NORMAS DE LABORATÓRIO

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FRA INSTITUT DE CIÊNCIAS EXATAS DEPARTAMENT DE QUÍMICA Apostila de LABRATÓRI DE QUÍMICA RGÂNICA II

2 NRMAS DE LABRATÓRI 1- Use óculos de segurança: ferimentos nos olhos são extremamente sérios e podem ser evitados. uso de lentes de contato é desaconselhado: existe a possibilidade de vapores químicos se alojarem sob as lentes, danificando o olho. 2- Use uma roupa apropriada: jaleco calça comprida e sapato fechado. s cabelos compridos devem ser presos. 3- NÃ SERÁ PERMITIDA A PERMANÊNCIA N LABRATÓRI DE ALUNS SEM ÓCULS DE SEGURANÇA U VESTIMENT ADEQUADA. 4- Siga as instruções do professor. Na dúvida, PERGUNTE! 5- Leia o roteiro ANTES da prática. 6- Não coloque sobre a bancada de laboratório bolsas, agasalhos ou qualquer material estranho ao trabalho que estiver realizando. Além de não precisar deles, você corre o risco de danificá-los. 7- Nunca trabalhe sozinho no laboratório: se sofrer um acidente serio, pode não conseguir ajuda a tempo. Espere a chegada do professor. 8- Não coma, não beba e não fuma no laboratório. 9- Considere todos os produtos químicos como venenos em potencial, enquanto não verificar sua inocuidade. Antes de usar qualquer reagente, leia atentamente o rotulo do frasco que o contem. Aprenda a identificar os símbolos de risco. Nunca utilize um reagente não rotulado. 10- A ingestão e a inalação de produtos químicos são perigosas. Pegar, tocar ou cheirar podem trazer consequências desagradáveis.quando for testar um produto químico pelo odor, desloque os vapores que se desprendem do frasco com sua mão, para sua direção. 11- Mantenha seu espaço de trabalho limpo. Limpe o material que derramou, feche os recipientes após o uso. 12- Trabalhe na capela quando indicado. exaustor leva os vapores nocivos para fora. 13- Para o aquecimento de substâncias inflamáveis use o equipamento indicado pelo professor (banhomaria, manta de aquecimento ou agitador magnético), usando perolas de vidro, pedaços de porcelana ou barra de agitação para evitar o superaquecimento. NUNCA AQUECA UM SISTEMA FECHAD. 14- Vidros quentes e frios tem o mesmo aspecto, metais quentes e frios também. Não teste a temperatura com a mão! Nao deixe sem o aviso "cuidado material aquecido", equipamento ou vidraria que tenha sido removida de sua fonte de aquecimento, ainda quente. 15- Nunca dirija a abertura de tubos de ensaio ou frascos para si ou para outra pessoa durante o aquecimento dos mesmos. 16- Ao preparar soluções diluídas de acido, coloque o ácido concentrado na água, nunca o contrário. 17- Evite o transporte soluções em recipientes de boca larga. 18- Nunca pipete aspirando com a boca. Use pera de segurança 19- Seja cuidadoso sempre que misturar dois ou mais compostos misturas podem ser exotérmicas, inflamáveis ou liberar gases tóxicos. Misture os reagentes vagarosamente, com agitação e, se necessário, resfriamento e sob a capela. 20- Utilize os recipientes adequados para o descarte de resíduos. Na duvida, pergunte ao professor. 21- Quando precisar guardar um produto para uma próxima aula, este deve ser rotulado com: nome do produto,data e nome da equipe. 22- Ao terminar o experimento, verifique se não ha torneira, gás ou água abertos. Desligue todos os aparelhos,deixe os equipamentos limpos. 23- Lave as mãos antes de sair do laboratório 2

