ESCOLA ESTADUAL TÉCNICA SÃO JOÃO BATISTA TÉCNICO EM QUÍMICA

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1 ESCOLA ESTADUAL TÉCNICA SÃO JOÃO BATISTA TÉCNICO EM QUÍMICA PRÁTICAS DE QUÍMICA ORGÂNICA APLICADA Montenegro, 2010

2 1.POLARIDADE DENSIDADE SOLUBILIDADE -Em um tubo de ensaio com tampa, colocar os seguintes reagentes na ordem abaixo: 1.º ) 5mL de tetracloreto de carbono 2.º ) 5mL de solução aquosa de Sulfato de Cobre 5% 3.º ) 5mL de tolueno 4.º ) 1 grão de iodo -Observar e registrar sistema obtido através de desenho. -Aguardar 5 minutos, proceder a inversão do tubo e recolocá-lo na posição inicial. -Observar e registrar novamente o número de fases obtidas. Questões: a) Escreva as fórmulas das 5 substâncias envolvidas no experimento. b) Qual o número de fases no sistema antes da agitação? Justifique. c) Ocorreu alguma mudança de cor após a introdução do iodo no sistema? Justifique d) O que ocorreu após a inversão do tubo? Justifique

3 2.ALCANOS Material: - Tubos de ensaio - Tubo de desprendimento com ponta afilada; - Cápsula de porcelana. Reagentes: - Cal Sodada desidratada ( mistura sólida de 2 partes de NaOH e 1 parte de CaO) - Acetato de Sódio Anidro - KMnO 4 1% - Éter de petróleo - Na 2 CO 3 0,5% - H 2 SO 4 1: 3 - Raspas de vela 2.1 Obtenção e queima do metano - Usando gral e pistilo, misturar 3g de acetato de sódio com 2g de cal sodada; - Colocar a mistura sólida em um tubo de desprendimento com ponta afilada; - Aquecer o tubo diretamente no bico de bunsen (usar a capela); - Inflamar o gás que sai na ponta afilada. 2.2 Reatividade dos Alcanos a) Colocar em dois tubos de ensaio 2mL de éter de petróleo. Ao primeiro, adicionar 1mL de KMnO 4 e 1mL de Na 2 CO 3 Ao segundo adicionar 1mL de KMnO4 e 1mL de H2SO4 Agitar e anotar as observações em cada tubo b) Colocar 1 ml de éter de petróleo em uma cápsula de porcelana, inflamar (usar capela), observar aspecto e cor da chama; c) Repetir os testes anteriores com as raspas de vela Questões a) Equacionar e fundamentar as reações que ocorreram nos experimentos propostos; b) Caso não tenham ocorrido, justificar.

4 3.ALCENOS Material - Balão de destilação com saída lateral; - Pérolas de vidro ou cacos de porcelana; - Condensador de tubo reto; - Manta elétrica; - Termômetro; - Funil ou pêra de separação pequena; - Tubos de ensaio - Cápsula de porcelana Reagentes - ciclohexanol - H 2 SO 4 conc. - Na 2 CO 3 10% - KMnO 4 1% 3.1 Síntese do Ciclohexeno - ciclohexeno - Colocar em um balão de destilação, 25mL de ciclohexanol e adicionar lentamente (gota a gota), sob agitação constante, 3mL de H2SO4 conc. sob resfriamento (usar banho de gelo); - Colocar 3 a 4 pérolas de vidro ou cacos de porcelana no balão e fixá-lo na manta elétrica; - Fixar o termômetro com rolha, de modo que o bulbo fique na altura da saída do balão - Conectar a saída lateral do balão ao condensador e colocar uma proveta na extremidade para recolher o destilado; - Aquecer o conteúdo do balão até que os vapores atinjam a temperatura de 95ºC, estágio em que se incia o desprendimento de vapores brancos; - Transferir o destilado para o funil de separação; - Adicionar 10mL de água deionizada e agitar brandamente. Desprezar a camada inferior. - Adicionar 18mL de Na 2 CO 3, agitar e desprezar a camada inferior; - Passar o destilado para outro balão de destilação e destilar novamente; - Recolher o produto que destila entre 80ºC e 85ºC. - Fazer os testes de reconhecimento e os cálculos de rendimento percentual (será necessário usar a densidade do ciclohexanol e do ciclohexeno). 3.2 Propriedades Químicas dos Alcenos a) Colocar em um tubo de ensaio 10 gotas de ciclohexeno; Adicionar 10 gotas de KMnO 4 e observar b) Colocar em uma cápsula de porcelana 10 gotas de ciclohexeno; Inflamar o hidrocarboneto e observar aspecto e cor da chama (realizar o ensaio na capela); a) Equacionar as reações realizadas nos experimentos e fundamentar as observações; b) Comparar as propriedades químicas (oxidação e combustibilidade entre alcanos e alcenos.

