Reconhecimento de Funções OrgânicasReconhecimento de Funções Organicas Objetivos: Observar a particularidade orgânica dos compostos através da caracterização dos principais grupos funcionais. Introdução As funções orgânicas mais comuns são os Alcanos (Hidrocarbonetos saturados), Alquenos, Alquinos e Hidrocarbonetos Aromáticos (hidrocarbonetos Insaturados), Alcoóis, Aldeídos Cetonas, Ácidos Carboxílicos, Haletos de Alquila e Fenóis. Cada uma destas classes de compostos apresenta reações químicas especificas que podem ser utilizadas para sua caracterização. A metodologia clássica apresentada pelo professor Oliver Kamm de amostras orgânicas, chamada de qualitativa sofreu grandes mudanças durante as décadas como exemplos a cromatografia e espectroscopia. Porem as técnicas clássicas qualitativas permanecem e são classificadas em: 1.Exame preliminar: Cor - A cor da amostra é muito informativa. Substâncias orgânicas com grupos funcionais conjugados são coloridas, a intensidade da cor dependendo da extensão da conjugação. Por exemplo, nitro- e nitroso-compostos aromáticos e a-dicetonas são amarelos, quinonas e azo-compostos são de cor amarela, laranja ou vermelha; cetonas e alcenos extensamente conjugados possuem cores que vão do amarelo ao púrpura. Substâncias saturadas ou com baixo grau de insaturação são brancas ou pouco coloridas. A cor marrom é geralmente causada por pequenas impurezas; por exemplo, aminas e fenóis (incolores) tornam-se rapidamente marrom ou púrpura pela formação de produtos de oxidação. Odor - O cheiro de muitas substâncias orgânicas é extremamente característico, particularmente os de baixo peso molecular. Com alguma experiência poderemos reconhecer os odores característicos de muitas classes funcionais. Entretanto, a prática não é recomendável e devemos ser extremamente cautelosos ao cheirar substâncias desconhecidas, pois muitos compostos orgânicos são agressivos e venenosos. Chama - O teste de ignição é também bastante informativo. Uma pequena quantidade da amostra (cerca de 50 mg, se sólido, ou uma gota de líquido em espátula ou cadinho) deve ser brandamente aquecida numa chama. Se sólido, observe a temperatura aproximada de fusão, e se há decomposição. A temperatura em que a substância se funde é dependente de sua polaridade. Observe a inflamabilidade e a natureza da chama. A presença de halogênio dificulta ou impede a inflamabilidade. O inconfundível cheiro de dióxido de enxofre indica a presença de enxôfre no composto. Uma chama amarela fuliginosa indica alta insaturação ou elevado número de carbonos na molécula, mas uma chama amarela não fuliginosa é característica de hidrocarbonetos alifáticos. Se uma grande quantidade permanece inalterada após a ignição, a amostra desconhecida é provavelmente um sal metálico. convertendo-se respectivamente em cianeto. são o índice de refração e a densidade. A rotação óptica e o fator de retenção (Rf). os quais são detectados mediante ensaios específicos. Teste de Solubilidade Muitas informações sobre a natureza da amostra podem ser obtidas mediante simples testes de solubilidade. suficientemente características. Por meio deles. constitui bom critério de pureza. Recomendam-se também ensaios de solubilidade em solventes orgânicos. 4. halogênios. quando átomos de nitrogênio. tóxicos ou . Determinação de Constantes Físicas A determinação das constantes físicas tais como. Análise Elementar (fusão com sódio) A presença de outros elementos. mas o mesmo não se aplica ao ponto de ebulição.2. mas exigem sempre o uso de reagentes. Outras constantes físicas usadas para líquidos. tais como: água. O índice de refração. é necessário aplicar testes de funcionalidade adequados. é primordial. Na / calor NaCN NaX Na2S Substância orgânica contendo nitrogênio. quando aplicáveis. Embora úteis na identificação eventual de uma amostra. exceto para substâncias muito inertes. particularmente no caso de hidrocarbonetos. por exemplo. funções muito parecidas podem ser facilmente diferenciadas. devem ser também considerados. Na prática. A densidade pode servir como critério de pureza de uma amostra. facilmente medido em amostras líquidas. é raramente utilizada nas etapas iniciais de identificação estrutural. em uma amostra orgânica desconhecida é de enorme significado no processo de identificação. V. éteres e outras classes funcionais pouco reativas. enxofre. enxofre e/ou halogênio podem ser detectados pelo teste de Lassaigne. posto que muitos casos limítrofes de solubilidade são conhecidos. uma reação ácida-base. de suporte na identificação. ácido clorídrico diluído. sulfeto ou halogeneto de sódio. enxofre ou halogênios são mineralizados. determina-se a solubilidade