3 Cuidados Gerais: Com Soluções Importante: Cerca de 80% das soluções químicas concentradas são nocivas aos organismos vivos, principalmente se ministradas por via oral. Não transporte soluções em recipientes de boca larga, se tiver que efetuá-lo por certa distância, triplique sua atenção durante o percurso e solicite a um colega que o acompanhe. Não leve à boca qualquer reagente químico, nem mesmo o mais diluído. Certifique-se da concentração e da data de preparação de uma solução antes de usá-la. Não pipete, aspirando com a boca, líquidos cáusticos, venenosos ou corantes, use pêra de segurança. Não use o mesmo equipamento volumétrico para medir simultaneamente soluções diferentes. Volumes de soluções padronizadas, tiradas dos recipientes de origem e não utilizadas, devem ser descartados e não retornados ao recipiente de origem. Com Sólidos e Líquidos descarte deverá ser efetuado em recipientes apropriados separando-se o descarte de orgânicos de inorgânicos. Cuidados com Aquecimento, incluindo: Reação exotérmica, chama direta, resistência elétrica e banhomaria. Não aqueça bruscamente qualquer substância. Nunca dirija a abertura de tubos de ensaio ou frascos para si ou para outrem durante o aquecimento. Não deixe sem o aviso "cuidado material aquecido", equipamento ou vidraria que tenha sido removida de sua fonte de aquecimento, ainda quente e deixado repousar em lugar que possa ser tocado inadvertidamente. Não utilize "chama exposta" em locais onde esteja ocorrendo manuseio de solventes voláteis, tais como éteres, acetona, metanol, etanol, etc. Não aqueça fora das capelas, substâncias que gerem vapores ou fumos tóxicos. Manuseio e Cuidados com Frasco de Reagentes Leia cuidadosamente o rótulo do frasco antes de utilizá-lo, habitue-se a lê-lo, mais uma vez, ao pegálo, e novamente antes de usá-lo. Ao utilizar uma substância sólida ou líquida dos frascos de reagentes, pegue-o de modo que sua mão proteja o rótulo e incline-o de modo que o fluxo escoe do lado oposto ao rótulo. Muito cuidado com as tampas dos frascos, não permita que ele seja contaminada ou contamine-se. Se necessário use o auxílio de vidros de relógio, placas de Petri, etc. para evitar que isso aconteça. Ao acondicionar um reagente, certifique-se antes da compatibilidade com o frasco, por exemplo, substâncias sensíveis à luz, não podem ser acondicionadas em embalagens translúcidas. Não cheire diretamente frascos de nenhum produto químico, aprenda esta técnica e passe a utilizá-la de início, mesmo que o frasco contenha perfume. s cuidados com o descarte de frascos vazios de reagentes não devem ser menores que os cuidados com o descarte de soluções que eles dão origem. Cuidados com Aparelhagem, Equipamentos e Vidrarias Laboratoriais: Antes de iniciar a montagem, inspecione a aparelhagem, certifique-se de que ela esteja completa, intacta e em condições de uso. Não utilize material de vidro trincado, quebrado ou com arestas cortantes. Não seque equipamentos volumétricos utilizando estufas aquecidas ou ar comprimido. 3