5 4. ALCINOS Material - Tubos de ensaio - Tubo de desprendimento com ponta afilada; Reagentes - Carbureto da cálcio - KMnO 4 1% - Na 2 CO 3 0,5% 4.1 Obtenção e Queima do Acetileno - Colocar cerca de 4g de carbureto em um tubo de ensaio seco; - Levar o tubo até a capela. De forma rápida acrescentar aproximadamente 3mL de água e imediatamente colocar a rolha com o tubo de desprendimento; - Inflamar o gás liberado e observar aspecto e cor da chama. 4.2 Propriedades químicas dos alcinos - Reperir o experimento anterior sem promover a ignição do gás; - Borbulhar o gás em outro tubo contendo 2mL de KMnO 4 e 1mL de Na 2 CO 3. Questão Equacionar e fundamentar as reações químicas envolvidas nos experimentos

6 5. ÁLCOOIS Material - Tubos de ensaio e estante - Pinça metálica pequena - Cronômetro Reagentes - metanol, etanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol e glicerina - Ácido acético p.a. - Ácido sulfúrico p.a. - Ácido Salicílico - K 2 Cr 2 O 7 0,5% - Gelo 5.1 Esterificação a) Numerar 3 tubos de ensaio e adicionar: Tubo 1: 3mL etanol Tubo 2: 3mL n-propanol ou isopropanol Tubo 3: 3mL n-butanol Adicionar em cada tubo 3mL de ácido acético e 0,5mL de ácido sulfúrico; Aquecer a mistura em banho-maria até a ebulição (cuidado com os álcoois voláteis) Verter cada tubo sobre 20mL de água gelada (usar bequer de 50 ou 100mL); Identificar o aroma de cada produto, comparando-o com o aroma de flores, frutas, produtos medicinais, etc. b) Colocar, em um tubo de ensaio, 3mL de metanol; Adicionar 0,5g de ácido salicílico e 1mL de ácido sulfúrico; Verter o conteúdo sobre 20mL de água gelada e identificar o aroma do produto. 5.2 Oxidação - Colocar em um tubo de ensaio 3mL de K 2 Cr 2 O 7 0,5%; - Adicionar 4 gotas de ácido sulfúrico concentrado e 3mL de etanol; - Aquecer a mistura em banho-maria e verter sobre 20mL de água gelada; - Anotar as mudanças de coloração e o aroma. Questões: Equacionar as reações químicas ocorridas nos experimentos, o nome dos produtos formados e pesquisar na bibliografia os fundamentos necessários:

7 6. AROMÁTICOS Materiais - Tubos de ensaio - Tubos de desprendimento com ponta afilada - Tubos de ensaio com tampa Reagentes - Ácido Benzóico p.a. - Tolueno - Óxido de Cálcio - Xilol - Álcool etílico - Ciclohexano - H 2 SO 4 conc - KMnO 4 0,5% - Gelo - Na 2 CO 3 0,5% - Benzeno - H 2 SO 4 1: Obtenção do Benzeno - Colocar em um tubo de ensaio, uma ponta de espátula de ácido benzóico; - Adicionar duas pontas de espátula de óxido de cálcio; - Adaptar um tubo de desprendimento com ponta afilada e aquecer o tubo no bico de bunsen (realizar esse 6.2 Esterificação - Colocar, em um tubo de ensaio, cerca de 30mg de ácido benzóico; - Adicionar 2mL de álcool etílico e 2mL de H 2 SO 4 conc; - Agitar e colocar em banho-maria por 3 minutos; - Verter o produto sobre 20mL de água gelada; - Identificar o odor característico. 6.3 Oxidação a) Numerar 4 tubos de ensaio com tampa rosqueada e colocar 1mL dos seguintes solventes: Tubo 1: Benzeno Tubo 2: Tolueno Tubo 3: Xilol Tubo 4: Ciclohexano - Acrescentar a cada tubo, 1mL de KMnO 4 0,5% e 1mL Na 2 CO 3 0,5% - Observar e anotar b) Repetir o experimento substituindo o carbonato de sódio pelo H 2 SO 4 1: 3 Caso não ocorra oxidação em algum dos tubos, colocá-lo em banho-maria por 3 minutos. Questões: - Houve diferença (resistência) na oxidação dos solventes frente ao permanganato? Justifique. - Equacione as reações de oxidação ocorridas e dê o nome dos produtos formados.

