REAÇÃO DE ACILAÇÃO: PURIFICAÇÃO DO ACETATO DE ISOPENTILA Parte II

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1 Para melhorrar a estética deste slide, sugiro adicionar o Logo da UNESP sem o fundo branco. REAÇÃO DE ACILAÇÃO: PURIFICAÇÃO DO ACETATO DE ISOPENTILA Parte II Docentes: Profª. Drª. Isabele Rodrigues Nascimento Prof. Dr. Humberto Marcio Santos Milagre Prof. Dr. José Eduardo de Oliveira Discentes: Flávia Sabrine Cunha Glaucia Antiquera dos Passos

2 2 INTRODUÇÃO Formatar o texto como justificado. A definição abaixo está correta? Verifiquem Os ésteres são compostos orgânicos produzidos através da reação de esterificação na qual um ácido carboxílico e um álcool reagem entre si formando éster e água.

3 3 REAÇÃO ENVOLVIDA Reação de esterificação de Fischer Fonte da imagem: PAVIA, D. L. et al. Small Scale Approach to Organic Laboratory Synthesis, 3ª ed. A esterificação de Fischer é caracterizada pela reação de um álcool com um ácido carboxílico utilizando um ácido como catalisador devido ao fato da reação ser lenta. Formatar o texto como justificado. A explicação acima está correta? E qual a função do refluxo?

4 4 ÉSTERES NA FORMA DE ESSÊNCIAS São obtidos através da reação de ácidos e alcoóis de cadeia curta, e são muito utilizados em indústrias alimentícias permitindo a atribuição de diferentes sabores e aromas aos produtos artificiais. São os chamados flavorizantes, também conhecidos como aromatizantes. Qual o sujeito das suas frases? Formatar o texto como justificado.

5 Exemplos: 5

6 6 ÉSTERES NA FORMA DE ÓLEOS Os produtos derivados de ésteres neste estado são muito usados no nosso dia-a-dia. Também na forma de gorduras, estão presentes em nossa alimentação. - Éster dos ácidos linoléico e oléico: óleo de soja presente na refeição diária. - Estearina: é encontrado na gordura animal conhecida como sebo, é matéria prima para a fabricação de sabonetes e sabões. E está figura? Esta parecendo parafina!!!! Verifiquem. Formatar o texto como justificado.

7 7 ÉSTERES COMO CERAS Formatar o texto como justificado. Quando alcoóis com elevado número de carbonos reagem com ácidos surge uma nova forma de ésteres; as ceras. As mais conhecidas são a cera de abelha e a cera de carnaúba, elas servem para fabricar velas, graxas para sapatos, ceras para pisos, entre outras. s aplicações citadas acima são relacionadas a cera de carnaúna ou a de abelha ual a estrutura destes ésteres?

8 8 OBJETIVO Purificação do acetato de isopentila. As duas figuras foram retiradas do mesmo site?

9 Está correta a afirmação acima sobre o acetato de isopentila ser miscível na maioria dos solventes orgânicos. 9 Formatar o texto como justificado. ACETATO DE ISOPENTILA Solvente ou produto? Solvente?? Qual a fonte natural? É um solvente obtido da reação de isopentanol, proveniente de uma fonte renovável, com ácido acético. É um líquido límpido, com odor característico semelhante ao óleo de banana, pouco solúvel em água e miscível com a maioria dos solventes orgânicos.

10 10 Por que purificar? Nas reações orgânicas e nas reações de recristalização usamos grandes volumes de solventes orgânicos que devem ser razoavelmente puros. Tamanho da fonte diferente. Na utilização dos solventes, a quantidade de impurezas presentes pode influenciar no meio em que esses são utilizados. Solventes puros são relativamente caros. Então, é mais vantajoso economicamente purificar esses solventes para o uso posterior. O Enfoque de vcs está relacionado apenas com solventes, não entendi?