4 Aula 1: PREPARAÇÃ D 2,4-DINITRTLUEN 2,4-DNT é um intermediário importante no processo de fabricação do TDI (tolueno diisocianato), onde na primeira etapa obtem-se uma mistura dos isômeros orto, meta e paranitrotolueno, os quais são separados industrialmente por destilação fracionada. 1,2,3 -Trinitrotolueno, ou TNT é um composto instável que se decompõe com grande facilidade quando aquecido, formando gases que se expandem violentamente, causando o impacto da explosão. Esse produto é obtido por nitração exaustiva do tolueno. A nitração do tolueno levando a obtenção do 2,4 dinitrotolueno (2,4-DNT) é um exemplo de substituição eletrofílica aromática, onde ocorre a substituição do hidrogênio do ciclo aromático por um grupo nitro. tolueno é um benzeno substituído por um grupo metila, substituinte ativante orientador orto-para. grupo nitro introduzido é um substituinte desativante orientador meta. Nas condições reacionais usadas nesse experimento ocorrem duas reações de substituição eletrofílica aromáticas, levando a um composto dinitrado. CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 H 2 S 4 N 2 H 2 S 4 HN 3 + HN 3 N 2 61% 39% N 2 N 2 Procedimento:Trabalhando em capela, esfrie, em um balão de fundo redondo, 10 ml de ácido nítrico concentrado e adicione lentamente, com agitação 10 ml de ácido sulfúrico concentrado. Mantendo a mistura sob resfriamento adicione, em pequenas porções, 2 ml de tolueno. Prenda um condensador de refluxo ao balão e aqueça a mistura a 90ºC em banho-maria por 15 minutos. Deixe esfriar o meio reacional e derrame-o em em um béquer de 250 ml contendo 100 ml de água gelada. Filtre o precipitado em funil de Buchner e lave com água destilada para remover o ácido em excesso. Recolhe o sólido em frasco previamente pesado e identificado. Deixe secar e pese novamente. Questões: 1- Escreva o mecanismo da reação e explique porque se adiciona H 2 S 4? 2- Para que serve o condensador de refluxo? 3- Calcule o rendimento da reação Descarte dos resíduos: A mistura ácida recuperada na filtração a vácuo será neutralizada com solução de NaH 6M, diluída e em seguida descartada na pia. 4

5 Aula 2: PURIFICAÇÃ E IDENTIFICAÇÃ D 2,4-DINITRTLUEN produto obtido em uma reação química quase sempre encontra-se no estado impuro, sendo necessário purificá-lo. s compostos líquidos podem ser purificados por destilação. s sólidos são purificados por recristalização. Após purificação deve-se confirmar a pureza do composto obtido, pela determinação do ponto de fusão ou ebulição, da pureza cromatográfica, ou por espectroscopia (IV, RMN). Procedimentos: Determinação da pureza do 2,4-DNT por cromatografia em camada delgada Faça uma placa cromatográfica do composto obtido, usando o tolueno como eluente. bserve na luz UV ou revele com iodo. Anote os resultados. Caracterização do 2,4-DNT por meio de testes qualitativos Teste com hidróxido ferroso (para substâncias mononitradas) - As substâncias orgânicas que possuem grupos oxidantes são capazes de oxidar hidróxido ferroso (azul) a hidróxido férrico (marrom). A reação ocorre principalmente com compostos alifáticos ou aromáticos mononitrados, que são reduzidos a aminas. Compostos nitrosos, hidroxilaminas, nitratos ou nitritos de alquila e quinonas também podem oxidar o hidróxido ferroso. RN Fe(H) H 2 RNH Fe(H) 3 azul marrom Em um tubo de ensaio coloque aproximadamente 100 mg de 2,4 DNT e adicione 1 ml de solução recém preparada de sulfato ferroso amoniacal [Fe(NH 4 ) 2 (S 4 ) 2.6H 2 ] a 5%. Adicione 2 ml de solução alcoólica de hidróxido de potássio a 12 %. Agite o tubo e anote o resultado. Teste com NaH (Complexo de Meisenheimer) tratamento de nitrocompostos com NaH verifica o número de grupos nitro presentes no anel aromático. s compostos com apenas um grupo nitro não dão cor (ou apenas amarelo claro) A presença no mesmo anel de dois grupos nitro leva à uma coloração azul ou púrpura azulada; A presença de três grupos nitro leva o desenvolvimento de uma cor azulada. G G H N 2 H N 2 N 2 N 2 5 Complexo de Meisenheimer Em um tubo de ensaio dissolva aproximadamente 100 mg de 2,4 DNT em 5 ml de acetona e adicione 1 ml de solução de hidróxido de sódio a 10%, agitando sempre. bserva a cor. Questões 1 - Por que os compostos aromáticos nitrados podem sofrer ataque nucleofílicos? 2 - Escreva as equações das reações de caracterização do 2,4 DNT. 3 - Pode-se confirmar a estrutura de um composto usando unicamente seu ponto de fusão? Explique. 4 - Calcule o Rf do 2,4 DNT. Descarte dos resíduos: Solução contendo sulfato ferroso amoniacal deve ser descartada em frasco para metais pesados; neutralizar solução de tubo contendo solução de NaH 10% com solução diluída de HCl e então descartar na pia.

