Desidratação de Álcoois: Obtenção do Cicloexeno apartir do Cicloexanol Professora: Luciana Machado Ramos Acadêmico: Diêgo de Melo Licenciatura em Química Anápolis, Setembro de 2012. O nucleófilo tanto pode atacar nucleofilicamente o carbono do grupo migrante como os átomos de hidrogênio. As condições experimentais. INTRODUÇÃO O cicloexeno (citado também como ciclo-hexeno ou ciclohexeno) é um hidrocarboneto com a fórmula C6H10. OBJETIVO O objetivo do experimento é a síntese do cicloexanol a partir da desidratação do cicloexanol envolvendo a catálise com ácido fosfórico. a eliminação também pode ocorrer por dois processos: a eliminação pode ser unimolecular (E1) ou bimolecular (E1). O dupleto eletrônico deixado peloi H ataca intramolecularmente o outro átomo de carbono. O aquecimento da maioria dos álcoois com um ácido forte provoca a perda de uma molécula de água e há a formação de uma alceno. Dependendo de uma série de fatores (substrato. OH H3PO4 + H2SO4 cicloexanol H2O cicloexeno 2. o mecanismo da eliminação compreende a saída de dois átomos ou grupos de átomos em uma molécula orgânica.2 fornecem ligações duplas. condições reacionais) as reações de substituição nucleofílica também podem ocorrer no meio reacional. em maior ou menor grau. como o ácido sulfúrico e o ácido fosfórico. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS UTILIZADOS Foram utilizados os seguintes equipamentos: . doadores de prótons. A eliminação acompanha normalmente as reações de substituição nucleofílica. Reações de eliminação são uma das mais importantes e fundamentais classes de reações químicas. são necessárias para realizar a desidratação e estão intimamente relacionadas com a estrutura do álcool individual. Tal como a substituição nucleofílica. sendo uma ótima metodologia para a preparação de alcenos. Este cicloalqueno é um líquido incolor com um odor penetrante. Basicamente.1. desidratam sob condições brandas. Cicloexeno não é muito estável sob estocagem por longos períodos com exposição à luz e ao ar porque forma peróxidos. temperatura e concentração de ácido. A reação de eliminação é favorecida a altas temperaturas. 3. Os ácidos mas comumente utilizados em laboratórios são ácidos de Bronsted. Os álcoois secundários. Eliminações são reações em que. Eliminações do tipo 1. explusando C e dando origem a uma ligação dupla C=C. temperatura. como é o caso do cicloexanol. por saída de dois grupos de átomos de carbono vizinhos se formam ligações duplas e triplas. É um intermediário em vários processos industriais. fornecendo éteres como sub-produtos. Tubo de ensaio XIV. Manta aquecedora V. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL O esquema mostrado na figura 1 representa a montagem do aparelho para se fazer a destilação do cicloexeno: Figura 1 – Aparelhagem para a destilação fracionada . Adaptadores de destilação XV. Balão de fundo redondo . Pipeta XII. Béquer IX. Cloreto de Cálcio anidro VI.100 mL II. Cicloexanol comercial II. Cloreto de Sódio IV. Permanganato de Potássio VII. Ácido fosfórico concentrado III. Ácido Sulfúrico diluído VIII. Ácido Sulfúrico concentrado 4. Proveta X. Porcelana porosa IV. Erlenmeyer XIII. Coluna de fracionamento VI. Funil de separação XI. Condensador VIII. Mangueiras Foram utilizados os seguintes reagentes: I.I. Termômetro VII. Balão de fundo redondo – 50 mL III. Carbonato de Sódio a 5% V. onde adicionou-se pedras de ebulição e destilado o cicloexeno em aparelhagem seca. Parou-se a destilação quando restou-se apenas um pouco de resíduo e o odor do anidrido sulfúrico foi aparente.1. que foram separadas após identificar-se a fase orgânica. A camada aquosa foi descartada e transferiu-se a fase orgânica para um erlenmeyer onde fora adicionado cloreto de cálcio anidro.Misturou-se em um balão de fundo redondo de 100 mL. decantou-se o material límpido para um balão de fundo redondo de 50 mL.06% de rendimento. Após comprovar-se que a água ainda contida no produto bruto havia sido aglutinada pelo cloreto de cálcio anidro. contendo o produto desejado. Logo coletou-se o haleto em um recipiente e aferiuse o volume com o auxílio de uma proveta. 21 mL de cicloexanol comercial e 5 mL de ácido fosfórico concentrado e adicionou-se alguns fragmentos de porcelana porosa. Ajustou-se o balão a um sistema de destilação fracionada e iniciouse o aquecimento controlando a temperatura para que não exceda a 90 ºC e coletouse o destilado em um erlenmeyer. 4.1.1 mL de cicloexeno que corresponde a: 35. Recolheu-se ao final do experimento 7.1 – Teste com Permanganato de Potássio e Ácido Sulfúrico . Deixou-se esfriar um pouco e transferiu-se o destilado para um pequeno funil de separação juntamente com uma ponta de espátula de cloreto de sódio e 2 mL de carbonato de sódio a 5 % e agitou-se: Após aliviada a pressão repousou-se o funil sobre o aro até uma completa separação de fases: Pode-se observar a presença de duas fases.REAÇÂO DE CARACTERIZAÇÃO 4. 