilará entre 136°C e 143°C.0 mL de ácido sulfúrico concentrado. durante a reação? * b) Como se remove o ácido sulfúrico e o álcool isoamílico. Questionário a) Discuta o mecanismo da reação. Destile o éster. adicione então as pedras de porcelana e refluxe por 40 minutos (Figura 13). Qual a função do ácido sulfúrico? É ele consumido ou não. Utilizando um funil de separação. misture 17 mL de ácido acético glacial com 15 mL de álcool isoamílico. Figura 13: Esquema de uma reação sob refluxo. Procedimento Experimental Em uma capela.4. acrescente à mistura 1. Seque o éster com sulfato de sódio anidro e filtre por gravidade.63 9. lave a mistura com 50 mL de água e em seguida duas porções de 20 mL de bicarbonato de sódio saturado.3. depois que a reação de esterificação está completa? * c) Por quê se utiliza excesso de ácido acético na reação? * d) Por quê se usa NaHCO3 saturado na extração? O que poderia acontecer se NaOH concentrado fosse utilizado? * e) Sugira um outro método de preparação do acetato de isoamila: 63 . pese e calcule o rendimento. deixe a mistura reacional esfriar à temperatura ambiente. 64 f) Sugira reações de preparação dos aromas de pêssego (acetato de benzila) e de laranja (acetato de n-octila): * g) Sugira rotas de síntese para cada um dos ésteres abaixo.html 64 .qmc. * SAIBA MAIS SOBRE OS ÉSTERES: http://www. apresentando o mecanismo de reação para um deles: propionato de isobutila. b) butanoato de etila. rendimentos). * j) Cite alguns exemplos de ésteres encontrados na natureza.ufsc. * h) Qual é o reagente limitante neste experimento? Demonstre através de cálculos: i) Calcule o rendimento da reação e discuta seus resultados (purificação. (IMPORTANTE: Procure ésteres diferentes dos citados durante a aula): k) Ésteres também estão presentes na química dos lipídeos. c) fenilacetato de metila.br/organica/exp13/index. Forneça a estrutura geral de um óleo e uma gordura. dificuldades. O O RCH2OH + CrO3 + H2SO4 R-C H R-C OH + Cr2(SO4)3 ppto. Este teste também pode ser usado para aldeídos. respectivamente. Teste de Jones (oxidação com ácido crômico) O teste de Jones baseia-se na oxidação de álcoois primários e secundários a ácidos carboxílicos e cetonas.65 10. Verde Álcool secundário R3COH + CrO3 + H2SO4 Não reage Álcool terciário 65 . EXPERIÊNCIA NO. secundários ou terciários é feita com o teste de Jones e com o teste de Lucas. A oxidação é acompnhada pela formação de um precipitado verde de sulfato crômico. A identificação dos álcoois primários. 09 Caracterização de Álcoois Técnicas/conceitos envolvidos: Reações de álcoois: oxidações de álcoois primários e secundários. Verde Álcool primário Aldeído O Ácido carboxílico R2CHOH + CrO3 + H2SO4 R-C R Cetona + Cr2(SO4)3 ppto. 10.1. pelo ácido crômico. formações de haletos de alquila a partir de álcoois. Caracterização de grupos funcionais. Cloreto de zinco. 2-propanol. Proveta de 25 mL Proveta de 50 mL. Estantes para tubos de ensaio. Pipetas de Pasteur. Balança. ZnCl2 R OH + HCl R Cl + H2O A reação ocorre com a formação de um carbocátion intermediário. 2-metil-propanol.3. Banho de gelo. Acetona. Ácido clorídrico concentrado. Água destilada.2.3. Banho-maria. com a formação de cloreto de alquila. Álcoois: álcool benzílico. Pêras de borracha. Reagentes e equipamentos: Óxido de cromo (CrO3). Parte Experimental 10.66 10. Pipetas de 5 mL. Teste de Lucas O chamado teste de Lucas é a reação de álcoois com ácido clorídrico e cloreto de zinco. Ácido sulfúrico concentrado. O carbocátion mais estável é formado mais rapidamente e a reatividade de álcoois aumenta na seguinte ordem: primário < secundário < terciário < alílico < benzílico Obs: O teste é usado apenas para álcoois solúveis em água. Permanganato de potássio. Tubos de Ensaio. 