6 AULA 3 REATIVIDADE DS ALCÓIS E D FENL s alcoóis são compostos neutros que apresentam grupos hidroxila ligados a átomos de carbono de hibridização sp 3, enquanto nos fenóis o grupo hidroxila é ligado a um anel aromático. s alcoóis ocorrem em abundância na natureza e têm muitas aplicações industriais e farmacêuticas. s fenóis também ocorrem em abundância e são usados como intermediários na síntese industrial. fenol é o mais simples deles e possui propriedades antissépticas. Nesta aula propõe-se a identificação de amostras de alcoóis primários, secundários, terciários e fenol, baseada nas diferenças de reatividade destes compostos. Propriedades químicas a) Reação com sódio metálico RH + Na RNa + 1/2 H 2 b) Teste de Lucas: Formação de um carbocátion intermediário, sendo que o mais estável se forma mais rapidamente. Reatividade primário < secundário < terciário < alílico < benzílico ZnCl 2 RH RCl HCl c) xidação com dicromato de potássio RCH 2 H [] RCH [] RC 2 H R 1 H [] R 1 A ocorrência da reação é verificada pela mudança de cor, correspondendo a graus diferentes de oxidação do Cr. d) Acidez. H NaH Na R 2 R 2 e) Reação de fenóis com cloreto férrico 6 C 6 H 6 H + FeCl 3 [Fe(C 6 H 5 ) 6 ] H HCl Procedimentos a) Reação com sódio metálico (somente com etanol, a reaçaõ com fenol é muito exotérmica) Coloque 2 ml de etanol em um béquer de 25 ml. Adicione um pequeno fragmento de sódio metálico (obs.: o sódio reage violentamente com água) e observe. Quando todo o sódio tiver reagido adicione um pouco 3 gotas de solução de fenolftaleína. bserve b) Teste de Lucas (com álcoois primário, secundário, terciário) Coloque 3 ml do reagente de Lucas (HCl + ZnCl 2 ) em um tubo de ensaio e adicione 0,5 ml do álcool testado misture Anote o tempo requerido para a turvação do sistema. Se o composto não reagir, deixe o tubo na estante até o final da aula e observe novamente. 6

7 c) Reação com dicromato de potássio (álcoois e fenol) Em um tubo de ensaio coloque 1 ml de solução de dicromato de potássio 5%, 10 gotas de ácido sulfúrico a 20% e 3 gotas do composto testado. Agite o tubo por alguns minutos, observe e anote. d) Teste de acidez (fenol e etanol) Coloque 1 ml do composto testado e 1 gota de solução de fenolftaleína em um tubo de ensaio. Goteje uma solução aquosa diluída de NaH. bserve. e) Teste do cloreto férrico (fenol e etanol) Adicione 0,5 ml de uma solução de cloreto férrico a 1 ml do composto testado. bserve. Questões a) Quais testes permitem a diferenciação entre álcool 1, 2, 3 e fenol? c) Procure estrutoras de compostos naturais contendo o grupo funcional fenol. Descarte Frasco 1: reações com dicromato Frasco 2: reações com reagente de Lucas Frasco 3: reações com NaH Frasco 4: reações com cloreto férrico 7