de uma amostra desconhecida nos solventes que podem fornecer informações úteis. em geral. etc. muitas vezes agressivos. éter (confira Experimento 1). Teste de Grupos Funcionais Após classificação da amostra desconhecida em um determinado grupo de solubilidade. A solubilidade dos compostos orgânicos pode ser dividida em duas categorias principais: a solubilidade decorrente de simples miscibilidade e a solubilidade resultante de uma reação química. O teste consiste na fusão da amostra desconhecida com excesso de sódio metálico. servindo. pois não só fornece informações úteis para a identificação da amostra como pode ser fundamental na dedução de sua pureza. Um ponto de fusão nítido geralmente evidencia pureza da amostra. 3. Em geral os testes são muito simples e rápidos. ponto de fusão e ponto de ebulição. acetilenos de olefinas. porém. deve-se ter em mente que os testes de solubilidade não são infalíveis. além de carbono e hidrogênio. como por exemplo: aldeídos de cetonas. hidróxido de sódio diluído. solução de bicarbonato de sódio e ácido sulfúrico concentrado e frio. às vezes. alcoóis de éteres. Heteroátomos como nitrogênio. . Teste com nitrato de prata: Adicionou-se 1 ml do composto 6. estantes para tubo de ensaio. solução etanóica a 10% de cloreto férrico. cicloexanol. adicionamos cuidadosamente. 2 gotas de solução de bromo em tetracloreto de carbono. tercbutanol. já o composto 2 reagiu ficando marrom gerando precipitado. 5 gotas do composto 4 no segundo tubo e 5 gotas do composto 5 no terceiro tubo. Procedimento esperimental: Teste com Permanganato de Potássio (teste para insaturação): Colocou. 2. muitas vezes os testes químicos de caracterização de grupos funcionais são ainda indispensáveis na elucidação questões duvidosas sob o ponto de vista das técnicas espectrométricas. Os livros textos de química orgânica experimental geralmente apresentam tabelas de pontos de fusão de derivados das substâncias mais comuns. Colocamos em um segundo tubo de ensaio 1ml do composto 2 e também adicionamos 2 gotas de solução de KMnO4. cloreto de terbutila. De todo modo. Preparação de Derivados Após os exames preliminares de identificação o químico chega a uma lista de possibilidades estruturais. ciclexano. cicloexeno.se 1ml do composto 1 num tubo de ensaio e adicionamos 2 gotas de solução de KMnO4. mas também exigem instrumentação dispendiosa e nem sempre disponível. Os pontos de fusão de dois derivados diferentes. juntamente com o ponto de fusão (ou de ebulição) e das características organolépticas da amostra desconhecida. solução aquosa a 4% de KMnO4. formol. Na abordagem clássica. O composto 1 não reagiu com o permanganato de potássio permanecendo roxo. muitas vezes são suficientes para identificá-la completamente. Teste com Br2/CCl4 : Para confirmar o teste anterior Colocou-se cerca de 1ml do composto insaturado num tudo de ensaio limpo.4-dinitrofenilidrazina. solução aquosa a 10% de bicarbonato de sódio. acido acético. solução aquosa a 10% de fenol. em um tubo de ensaio e mais 3 gotas da solução de . etanol. água destilada. acetona. A etapa seguinte é a confirmação de uma das possibilidades. 5. solução a 10% de nitrato de prata. A caracterização de grupos funcionais por métodos espectrométricos modernos (particularmente IV e RNM) é muito mais rápida. Material: Tubos de ensaio. Reagente de Lucas. Teste do LUCAS: Pegou-se 3 tubos de ensaio e colocamos 1 mL do reagente de Lucas em cada um deles. Foi adicionado 5 gotas do composto 3 no primeiro tubo de ensaio. conta-gotas. usa-se freqüentemente converter a amostra desconhecida em derivados sólidos. Br2/CCl4. com pontos de fusão definidos.dispendiosos. O composto reagiu confirmando a insaturação do composto 2. Reagente de Fheling. adicionamos 3 gotas do composto 7. Agitamos e observamos se a formação de precipitado. Observações do teste com 2. O composto 8 teve reação porem formando um amarelo de cor mais claro. O fehling A e B reagiram com o composto 7 havendo uma projeção dos conteúdos.dinitrofenil-hidrazina: Observamos que o composto 7 não reagiu formando um precipitado amarelado. Resultados e discussões: Observações com o Permanganato de Potássio: Observamos o descoloramento da solução de KMnO4 e formação de um precipitado marrom caracterizam um hidrocarboneto insaturado.dinitrofenil-hidrazina: Em um tubo de ensaio colocou-se 2 gotas do composto 7 e adicionou-se 1 ml do reagente já preparado e efetuamos o mesmo procedimento com o composto 8.nitrato de prata. Observações com Br2/CCl4: Foi observado desaparecimento instantâneo da cor do bromo (vermelho) o que indica a presença de ligações múltiplas. Teste com reagente de Fehling: Pegamos um tubo de ensaio