66 .1. 10. 1-propanol. Espátula para pesagem. Os álcoois primários não reagem nestas condições. Teste de Lucas Preparação do Reagente de Lucas: Dissolver 32 g de cloreto de zinco anidro em 20 mL de ácido clorídrico concentrado e resfriar a solução resultante em banho de gelo e água. (Obs: JÁ ESTÁ PREPARADO!) TESTE: Dissolver 2 gotas de amostra (álcool) a ser analisada (ou 15 mg. Os álcoois alílicos. 10.3. 67 .3. Procedimento Experimental 10. Se não ocorrer a reação em 5 minutos. se a amostra for sólida) em 20 gotas de acetona pura. em 5 segundos.3. em um tubo de ensaio. 2 a 3 mL do reagente de Lucas e 4 a 5 gotas da amostra (álcool) a ser analisada e observar o tempo gasto para a turvação da solução ou o aparecimento de 2 camadas.4.2.2. aquecer cuidadosamente em banhomaria durante 3 minutos. b) Proponha um mecanismo de reação para a transformação de um álcool a haleto de alquila pelo reagente de Lucas.2. (Obs: JÁ ESTÁ PREPARADO!) TESTE: Misturar. 5 a 6 gotas da solução de ácido crômico preparado anteriormente. Adicionar. Teste de Jones (oxidação com ácido crômico) Preparação do ácido crômico: Dissolver 10 g de óxido de cromo VI (CrO3) (pode ser também K2CrO7) em 10 mL de ácido sulfúrico concentrado. benzílicos e terciários reagem imediatamente.67 10. Questionário a) Faça uma pesquisa sobre outros reagentes oxidantes de álcoois. Os álcoois secundários demoram cerca de 5 minutos para reagir. com agitação.1. Adicionar cuidadosamente esta solução a 30 mL de água. O aparecimento. de um precipitado verde confirma a presença de álcool primário ou secundário. 10.2. Introdução As essências ou aromas das plantas devem-se principalmente aos óleos essenciais. que é o ponto de ebulição da água. em perfumes. uma mistura de compostos de alto ponto de ebulição e água pode ser destilada à temperatura menor que 100°C. Muitos componentes dos óleos essenciais são substâncias de alto ponto de ebulição e podem ser isolados através de destilação por arraste a vapor. onde a pressão total de vapor é a soma das pressões de vapor parciais dos componentes. 68 .68 11. Assim. EXPERIÊNCIA NO. Note que este comportamento é diferente daquele observado para líquidos miscíveis. 9 Destilação por Arraste a Vapor: Extração Do Cinamaldeído da Canela 11. como a cânfora e o eucalipto. Outros são usados na medicina.1. Misturas imiscíveis não se comportam como soluções. Além dos ésteres. álcoois e compostos carbonílicos. Para dois líquidos imiscíveis A e B: Ptotal = PoA + PoB onde PoA e PoB são as pressões de vapor dos componentes puros. geralmente pertencentes a um grupo de produtos naturais chamados terpenos. Alguns óleos essenciais são também conhecidos por sua ação antibacteriana e antifúngica. principalmente por seus aromas agradáveis. incenso. temperos e como agentes flavorizantes em alimentos. Os óleos essenciais são usados. A pressão total de vapor da mistura torna-se igual a pressão atmosférica (e a mistura ferve) numa temperatura menor que o ponto de ebulição de qualquer um dos componentes. os óleos essenciais são compostos por uma mistura complexa de hidrocarbonetos. O princípio da destilação à vapor baseia-se no fato de que a pressão total de vapor de uma mistura de líquidos imiscíveis é igual a soma da pressão de vapor dos componentes puros individuais. Os componentes de uma mistura imiscível "fervem" a temperaturas menores do que os pontos de ebulição dos componentes individuais. A destilação por arraste de vapor é uma destilação de misturas imiscíveis de compostos orgânicos e água (vapor). A destilação por arraste a vapor pode ser utilizada nos seguintes casos: 1. Para separar substâncias pouco miscíveis em água cuja pressão de vapor seja próxima a da água a 100°C.3. 