8 Aula 4: XIDAÇÃ D ÁLCL BENZÍLIC ácido benzóico é um composto natural encontrado na maior parte dos frutos, especialmente nas bagas. ácido benzóico e os benzoatos são utilizados como conservantes alimentares (E210-E213) contra leveduras e bactérias. Concentrações altas resultam em um gosto amargo, o que limita a sua aplicação. Para propósitos comerciais, o ácido benzóico é preparado quimicamente a partir do tolueno. Nesta aula o ácido benzóico será obtido oxidando o álcool benzílico com uma solução de permanganato de potássio. Procedimento: Coloque em um balão 40 ml de água, 1,6 g de permanganato de potássio (KMn 4 ) e 0,8g de carbonato de sódio (Na 2 C 3 ). Agite bem o balão até que todo o KMn 4 e o Na 2 C 3 estejam completamente dissolvidos. Acrescente neste mesmo balão 1 ml de álcool benzílico. Prenda um condensador de refluxo ao balão, aqueça a mistura a 90ºC em banho-maria por uma hora; deixe a mistura esfriar, acidifique com ácido clorídrico concentrado (6 ml) e observe a precipitação do Mn 2. Adicione uma solução aquosa a 20% de bissulfito de sódio, com agitação, até que dióxido de manganês esteja completamente dissolvido e reste apenas um precipitado branco de ácido benzóico. Caso não ocorra a precipitação do ácido benzóico, adicione algumas gotas de ácido clorídrico concentrado até o meio ficar ácido. Quando a mistura estiver fria, filtre o ácido benzóico e lave-o com água fria. Recolhe o sólido obtido, deixe secar por uma semana e pese. Questões: 1. Escreva a equação da reação. 2. Calcule o rendimento da reação. 3. Qual o agente oxidante e o agente redutor nesta reação? 4. Por que devemos acidificar o meio após o término da reação de oxidação? 5. Além da oxidação de álcoois primários, procure outros métodos para a preparação de compostos carbonilados. Descarte de resíduos: A solução ácida deve ser neutralizada com uma solução saturada de bicarbonato de sódio. Após diluição pode ser descartada na pia. s resíduos contendo resíduos de Mn 2 devem ser descartados em frascos de metais pesados. 8

9 Aula 5: REAÇÕES CM CETNAS Um hidrogênio ligado a um carbono adjacente ao carbono da carbonila é suficentemente ácido para ser removido por uma base forte, formando enolatos. Esses compostos podem reagir com halogênios (reação do halofórmio) e com compostos carbonilados. produto formado desidrata facilmente para formar cetonas conjugadas. processo de adição eliminação é chamado de reação de condensação aldólica. H H H CH 3 Base R CH 3 R H Condensação aldólica entre uma cetona e um aldeído Procedimentos: 1. Preparação da dibenzalacetona Nesta prática o benzaldeído será condensado com a acetona para produzir o dibenzalacetona. Coloque em um erlenmeyer 1,5 g de hidróxido de sódio (NaH), 8 ml de água e 8 ml de etanol, agite até a dissolução do hidróxido de sódio. Em seguida adicione 1,2 ml de acetona, 3 ml de benzaldeído e agite novamente durante 15 minutos, até ocorrer a formação de um precipitado floculento. Filtre a vácuo o precipitado e lave-o com bastante água e etanol gelados, para eliminar o excesso da base. Questões: 1- Escreva a equação da reação e seu mecanismo. 2- Dê um outro exemplo de condensação aldólica. 2. Preparação do Iodofórmio A obtenção de metanos trihalogenados pelo uso apropriado de hipohalogenitos é denominado reação halofórmica. Em geral, dão a reação do halofórmio todos os compostos que possuem na estrutura o grupo CH 3 C- unido à um átomo de hidrogênio ou carbono, e todos aqueles que podem formar uma estrutura desse tipo por oxidação. Quando o halogênio que se usa é o iodo, forma-se iodofórmio, que pode ser facilmente reconhecido pelo odor característico, cor amarela e ponto de fusão C. 9

10 H H H Procedimento: CH 3 NaH, I 2 CH 3 C 2 Na + HCI 3 iodofórmio Reação do halofórmio Em um tubo de ensaio, dissolva 1,0 g de carbonato de sódio em 4,0 ml de água destilada. Adicione 1,3 ml de etanol, aos poucos, com agitação. Adicione 0,5 g de iodo, em pequenas porções, sob agitação. Aqueça em banho maria (60-70 C) até formar um precipitado amarelo. Deixe esfriar e filtre. Lave o precipitado no filtro com pequenas porções de água. Recristalize o material obtido em etanol. Questões: Quais dos seguintes compostos dão teste positivo do iodofórmio? a) CH 3 CH(H) CH 3 b) CH 3 CH(H) R c) CH 3 CCH 3 d) (CH 3 ) 3 CH e) RCH 2 CH 2 H f) PhH Descarte: compostos orgânicos não-halogenados (procedimento 1); compostos orgânicos halogenados (procedimento 2). 10