8 7.SÍNTESE E PURIFICAÇÀO DO AAS - Pesar 3g de ácido salicílico seco em bequer e adicionar 5mL de anidrido acético; - Adicionar 5 gotas de H 2 SO 4 concentrado (ou ácido fosfórico 85%). - Agitar a mistura para assegurar mistura completa. - Aquecer a reação em banho-maria (por volta de 50 a 60ºC), mantendo agitação durente 15 minutos; - Deixar a mistura esfriar naturalmente; - Adicionar 50mL de água gelada e esperar a formação dos cristais; - Filtrar a vácuo, usando funil de büchner com disco de papel de filtro comum; - Secar em estufa a 50ºC e guardar para a aula seguinte. Purificação: - Transferir o sólido obtido para um bequer e adicionar de 5 a 10mL de etanol; - Aquecer a mistura em banho-maria (50 a 60ºC) até completa dissolução; - Após esfriar, adicionar água lentamente (até começar a turvar) e deixar o sistema em repouso durante alguns minutos. Se a formação dos cristais não ocorrer, resfriar com um banho de gelo (5 a 10ºC). - Filtrar a vácuo, usando funil de büchner com disco de papel de filtro comum; - Secar em estufa e pesar o sólido obtido. Questões: a) Equacionar a reação de síntese do AAS e calcular o rendimento % alcançado; b) Se possível, determinar o ponto de fusão do produto e comparar com tabelado; c) Testar a ausência de ácido salicílico residual colocando alguns mg do material em um tubo de ensaio contendo solução alcoólica de FeCl3 (positivo = cor violeta)

9 8.Determinação da Porcentagem de Óleo em Amostras (Soxhlet) Aparelhagem: - 1 balão de 250mL com boca esmerilhada, 1 extrator soxhlet e 1 condensador para extrator. Técnica: - moer a amostra até granulometria de aproximadamente 1mm (moinho ou gral) - pesar 10g e colocar num cartucho de papel e vedado no fundo com algodão. - Adaptar o extrator soxhlet ao balão previamente tarado, montando o conjunto sobre a manta de aquecimento e fixando-os à haste metálica. - Colocar um volume de solvente (hexano ou éter de petróleo) no extrator, o suficiente para alcançar o refluxo (sifão lateral). - Colocar o cartucho no intermediário, adaptar o condensador na parte superior do extrator e manter em refluxo (aquecimento) por cinco horas. - Retire o extrator antes do refluxo e evapore o resto do solvente que ficou no balão (utilizar aquecimento leve para não carbonizar o óleo) - Coloque o balão na estufa a 105ºC por duas horas, esfriar em dessecador e pesar.

10 9.Determinação do Índice de Iodo: (massa de iodo consumido por 100g de amostra) Método de Hubl Material: - vidro relógio de 5cm de diâmetro; - dois frascos de 300mL com rolha esmerilhada; - proveta de 100mL; - proveta de 10mL; - Bureta de 25mL. Reagentes: - Clorofórmio p.a. - Solução de KI 15% (recente); - Solução de tiossulfato de sódio 0,1N - Solução de amido 0,5% - Solução de Hulb Solução A: solução alcoólica de iodo 5% (usar álcool etílico 95ºGL) Solução B: solução alcoólica de cloreto de mercúrio II a 6% (álcool 96ºGL) Misture volumes iguais das duas soluções 12 horas antes de usar. Filtre se necessário. Obs.: esta solução não deve ser usada após 24 horas de preparação. Técnica: - Pese 0,25g da amostra em um vidro relógio e transfira com o auxílio de 10mL de clorofórmio para um frasco de 300mL com rolha esmerilhada. - Adicione com uma bureta 25mL de solução iodo (Hubl) - Deixe em repouso durante 2 horas, ao abrigo da luz, agitando ocasionalmente. - Adicione 10mL de solução recente de KI a 15% e 100mL de H2O. - Titule o excesso de iodo com solução de tiossulfato de sódio 0,1N. Quando o titulado estiver amarelo claro, adicione 1mL de solução de amido a 0,5% como indicador. - Continuar a titulação até o desaparecimento da cor azul. Prova em Branco: - Adicione 10mL de CHCl3 em um frasco de 300mL com rolha esmerilhada e 25mL de solução de Hubl. - Deixe em repouso ao abrigo da luz durante 2 horas

11 - Adicione 10mL de solução recente de KI a 15% e 100mL de H2O. - Titule o conteúdo do frasco com tiossulfato de sódio 0,1N, usando solução de amido como indicador, até o desaparecimento da cor azul. Interpretação Química O Índice de Iodo indica o grau de insaturação do óleo ou gordura, pois o iodo se adiciona às duplas. Quanto maior o grau de insaturação, maior a quantidade de iodo adicionada e maior o índice de iodo. Cálculos: A diferença entre os números de ml de solução de tiossulfato de sódio gastos nas duas titulações é equivalente à quantidade de iodo adicionado ao óleo. 1mL de Na2S2O3 1N = 1mEqg Iodo