3.1. Quando se deseja separar ou purificar uma substância cujo ponto de ebulição é alto e/ou apresente risco de decomposição. pode-se convertê-lo em um derivado. 2. Procedimento Experimental 11.3. quando em solução existe uma substância não volátil. 11. Traços de água presentes no solvente deverão ser retirados com a ajuda de um sal dessecante (sulfato de sódio anidro). Metodologia Neste experimento será isolado o cinamaldeído 1 a partir do óleo de canela. O H 1 + NH2NH O NH2 -H2O 2 N H N O NH2 11. 4.69 Para dois líquidos miscíveis A e B: Ptotal= XA PoA + XB PoB onde XAPoA e XBPoB correspondem às pressões parciais de vapor. Para separar ou purificar substâncias contaminadas com impurezas resinosas.2. Este derivado será obtido através da reação do cinamaldeído com semicarbazida. um composto cristalino com ponto de fusão bem definido. Para retirar solventes com elevado ponto de ebulição. deve-se separá-lo da solução aquosa através de extrações com diclorometano. Como é difícil purificar o composto original ou caracterizá-lo através de suas propriedades físicas. 69 . usando um balão de três bocas (500 mL). O frasco coletor (125 mL) pode ser um erlenmeyer. empregando-se a técnica de destilação por arraste a vapor. Uma vez obtido o cinamaldeído. O produto formado é a semicarbazona do cinamaldeído (2). Obtenção do Cinamaldeído da Canela Monte a aparelhagem para destilação conforme a Figura 14. a fonte de calor pode ser uma manta elétrica ou um bico de Bunsen. numa velocidade que mantenha o nível original de água no frasco de destilação. Filtre a mistura em papel pregueado (diretamente em um balão de fundo redondo previamente tarado). Inicie o aquecimento de modo a ter uma velocidade lenta. Seque a fase orgânica com sulfato de sódio anidro. de destilação. baseado na quantidade original de canela usada. Figura 14: Destilação por arraste a vapor. transfira o líquido restante para um tubo de ensaio previamente tarado e concentre o conteúdo novamente por evaporação em banho-maria até que somente um resíduo oleoso permaneça. Calcule a porcentagem de extração de cinamaldeído. após a filtração concentre a mistura (utilizando um banho de vapor na capela). 70 .70 Coloque 10 g de pedaços de canela num balão de três bocas e adicione 150 mL de água. Continue a destilação até coletar 100 mL do destilado. Durante a destilação continue a adicionar água através do funil de separação. mas constante. Separe as camadas e despreze a fase aquosa. Tire a água do funil de separação e coloque o destilado nele. lave com uma pequena porção de CH2Cl2 e em seguida retire o solvente no evaporador rotativo. Seque o tubo de ensaio e pese. Opcionalmente. Extraia o destilado com 4 porções de cloreto de metileno (10 mL). Adicione 2 mL de água. 12.2 g de semicarbazida e 0. A esta mistura. Questionário a) Explique o funcionamento de uma destilação por arraste de vapor: b) Qual a função dos agentes dessecantes? Cite exemplos: c) Quais métodos poderiam ser utilizados para uma purificação do cinamaldeído.br/qmcweb/exemplar16. guaraná e sassafrás: j) Em caso de incêndio em um laboratório de Química. noz moscada. adicione 3 mL de etanol absoluto.1. O ponto de fusão da semicarbazona do cinamaldeído é de 217°C. quais os procedimentos básicos? SAIBA MAIS SOBRE O OLFATO: QMCWEB: http://www.html 71 . Resfrie e deixe a semicarbazona do cinamaldeído cristalizar. Procedimento Experimental Pese 0. a partir da canela? d) Apresente o mecanismo de reação entre cinamaldeído e semicarbazida: e) Quais outros derivados poderiam ser preparados a partir do cinamaldeído? f) Como pode ser realizada a caracterização do cinamaldeído? g) Discuta a pureza do derivado de semicarbazona. EXPERIÊNCIA NO. a partir da medida de seu ponto de fusão.71 12. Filtre em funil de Buchner e deixe secar.ufsc.2. 