11 AULA 6: PREPARAÇÃ DE UM ARMATIZANTE: ACETAT DE ISAMILA Ésteres são compostos amplamente distribuídos na natureza. s ésteres simples tendem a ter um odor agradável, estando geralmente associados com as propriedades organolépticas (aroma e sabor) de frutos e flores. Muitos ésteres voláteis possuem odores fortes e agradáveis. Neste experimento será sintetizado o acetato de isoamila (acetato de 3-metilbutila). Este composto tem um forte odor de banana quando concentrado. ATENÇÃ!: o acetato de isoamila e o maior componente do feromônio de ataque da abelha. Portanto, e recomendo lavar bem as mãos e evitar o contato com abelhas após a realização desta prática. CH 3 C 2 H Alcool isoamílico Procedimento H Acetato de isoamila CH 3 Na capela, em um balão de fundo redondo de 50 ml contendo uma barra de agitação, misture 9 ml de ácido acético glacial com 8 ml de álcool isoamílico. Cuidadosamente, acrescente a mistura 0,5 ml de ácido sulfúrico concentrado e aqueça sob refluxo por 30 minutos com agitação. Terminado o refluxo, deixe a mistura reacional esfriar a temperatura ambiente. Utilizando um funil de separação, lave a mistura com 50 ml de água e em seguida duas porções de 20 ml de solução de bicarbonato de sódio saturado. Seque a fase contendo o éster com sulfato de sódio anidro e filtre. Pese o liquido obtido e calcule o rendimento. acetato de isoamila pode ser purificado por destilação, coletando a fração destilando entre 136 C e 143 C. Questões 1- Escreva o mecanismo da reação. Qual a função do acido sulfúrico? 2- Sugira reações de preparação dos aromas de pêssego (acetato de benzila) e delaranja (acetato de n-octila): 3- Calcule o rendimento da reação. Descarte: compostos orgânicos não halogenados 11

12 Aula 7: SÍNTESE D ÁCID ACETIL SALICÍLIC Ácido Acetilsalicílico (AAS), também conhecido como Aspirina, é um dos remédios mais populares mundialmente, e milhares de toneladas do produto são produzidas anualmente. AAS foi desenvolvido na Alemanha há mais de cem anos por Felix Hoffmann, um pesquisador das indústrias Bayer. Este fármaco de estrutura simples atua no corpo humano como analgésico (alivia a dor), antipirético (reduz a febre) e antiinflamatório. Tem sido empregado também na prevenção de problemas cardiovasculares, devido à sua ação vasodilatadora. A síntese da aspirina é possível através de uma reação de acetilação do ácido salicílico, um composto aromático bifuncional (ou seja, possui dois grupos funcionais: fenol e ácido carboxílico). C 2 H C 2 H H (CH 3 C) 2 CCH 3 H 2 S 4 Ácido acetilsalicílico Procedimento: Coloque 2 g de ácido salicílico e 4 ml de anidrido acético em um balão. Adicione à mistura 2 gotas de ácido sulfúrico concentrado e agite para assegurar mistura completa. Aqueça em banhomaria à temperatura de 50-60ºC durante 15 minutos. Retire a mistura reacional do banho-maria e deixe-a esfriar até a temperatura ambiente, agitando ocasionalmente. Adicione 20 ml de água destilada fria e agite bem até obtenção de um sólido. Filtre sob pressão reduzida e lave com água gelada. Questões: 1- Escreva o mecanismo da reação do processo usado na obtenção do ácido acetil salicílico. 2- Por que se adiciona ácido sulfúrico? Como age? 3- Quais são as possíveis impurezas da aspirina obtida e como purificá-la? 4- Qual o reagente limitante usado nesta experiência? Justifique calculando o número de moles de cada reagente. 5- Qual o rendimento obtido? 6- ácido salicílico, quando tratado com excesso de metanol em meio ácido, forma o salicilato de metila (óleo de Wintergreen). Mostre como esta reação ocorre. Descarte de resíduos: A solução filtrada deve ser neutralizada com uma solução saturada de bicarbonato de sódio. Após diluição pode ser descartada na pia. 12