11 11 PURIFICAÇÃO DO ACETATO DE ISOPENTILA O acetato de isopentila será destilado ou já foi? Purificamos o acetato de isopentila, pois as possíveis impurezas provenientes do processo de esterificação feito anteriormente são: HSO4 -, SO4 2-, Cl -, Ac -, Na + e pequenas quantidades de álcool isopentílico. Ac-???

12 12 TÉCNICAS UTILIZADAS Filtração Simples; Destilação Simples.

13 13 TIPOS DE FILTRAÇÃO Os filtros ou tipos de filtração? Fonte:

14 14 FILTRAÇÃO POR CENTRIFUGAÇÃO É outra forma de separação de sólidos insolúveis em líquido, é a operação de centrifugação. Nesse caso a força motriz da filtração é a centrifugação, onde o filtrado e a suspensão são colocados em um câmara rotativa com paredes perfuradas alinhadas com o meio filtrante. O filtrado passa e as partículas ficam presas ao meio filtrante através da força centrífuga. Usada na fabricação de azeite de oliva. Formatar o texto como justificado.

15 FILTRAÇÃO A VÁCUO 15

16 16 FILTRAÇÃO SIMPLES Tem por finalidade separar um sólido de um líquido e é efetuada passando a mistura através de um material poroso que retém as partículas do sólido. Os materiais para filtração pode ser: papel de filtro, algodão, tecido, vidro sintetizado, porcelana porosa, fibras de vidro. O mais usado em laboratório é o papel de filtro adequado, pois existem papéis de filtro de várias porosidades e a escolha depende do tamanho e da natureza das partículas do sólido.

17 Técnica Utilizada: FILTRAÇÃO SIMPLES 17

18 18 TIPOS DE DESTILAÇÃO Destilação simples; Destilação fracionada; Destilação por arraste a vapor; Destilação sob pressão reduzida.

19 19 DESTILAÇÃO FRACIONADA Quando o líquido a ser destilado é uma mistura de solventes com temperaturas de ebulição muito próximas.

20 20 DESTILAÇÃO POR ARRASTE A VAPOR É uma destilação de misturas imiscíveis, empregada para destilar substâncias que se decompõe nas proximidades de seus pontos de ebulição e que são insolúveis em água ou nos seus vapores. Essas misturas imiscíveis não se comportam como soluções, e a solução entra em ebulição a temperaturas menores do que os pontos de ebulição dos componentes individuais. Formatar o texto como justificado.

21 21 DESTILAÇÃO SOB PRESSÃO REDUZIDA Também chamada de destilação a vácuo, ela é usada quando compostos têm alto ponto de ebulição. Numa mistura, o ponto de ebulição será na temperatura na qual a pressão de vapor é igual a pressão atmosférica. Então, diminuindo a pressão, abaixamos o ponto de ebulição da mistura.

22 22 DESTILAÇÃO SIMPLES Aplicada na separação do líquido de impurezas não voláteis (em solução no líquido), podendo ser um solvente usado numa extração, ou, para separar líquidos de pontos de ebulição muito diferentes

23 Sistema de Destilação 23

24 24 CUIDADOS NA DESTILAÇÃO Volume do líquido na destilação: até 2/3 da capacidade do balão; Evitar superaquecimento adicionando fragmentos de porcelana porosa ao líquido frio antes do início da destilação, pois estas liberam pequenas quantidades de ar promovendo, assim, uma ebulição regular. Além de que essas pedras de ebulição servem para evitar a formação de bolhas; As explicações acima estão confusas.

25 25 CUIDADOS NA DESTILAÇÃO Evitar superaquecimento do líquido além do seu P.E. normal. Evitar perda do produto obtido por evaporação (ligar a manta de aquecimento somente depois da aparelhagem estiver montada);

26 26 CUIDADOS NA DESTILAÇÃO Cuidados no uso de manta de aquecimento; Uso de banho de gelo para evitar que o destilado evapore com facilidade;

27 27 CUIDADOS NA DESTILAÇÃO O termômetro, que é fixado por um suporte na vertical, deve ser ajustado de forma que o bulbo de mercúrio fique abaixo da saída lateral, para que não haja erros na determinação da temperatura de ebulição.