199 0. onde reagimos o cicloexanol com o ácido fosfórico num processo de desidratação: OH H3PO4 + H2SO4 cicloexanol H2O cicloexeno No mecanismo da reação um hidrogênio ligado ao oxigênio na molécula de ácido fosfórico se liga ao oxigênio da hidroxila (do cicloexanol) formando a base conjugada íon dihidrogenofosfato e o cicloexanol protonado. RESULTADOS E DISCUSSÃO O experimento que realizamos é um exemplo de reação de eliminação mais especificamente uma eliminação intramolecular de álcoois. 4.0 105.27 5 2 - Quant.2 – Teste Ácido Sulfúrico concentrado Adicionou-se 0.086 0. O oxigênio da hidroxila protonada (do cicloexanol) rompe a ligação com o ciclo ficando com o par de elétrons e tornando o carbono deficiente em elétrons. 100.5 mL de cicloexeno a 1 mL de ácido sulfúrico concentrado. Assim houve o aquecimento da solução de cicloexanol em meio ácido através da destilação fracionada: . Tabela 1: Reagente Cicloexanol H3PO4 H2O Cicloexeno Peso Molec.048 - Densidade 0.14 Massa (g) 20 8. o oxigênio com carga formal negativa do íon dihidrogenofosfato se liga com um hidrogênio de um dos carbonos beta do ciclo e o par de elétrons da ligação C-H é utilizado para formar a ligação Para a síntese do cicloexeno é essencial a realização da catálise ácida com o aquecimento da solução em meio ácido. Enquanto.5 mL de cicloexeno a 1 mL de solução de Permanganato de Potássio a 5% e 0.53 0. Adicionou-se 0.81 5.685 2. Agitou-se cuidadosamente e observou-se a mudança de cor. (mols) 0.94 1.16 98.1.99 82.06 - Volume (mL) 21.5 mL de Ácido Sulfúrico diluído e agitou-se adicionando pequenas quantidades a mais de solução oxidante.42 5. 1.81 = m/7. onde este é passa para um funil de separação onde é acrescentado cloreto de sódio e carbonato de sódio. Um outro Teste de Caracterização com Ácido Sulfúrico concentrado foi feito para a identificação do cicloexeno.1 mL Densidade do cicloexeno: 0.0 g/mL) o que indica a presença de água uma vez que o ácido doi neutralizado pelo cloreto de sódio e o carbonato de sódio). a mistura torna-se heterogênea com duas fases: um líquido de cor branco-pérola (menos denso) e outro transparente: Portanto. Logo foi feito o Teste de Caracterização com uma solução de Permanganato de Potássio a 5% onde este adquire uma coloração violeta que ao adicionar o Ácido Sulfúrico diluído para a identificação do cicloexeno tende a descorar a cor violeta o que não foi possível ser identificado uma vez que obtivemos o falso negativo já que o processo de destilação fracionada apresentou algumas falhas. não excedendo a 90 ºC.81 g/mL) e o transparente é a água (1. Assim a presença do cicloexeno foi verificada pelo cheiro característico.1 m = 5. Inicialmente calcula-se a massa: d = m/V 0.75 g de cicloexeno (massa experimental) .onde a solução adquiriu uma aspecto incolor translúcido indicando a presença do produto em estudo.81 g/cm3 Cálculos do Rendimento percentual da reação Rendimento de uma reação é o quociente entre a quantidade do produto realmente obtido e a quantidade que seria teoricamente obtida pela equação química correspondente. 5. O material homogênio branco leitoso coletado em uma proveta onde verificou-se o volume de produto obtido.RENDIMENTO: O Cálculo do rendimento foi feito a partir do volume do destilado obtido: Volume do deslitado: 7. o material de cor branca é o cicloexeno que fica sobreposto á água (d = 0. Após a agitação do sistema.Quando há um pouco de reagente no balão com coloração marrom escuro desliga-se a manta. não permitindo um aquecimento ágil da coluna para a destilação. pelo fato da utilização de uma coluna de fracionamento ter “quebrado” o encaixe que conecta ao condensador. pelo mecanismo E1. que era a obtenção do cicloexeno através de uma reação de eliminação de um álcool. o experimento pode ser considerado bem sucedido.14 g 100.75 x 100 16. não originando o cicloexeno. A não destilação completa do cicloexanol que ficou no balão de fundo redondo sobre a manta elétrica. Mesmo com as perdas.1º.16 g de C6H11OH → 82. bem abaixo do previsto na literatura (70 a 80%). Utilizar a equação balanceada para a obtenção do cicloexeno para o cálculo do reagente limitante: C6H11OH(aq) → C6H10(aq) De acordo com a equação temos que 1 mol de C6H11OH (100. Utilização de uma coluna de fracionamento muito longa. uma vez que atingiu o objetivo principal. um rendimento que pode ter sido provocado por fatores como: Perda significativa de líquido durante a destilação fracionada. onde houve um atraso.06 %.40 Rendimento = 35. .16 g) produz 1 mol de C6H10 (82.14 g).40 g de C6H10 (massa teórica) Então temos: Rendimento percentual = massa experimental massa teórica Rendimento = 5.16 g Massa Molar C6H10: 82. CONCLUSÃO De acordo com os cálculos acima nota-se que o rendimento final obtido foi de 35.06 % 6.14 g de C6H10 20 g de C6H11OH → x x = 16. Assim temos: Dados: Massa Molar C6H11OH: 100. .. 2. Rio de Janeiro. W. 6ª ed. 3ª ed.7. 1996. Livros Técnicos Científicos. BIBLIOGRAFIA VOGEL. A. G. T. Vol.A. Análise Orgânica. Química Orgânica. . Ao Livro Técnico S. 1984 SOLOMONS. I.