13 AULA 8: IDENTIFICAÇÃ E HIDRÓLISE D AAS Procedimento 1: teste do cloreto férrico Em um tubo de ensaio, coloque um comprimido de AAS (use comprimidos que não contenham outros princípios ativos associados, na dosagem adulto) previamente triturado ou ácido acetilsalicílico puro (700 mg)e dissolva-o em cerca de 3 ml de etanol. Pegue 3 gotas desta solução, transfira para outro tubo e teste quanto à presença de hidroxila fenólica, usando uma solução de cloreto férrico. Repita o teste com o AAS preparado na aula anterior. C 2 H C 2 H H + FeCl 3 Fe + 3 HCl 3 Procedimento 2: hidrólise básica Adicione ao tubo que contém o restante do AAS 2 ml de hidróxido de sódio a 10% e aqueça por alguns minutos em banho-maria (60-70 ºC). Deixe esfriar a temperatura ambiente e acidifique com 2 ml de ácido sulfúrico a 10%. Esfrie a mistura introduzindo o tubo em água gelada e separe o sólido formado por filtração. Nesta etapa, muitas vezes, obtem-se apenas uma pequena quantidade de sólido. Se isto ocorrer, filtre novamente. Teste o sólido assim obtido quanto à presença de hidroxila fenólica. C 2 H C 2 H CCH 3 NaH H Questões: 1- Escreva a equação da reação de hidrólise da aspirina. 2- Qual é o sólido formado após a hidrólise da aspirina? 3- Explique o resultado do teste feito com o AAS preparado. 5- Como o AAS preparado poderia ser purificado? Descarte de resíduos: A solução ácida deve ser neutralizada com uma solução saturada de bicarbonato de sódio. Após diluição pode ser descartada na pia. s resíduos contendo resíduos de ferro devem ser descartados em frascos de metais pesados. 13

14 AULA 9: SÍNTESE DA ACETANILIDA A acetanilida, a fenacetina (p-diacetanilida) e o acetaminofen (p-hidroxiacetanilida) são aminas aromáticas aciladas possuindo ação analgésica suave e antipirética. Esses derivados podem ser obtidos por reações com anidrido acético ou com uma mistura de ácido acético e anidrido acético. RNH 2 + (CH 3 C) 2 RNHCCH 3 + CH 3 CH As aminas primárias reagem prontamente com o anidrido acético, formando o derivado monoacetilado. Em presença de um excesso de anidrido acético, e com aquecimento prolongado, ocorrerá a formação de derivados diacetilados, facilitada pela presença de substituintes na posição orto do ciclo aromático. Esses compostos diacetilados são instáveis em presença de água e sofrem hidrólise. A reação da acetanilida com anidrido acético é dependente do ph, sendo necessário o uso de uma solução tampão (ácido acético/acetato de sódio, ph ~ 4,7). NH 2 + H 3 C CH 3 AcH, AcNa N CH 3 + H 3 C H H 4 Procedimento: Na capela, em balão de fundo redondo de 250 ml, equipado com condensador de refluxo, adicione 5 ml de anilina, 6 ml de anidrido acético e 5 ml de ácido acético glacial. Aqueça a mistura sob refluxo com agitação por 30 minutos. Em seguida transfira lentamente a mistura, ainda quente, para um béquer de 500 ml contendo água fria, sob agitação constante. Filtre o produto obtido em funil de Buchner, lave com água fria para eliminar o excesso de ácido. Recolha o sólido em frasco previamente pesado e etiquetado. Deixe secar por uma semana e pese novamente. Calcule o rendimento da reação. Questões: Escreva o mecanismo da reação. Quais métodos podem ser usados para a purificação e a caracterização do composto obtido? Descarte de resíduos: A fase aquosa ácida recuperada na filtração a vácuo será neutralizada com solução saturada de NaHC 3 e diluída em água. Após, poderá ser descartada na pia. 14