28 28 MANTA DE AQUECIMENTO O aquecimento é obtido por uma resistência elétrica a qual se encontra envolvida por lã de vidro. É usada no caso de solventes inflamáveis. Oferece aquecimento constante e controlado.

29 29 PEDRAS DE EBULIÇÃO As pedras de porcelana, ou pedras de ebulição, por possuírem grande superfície de contato (superfícies irregulares) para alojar as microbolhas que se formam na solução durante a ebulição diminui o excesso de turbulência, promovendo uma ebulição suave. Deve ser adicionada ao líquido frio, antes que se inicie a destilação.

30 30 Periculosidades dos reagentes Acetato de isopentila: Líquido, incolor e inflamável. Exposição prolongada causa irritação dos olhos, da pele, da garganta, causando vertigens e sonolência

31 31 Álcool isopentílico: Líquido, incolor e inflamável. Uma possível inalação causa irritação nas membranas das mucosas e no trato respiratório, dor de cabeça, tontura, náusea, vômito e diarréia. Irritação dos olhos, e em contato com a pele causa irritação com vermelhidão e dor Formatar o texto.

32 32 Sulfato de magnésio: Formatar o texto. Inalação causa irritações, dores de garganta ou tosse; em contato com a pele e com os olhos causa uma leve irritação, e a sua ingestão, causa dores abdominais, vômito e diarréia.

33 33 PRIMEIROS SOCORROS ACETATO DE ISOPENTILA Em caso de contato acidental, proceder da seguinte forma: Inalação: Remover do local para ar fresco Olhos: lavar imediatamente com água em abundância por, no mínimo, 15 minutos; Pele: tirar a roupa contaminada e lavar as partes atingidas com grande quantidade de água; Ingestão: Não provocar vomito. Perigo de aspiração! Procurar auxílio médico imediatamente.

34 34 PRIMEIROS SOCORROS ÁLCOOL ISOPENTÍLICO Ingestão: Lavar a boca com água. Procurar auxílio médico imediato no caso de ingestão de grandes quantidades ou se o desconforto persistir. Inalação: Remover a vítima para o ar fresco. Procurar auxílio médico. Pele: Lavar imediatamente com grandes quantidades de água. Se surgir vermelhidão, ardência ou qualquer tipo de desconforto procurar auxílio médico. Olhos: Lavar imediatamente com água corrente em abundância, mantendo as pálpebras abertas. Procurar auxílio médico imediato.

35 35 PRIMEIROS SOCORROS SULFATO DE MAGNÉSIO Inalação: Levar o indivíduo ao ar livre. Se não estiver respirando, fazer respiração artificial. Se respirar com dificuldade, dê oxigênio. Procure ajuda médica. Ingestão: Dê bastante água para diluir a substância. Se foi ingerida grande quantidade, procure um médico. Contato com a pele: Lave imediatamente em água corrente por, pelo menos, 15 minutos. Remova a roupa contaminada e os sapatos. Procure ajuda médica. Lave as roupas e os sapatos antes de reutilizálos.

36 36 DESCARTE DE RESÍDUOS No laboratório: Descartar em frascos que estarão identificados nas capelas. No Instituto de Química: Depósito de resíduos junto à Seção de Apoio Técnico Química. Destino final: Efetuada por empresas especializadas.

37 37 CONSTANTES FÍSICAS DOS REAGENTES E PRODUTOS REAGENTES FÓRMULA MOLECULAR MM (g/mol) DENSIDADE (g/cm 3 ) P.F. ( C) P.E. ( C) Ácido Acético C 2 H 4 O 2 60,052 1, ,64 117,9 Ácido Sulfúrico H 2 SO 4 98,080 1, , Álcoolisopentílico C 5 H 12 O 88,148 0, ,2 131,5 Bicarbonato de Sódio NaHCO ,20 804, Cloreto de Sódio NaCl 58,443 2,17 800, Sulfato de Magnésio Anidro MgSO 4 120,369 2, Acetato de isopentila C 7 H 14 O 2 130,5 0,876-78,5 142,5