10 Preparação de um Derivado do Cinamaldeído 12. tais como: anis estrelado.3 g de acetato de sódio anidro. hortelã. Como este composto poderia ser melhor purificado? h) Calcule o rendimento da extração (porcentagem em massa de cinamaldeído isolado) e discuta os seus resultados: i) Cite outros exemplos de compostos orgânicos (aromáticos ou não) que podem ser extraídos de fontes naturais.qmc. pimenta. Junte esta solução ao cinamaldeído e aqueça a mistura em banho-maria por 5 minutos. Introdução Corantes AZO são os maiores e mais importantes grupos de corantes sintéticos. EXPERIÊNCIA NO. Eles são usados em roupas. portanto. 11 Preparação de Um Corante: Metil Orange 13. A produção de um corante azo envolve o tratamento de uma amina aromática com ácido nitroso. vermelhos. alimentos e como pigmentos de pinturas. Os corantes Azo possuem a estrutura básica Ar-N=N-Ar1. A unidade contendo a ligação -N=Né chamada de grupo azo. muitas combinações de ArNH2 e Ar1NH2 (ou Ar1OH) podem ser utilizadas. A reação entre sais de diazônio e nucleófilos é chamada de reação de acoplamento azo: H3C N CH3 _ CI + N N Ar B H3C N CH3 _ CI H3C N CH3 H N N Ar N N Ar CORANTE AZO 72 . laranjas. sofrendo. Este processo chama-se diazotização.72 13. Estas possíveis combinações fornecem uma variedade de cores. como amarelos. reações com espécies nucleofílicas. Ar-NH2 + HNO2 + HCI Ar-N N 1 + CI- + 2 H2O O íon diazônio 1 é um intermediário deficiente de elétrons. São também empregados nas tintas para impressão colorida.1. marrons e azuis. Os reagentes nucleofílicos mais comuns para a preparação de corantes são aminas aromáticas e fenóis. onde Ar e Ar1 designam grupos aromáticos quaisquer. fornecendo um íon diazônio (1) como intermediário. Na formação da ligação azo. um forte grupo cromóforo que confere cor brilhante a estes compostos. Em solução básica. metil orange existe como um íon 73 . fornecendo a heliantina 5. O primeiro produto obtido da reação de acoplamento é a forma ácida do metil orange. este sal de diazônio formado reage imediatamente com a N. através da reação de acoplamento azo entre ácido sulfanílico 3 e N.Na+ + NH2 CO2 + H2O Quando a solução é acidificada durante a diazotização.N-dimetilanilina. H3C N CH3 - O3S + N N - HOAc 4 CH3 NaO3S N N 2 N CH3 O3S N N ~H + N N H 5 + CH3 N H CH3 NaOH CH3 N CH3 - O3S Embora o ácido sulfanílico seja insolúvel em solução ácida. chamado heliantina (5). chamado metil orange. Em soluções com pH > 4. ocorre a formação in situ de ácido nitroso.2.Ndimetilanilina 4. Em seguida. Primeiramente deve-se dissolver o ácido sulfanílico em solução básica de carbonato de sódio. É interessante destacar que o metil orange possui aplicação também como um indicador ácido-base. SO32 NH3+ 3 + Na2CO3 2 SO3. O ácido sulfanílico precipita da solução como um sólido finamente dividido. a reação de diazotização é realizada em meio de ácido nitroso. 2). Metodologia Neste experimento será preparado o corante metil orange (“alaranjado de metila”. que é vermelho brilhante.4. que é rapidamente diazotizado.73 13. a heliantina é convertida no sal de sódio laranja 2. 3. adicione mais base. Parte I: DIAZOTIZAÇÃO DO ÁCIDO SULFANÍLICO: Em um erlenmeyer de 125 mL dissolva 0. Adicione 7. este íon é protonado para formar um íon dipolar de coloração vermelha. Mantenha esta mistura resfriada em banho de gelo por cerca de 10 minutos. Procedimento Experimental 13. com o auxílio de um papel de tornassol.1.1).2. para dissolver a maioria do metil orange recém formado. 