12 Rancificação: os glicerídeos quando expostos ao ar, por ação de microorganismos sofrem diversas reações complexas envolvendo hidrólise, oxidação (nas ligas duplas) e, às vezes,fermentação. Destas reações são liberados ácidos, aldeídos, cetonas e peróxidos. A decomposição dos glicerídeos pela ação da lipase é acelerada por aquecimento, luz e a rancidez é quase sempre acompanhada pela formação de ácido graxo livre. Para se avaliar o estado de conservação de um glicerídeo faze-se o uso do Índice de Acidez (IA). 10.Determinação do Índice de Acidez (IA) Índice de Acidez é o n.º de miligramas de KOH necessário para neutralizar os ácidos gordurosos livres (AGL) contidos em 1g de amostra. Material: - erlenmeyer de 125mL - Bureta de 25mL - Pipeta de 25mL Reagentes: - Solução de éter etílico-álcool etílico 95ºGL neutralizado (2:1) - Solução alcoólica de fenolftaleína 1% (álcool etílico neutralizado). - Solução padrão de NaOH 0,1N Técnica: - Pesar 2g de amostra em um erlenmeyer de 125mL

13 - Adicionar 25mL de éter etílico - álcool etílico (2:1) e 2 gotas de fenolftaleína Cálculos: a.) Índice de Aridez O índice de Acidez (IA) será expresso em mg de KOHpor Ig de amostra 1A = V. f. 5,61 P b) Solução Normal: c o n. de 111L de solução de NaOH ou KOH normal necessário para neutralizar os ácidos gordurosos livres (AGL) contidos em loog de amostra. V. f. 10 P A acidez em solução normal será expressa em ml de solução de NaOH normal por loogda amostra. c) Em Ácido Oleico: é o n. em gramas de AGL, expresso em ácido oleico, existente em loog de amostra g ácido oleico = V. f ,0282 loog amostra P A acidez em ácido oleico será expressa em gramas de ácido oleico ( G7H33COOH ) por loog de amostra. V = volume de NaOH 0, IN gasto tia titulação f = fator da solução de NaOH (),1N P = massa da amostra em gramas - Agitar até completa dissolução da amostra - Titular com solução padrão de NaOH 0,1 N até coloração rósea persistente. Óleos gordurosos contém: Ésteres - Ácidos livres Material insaponificável ( umidade, impurezas, voláteis ) Ao adicionar NaOH diluído ao óleo ou gordura, este reage com os ácidos graxos livres.

14 Saponificação: os glicerídeos, em presença de bases fortes concentradas, produzem glicerina e sais de ácidos graxos (sabões). Somente são solúveis os sabões de metais alcalinos e NH 4 +. Os demais são insolúveis e não produzem espuma. Sabões de sódio são duros e de potássio são moles. Quando provenientes de ácidos graxos insaturados, são mais moles que os de ácidos graxos saturados. Os sabões são usados como detergentes, inibidores de corrosão, lubrificantes e emulsionantes. Para se determinar a quantidade de base forte para fabricar sabão faz-se uso do Índice de Saponificação (IS). 11.Determinação do Índice de Saponificação Índice de Saponificação é o n.º de mg de KOH necessários para saponificar 1g de amostra. É inversamente proporcional ao peso molecular dos ácidos graxos dos glicerídeos presentes. Material: - balão fundo chato de 250mL ou erlenmeyer de 250mL com boca esmerilhada - pipeta volumétrica de 25mL - condensador de refluxo com rolha esmerilhada - manta elétrica de aquecimento Reagentes: - Solução alcoólica de KOH 1N (usar álcool etílico 95ºGL) - Solução padrão de HCl 0,5N - Solução de fenolftaleína 1%

15 Técnica: - medir massa exata de amostra entre 2,0 a 2,5g em erlenmeyer ou balão de fundo chato de 250mL. - Acrescentar exatos 25mL de solução de KOH 1N - Adaptar um condensador de refluxo e ferver em manta elétrica durante 30 minutos. - Retirar do refluxo, adicionar 0,5mL de fenolftaleína e titular a quente com solução padrão de HCl 0,5N até o desaparecimento da coloração rósea. (Volume B) - Fazer Prova em Branco em paralelo. (Volume A) Cálculos: A diferença entre os números de tnl gastos nas duas titulações é equivalente à quantidade de KOH gasto na saponificação da amostra. A = ml de HCl gasto na PB B = ml de HCl gasto na amostra f = fator do HCl 0,5N IS = V. f. 28,5 P = massa da amostra em gramas P V = A - B Obs.: na determinação do IA usa-se base diluída, a qual reage com os ácidos livres. Na determinação do IS usa-se base concentrada sob aquecimento. a qual reage com os ácidos livres e com os ésteres (óleos). Destas duas análises, pode-se deduzir o índice de Ester (IE): I E = IS - IA