38 38 CÁLCULOS Cálculo do rendimento: H + CH 3 COOH + (CH 3 ) 2 CHCH 2 CH 2 OH CH 3 COOCH 2 CH 2 CH(CH 3 ) 2 + H 2 O Ácido acético Álcool isopentílico Acetato de isopentila 1º passo: determinar o reagente limitante. Número de mols do ácido acético glacial: 1mol 1,0446g nc H O x x20ml 0, 3479mol ,052g 1mL Número de mols do álcool isopentílico: 1mol 0,8104g nc H O x x15ml 0, 1379mol ,148g 1mL

39 39 CÁLCULO DO RENDIMENTO Como eles reagem 1:1, o reagente limitante é o álcool isopentílico e dele dependerá o rendimento total do produto. O número de mols de éster formado será igual ao número de mol do álcool que é igual a 0,138 mol. Assim pode-se calcular o rendimento estequiométrico.

40 40 nº mols éster = nº mols álcool = 0,1379 mol n C m 7 H CÁLCULO DO RENDIMENTO 14 n O C 2 7 H 14 m MM 2. MM O m = 0,1379 mol X 148,245 g. mol -1 m = 20,44 g de acetato de isopentila (massa esperada) Rendimento%= massa de acetato de isopentila obtida x 100 estequiométrico massa de acetato de isopentila esperada

41 41 CORREÇÃO DO PONTO DE EBULIÇÃO Correção para líquidos não associados: ΔT = 0,00012 X (760-p) X (t +273) t 760 = ΔT + t Onde: ΔT: correção, em ºC a ser aplicada ao ponto de ebulição observado, t; t: temperatura de ebulição observada no laboratório; p: pressão barométrica local; t 760 : temperatura de ebulição a 760 mmhg (ponto de ebulição normal).

42 42 Exemplo: CORREÇÃO DO PONTO DE EBULIÇÃO Calculando a temperatura de ebulição do acetato de isopentila a 760 mmhg: Considerando: p = 710,9 mmhg e t = 142 ºC, a correção feita será: ΔT = 0,00012 X (760-p) X (t +273) ΔT = 0,00012 X ( ,9) X ( ) ΔT = 2,445 ºC t 760 = ΔT + t t 760 = 2,445 ºC ºC t 760 = 144,4 ºC Portanto, à pressão de 760 mmhg a temperatura de ebulição do acetato de isopentila é 144,4 ºC.

43 43 FLUXOGRAMA Filtrar a fase orgânica para um balão de destilação Acetato de isopentila, HSO 4 -, SO 4 2-, Cl -, Ac -, Na + e pequena quantidade de álcool isopentílico. Acetato de isopentila - Destilar a fase orgânica; - Coletar a fração destilada entre ºC, recebendo o destilado em um balão de fundo redondo tarado, acoplado a um adaptador para vácuo e mantido em banho de gelo; - Anotar a pressão e corrigir o p.e; - Pesar o produto e calcular o rendimento. Como encontrar a massa?

44 44 BIBLIOGRAFIA PAVIA, D. L.; LAMPMAN, G. M.; KRIZ, J. R., G. S.; ENGEL, R. G. Química Orgânica Experimental: Técnicas de escala pequena. 2ª ed. Porto Alegre. Editora Bookman p. 87 a 90, 533 a 535, 598 a 599, 606 a 607, 611 a acessado em 17/09/2013 as 18:51 acessado em 17/09/203 as 19:30. _acetato_de_isopentila_port_out_12.pdf acessado em 17/09/2013 às 20:20

45 45 BIBLIOGRAFIA ESI0.pdf acessado em 25/09/2013 as 21: acessado em 25/09/2013 as 20:55 o%20de%20solventes%20org%c3%a2nicos%20(%c3%89ter%20et%c3 %ADlico).pdf acessado em 23/09/2013 as 16:51 acessado em 25/09/2013 as 19:45 _HOJA_DE_SEGURIDAD/I/Isopentanol.pdf acessado em 17/09/2013 as 20:34