13. Verifique se a mistura está básica. Em poucos minutos um precipitado vermelho de heliantina será formado. adicione esta solução à suspensão resfriada do ácido sulfanílico diazotizado preparado previamente.4 g de nitrito de sódio. 13. adicione 1. Resfrie a solução em banho de gelo por 5-10 minutos.5 mL de hidróxido de sódio 10%.2. até que a temperatura fique abaixo de 10oC.5 g de cloreto de sódio e deixe a mistura atingir a temperatura ambiente. Em soluções com pH < 3. Faça isso lentamente. A completa cristalização do produto pode ser induzida por resfriamento da mistura reacional. O sal de diazônio do ácido sulfanílico separa-se como um precipitado branco finamente dividido. (item 3.3.7 mL de N. Adicione 1.3. 74 .. Em seguida.3 g de carbonato de sódio anidro em 25 mL de água. Em seguida. mantendo uma agitação manual. Parte II: Preparação do Metil Orange: Misture em um béquer de 50 mL.5 mL de ácido acético glacial. Mantenha esta suspensão em um banho de gelo até ser utilizada.74 negativo que fornece a coloração amarela à solução. agitando a mistura até a completa dissolução. adicione 2. Com a ajude de uma pipeta de Pasteur. Deixe a solução atingir a temperatura ambiente e adicione 0. 0.25 mL de ácido clorídrico.0 g de ácido sulfanílico a esta solução e aqueça em banhomaria até a completa dissolução do material. com agitação. Se necessário. enquanto mantém a mistura resfriada em banho de gelo. Leve a solução básica à ebulição por 10-15 minutos.N-dimetilanilina e 0. Agite a mistura vigorosamente com um bastão de vidro. lavando o erlenmeyer com 2-3 porções de cloreto de sódio saturado. Colete os sólidos formados por filtração em funil de Buchner. uma pequena quantidade de metil orange em água. d) Discuta seus resultados em termos de rendimento. pese e calcule o rendimento. observando a mudança de cor no ponto de viragem (pH = 3. resfriando posteriormente em banho de gelo. Nem todo o corante se dissolve. pureza e teste de pH 75 . pH = 4. adicione algumas gotas de uma solução de HCl diluído e algumas gotas de uma solução de NaOH diluído.3.4. Deixe o produto secar.3. Mantenha a mistura em ebulição branda por alguns minutos.1: solução vermelha.4. Questionário a) Por quê a N. Forneça o mecanismo para a síntese do corante metil orange. c) Forneça a estrutura de outros corantes empregados industrialmente. contendo cerca de 75 mL de água em ebulição. Remova o papel filtro e deixe a mistura atingir a temperatura ambiente. Alternadamente. mas os sais contaminantes são dissolvidos.do anel? b) A reação de acoplamento do sal de diazônio é uma reação de substituição eletrofílica aromática. Filtre a vácuo e lave com um mínimo de água gelada.4: solução amarela). agitando constantemente. Parte III: Recristalização Transfira o precipitado (juntamente com o papel filtro) para um béquer de 125 mL. Teste Como Indicador De pH: Dissolva em um tubo de ensaio. 13.75 13. 13.N-dimetilanilina acopla com o sal de diazônio na posição para.3. br/organica . 2003. Editora Manole. Referências 1. 2001. QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL A Disponível em: http://www. Fundamentos de Química Geral Experimental – Apostila de Experimentos – FFCLRP – USP. Barueri. Química Orgânica Experimental – Apostila de Experimentos – Elaborada pelo Prof. Dr.Apostila de Experimentos - 2.ufsc.qmc. Da Química Medicinal à Química Combinatória e Modelagem Molecular: um curso prático – Organizadores: César Cornélio Andrei et al. 4.76 14. SP. 3. Denis Pires de Lima – Departamento de Química da UFMS. 76 .
Report "Apostila de esperimentos de química orgânica"