adicionou-se 1 ml da solução A e 1 mL da solução B e agitou-se o conteúdo do tubo. Observações do teste com nitrato de prata: Observamos a formação rápida de um precipitado o que indica a presença de um haleto orgânico alifático. . Já com o composto 8 houve reação com um certo “espelhamentos” do tubo de ensaio. aquecemos cuidadosamente o tubo num bico de gás. Observações do teste com bicarbonato de sódio: Observamos o “borbulhamento” ou formação de gás. Observações do teste com reagente de Fehling. Em seguida. Teste com cloreto férrico: (Teste para fenóis) Foi colocado 1 ml do composto 10 em um tubo de ensaio e adicionamos 2 gotas da solução de cloreto férrico. Teste com bicarbonato de sódio: (Teste para ácido) Colocamos 1 ml do composto 9 num tubo de ensaio e adicionou -se cerca de 1 m de solução de NaHCO3. Teste com 2. Observações do teste de LUCAS: Vimos que houve aparecimento de turvação depois de um certo tempo. indicando a presença de grupo carboxila. o que diferencia o álcool primário do secundário.4.4. O que mostra a presença de fenol no meio. .Observações do teste com cloreto férrico: Foi observada a indicação da cor marrom (azul + vermelho). Conclusão: Concluímos que cada composto orgânico experimentado tem suas particularidades e conformidades dependendo da reação almejada. Sendo essa função composta por uma ampla gama de combustíveis (metano. a definição inicial da química orgânica baseava-se na condição de que apenas seres vivos podiam produzi-las: sendo essa teoria derrubada pelo químico Friedrich Wöhler através da síntese artificial de uréia (orgânica) a partir de cianato de amônio (inorgânico). mas o ácido carbônico (H2CO3) não. naturais) ou em laboratório (artificiais). átomos de carbono e hidrogênio. Álcool . Entretanto. Assim. assim. Entretanto. o metano (CH4) é um composto orgânico. as funções orgânicas: Hidrocarbonetos São compostos constituídos por. As moléculas orgânicas podem ser sintetizadas por organismos vivos (sendo assim. acetileno). Os compostos orgânicos podem ser classificados conforme os átomos constituintes. Portanto essas características agrupam os compostos por semelhança que formam. propano.Metano Alcoóis Os alcoóis são constituídos por radicais de hidrocarbonetos ligados a uma ou mais hidroxilas. apenas. Hidrocarboneto .Os compostos orgânicos se diferenciam dos inorgânicos por apresentarem átomos de carbono distribuídos em cadeias e/ou átomos de carbono ligados diretamente a hidrogênio. nunca podem ser considerados bases de Arrhenius (pois não liberam essa hidroxila em meio aquoso).Etanol . radicais ligantes ou natureza das ligações. Grupo Funcional Éter Ésteres São semelhantes aos éteres por possuírem átomos de oxigênio entre as cadeias carbônicas (radicais). Diferindose dos alcoóis. Assim. . Porém. Sendo estas cadeias também de hidrocarbonetos (radicais alquila ou arila).Fenóis São cadeias aromáticas (hidrocarbonetos) ligados a uma ou mais hidroxilas. Grupo Funcional Fenol Éteres São compostos por um átomo de oxigênio entre duas cadeias carbônicas. a molécula é estruturada por: radical – carbonilo – oxigênio – radical. Grupo Funcional Éster Aldeídos São formados por um radical orgânico (alifático ou aromático) ligado a um ou mais grupos formilo (HCO). por apresentarem estrutura em anéis rodeados por grupos OH. diferem-se destes por possuírem um grupo carbonilo (CO) também entre os carbonos. portanto. E. dois radicais a -NH e três radicais a N. Grupo Funcional Cetona Ácidos carboxílicos São radicais alquila. .Grupo Funcional Aldeído Cetonas São compostas por dois radicais orgânicos (alifáticos ou aromáticos) ligados entre si pelo grupo carbonilo (CO). são ácidos fracos (liberam poucos íons H+ em meio aquoso). Grupo funcional do Ácido Carboxílico Aminas São compostos nitrogenados onde até três radicais orgânicos (arila ou alquila) se ligam a um átomo de nitrogênio pela substituição de átomos de hidrogênio da molécula de amônia. geralmente. É a essa função que pertence a acetona comercial (propanona – CH3COCH3). alquenila. De modo que um radical liga-se ao -NH2. arila ou hidrogênio ligados a pelo menos um grupo carboxílico (COOH). Grupo Funcional Amina Amidas São bem parecidas com as aminas. Assim. exceto pela presença do grupo carbonilo. (RCO)2NH. É nessa função orgânica que se encontram os CFC (clorofluorcarbonetos). até três radicais acila (RCO) se ligam a um átomo de nitrogênio pela substituição de átomos de hidrogênio do amoníaco. e (RCO)3N. Ou seja. as amidas possíveis são: RCONH2. Grupo Funcional Haleto . Grupo Funcional Amida Haletos orgânicos São compostos formados por halogênios (com NOx -1) que substituem átomos de hidrogênio pela reação de halogenação.