15 Aula 10: PURIFICAÇÃ DA ACETANILIDA PR RECRISTALIZAÇÃ produto obtido em uma reação química quase sempre encontra-se no estado impuro sendo necessário purificá-lo. Quando se dissolve uma substância sólida em um solvente a quente, e depois por resfriamento se obtém novamente o sólido cristalino, o processo recebe o nome de recristalização. composto a ser purificado deve ser bastante solúvel em um solvente (ou mistura de solventes) a quente, e de pequena solubilidade a frio. Consegue-se boa purificação se as impurezas têm alta solubilidade no mesmo solvente a frio, ou então se são insolúveis a quente. Se a impureza for insolúvel a quente, separa-se a mesma pela filtração da mistura aquecida. No caso oposto, ou seja, se a impureza for solúvel a frio, o composto passa ao estado sólido, deixando as impurezas em solução. Para isto, precisamos fazer a escolha do solvente ideal, isto é, o meio cristalizante. A solubilidade do composto em um certo solvente pode ser encontrada em manuais de laboratório ou então obtida por experimentação. Algumas cristalizações não ocorrem espontaneamente, devido à tendência de certos compostos a formar soluções supersaturadas. Neste caso é necessário adicionar à solução supersaturada alguns cristais do composto. Procedimento: Pegue uma pequena quantidade da amostra a ser recristalizada e divida-a em três porções, colocando-as em três tubos de ensaio. Adicione ao primeiro tubo 2 ml de água e agite, anotando a solubilidade. Se a dissolução não for total, aqueça o tubo em banho-maria e anote o resultado novamente. Repita o processo no segundo tubo de ensaio usando etanol como solvente, e aqueça em banho-maria caso o composto não seja solúvel a frio. Semelhantemente, teste a solubilidade da porção do terceiro tubo em hexano. Recristalize a acetanilida no solvente ideal (solvente que não dissolve o composto a frio e que dissolve a quente) de acordo com a seguinte seqüência: 1-Dissolva, a quente, no mínimo de solvente escolhido; 2-Filtre a mistura sob pressão reduzida; 3-Resfrie o sistema até a recristalização do composto; 4-Filtre sob pressão reduzida o sólido recristalizado. 15

16 Questões: 1-Quais outras técnicas você conhece para purificação de compostos químicos? 2-Quais as vantagens e desvantagens da recristalização em relação às outras técnicas? 3-Calcule o rendimento após a recristalização. 5- Por quê é recomendável utilizar apenas uma quantidade mínima de solvente no processo de recristalização? 6- Quando e por quê se deve utilizar a filtração a quente? 7- Ao purificar um composto por recristalização, é aconselhável esfriar a solução lenta ou rapidamente? Explique: 8- Além do resfriamento, cite outra(s) técnica(s) utilizada para iniciar a formação de cristais: 9- Quais características deve ter um bom solvente, para que possa ser usado em uma recristalização? 10- Como se deve proceder para verificar se os compostos acima foram realmente purificados após a recristalização dos mesmos? Descarte de resíduos: As soluções contendo solventes orgânicos, etanol ou hexano, devem ser descartadas em frascos para solventes orgânicos não halogenados. REFERÊNCIAS BIBLIGRÁFICAS 1- Pavia, D. L.; Lampman, G. M.; Kriz, G. S.; Engel, R. G. Química rgânica Experimental, 2ª Ed., Bookman, Solomons, T. W. G. Química rgânica; 8 a ed; Livros Técnicos e Científicos; Rio de Janeiro; 3- Bruice, P. Y. Química rgânica, 1ª Ed. Pearson. 16