Frederico Davolos Jafelicci Gabriela Leonel Rodrigues 1

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1 Frederico Davolos Jafelicci Gabriela Leonel Rodrigues 1

2 Solventes Dissolvem outras substâncias sem se alterarem quimicamente, nem modificar as substâncias dissolvidas; Podem ser polares ou apolares; Podem ser substâncias puras ou mistura de compostos orgânicos; Solventes orgânicos de diferentes graus de pureza são comercialmente disponíveis com indicações da quantidade e da natureza das impurezas presentes. 2

3 Solventes orgânicos: seus perigos Inflamáveis Voláteis Tóxicos e/ou cancerígenos Não respire vapores tóxicos de Solventes Devem ser transportados de forma segura de acordo com as normas vigentes 3

4 ATENÇÃO: Se você estiver grávida PARABÉNS! Mas talvez seja melhor seguir esta disciplina em outra ocasião! 4

5 Aplicações de Solventes Cosméticos Detergentes Tintas Indústria farmacêutica Polímeros Impressão gráfica Indústria agrícola 5

6 Tabela 1: Solventes orgânicos comuns - PAVIA D.L., LAMPMAN G.M., KRIZ G.S. Química Orgânica Experimental Técnicas de escala pequena, 2nd ed., Bookman,

7 Éter etílico Fórmula estrutural: Nome IUPAC etoxietano Fórmula Molecular C 2 H 5 OC 2 H 5 Massa Molar 74,12 g.mol -1 Densidade Solubilidade em água Ponto de fusão Ponto de ebulição 0,7134 g.cm -3 (20 C) 69 g/l (20 C) -116,3 C 34,6 C 7

8 Características: Éter etílico Muito volátil; Líquido altamente inflamável; Odor penetrante; Explosivo; Tende a formar peróxidos; Quando agitado sobre condições absolutamente secas o éter pode gerar suficiente eletricidade estática para começar um fogo; Miscível com álcoois de cadeia curta: benzeno, clorofórmio e muitos óleos. 8

9 Cuidados: Éter etílico Evitar contato e inalação de vapores; Deixar longe do calor, fagulhas e fogo; Não estocar perto de oxidantes fortes e peróxidos inorgânicos; PORTANTO: Usar máscara VO (vapores orgânicos), óculos de segurança e luvas de borracha. 9

10 Obtenção industrial: Éter etílico Preparado por reação do álcool etílico com ácido sulfúrico fumegante: 10

11 Aplicações: Éter etílico Solventes Resinas e graxas; Agente de extração; Fabricação de pólvoras sem fumaça; Sedas artificiais; Plásticos; Análises química 11

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13 Solvente puro 1. Alto valor comercial; 2. Impurezas são inaceitáveis em processos químicos (sínteses, extração e recristalização). 13

14 Impurezas Água: presente em vários solventes orgânicos; Etanol: pode ser utilizado como estabilizante ou pode vir do próprio processo de obtenção industrial; Peróxidos: produto da oxidação do éter etílico devido ao contato com o ar. 14

15 Água e Álcool Eliminação da água: Com Cloreto de Cálcio: CaCl 2(aq) + 6H 2 O (l) CaCl 2.6H 2 O (aq) Com Sódio Metálico: Na 0 (s) + 2H 2 O (l) 2NaOH (aq) + H 2(g) Eliminação do álcool: Com Sódio Metálico: 2Na 0 (s) + 2EtOH (aq) 2NaOEt (aq) + H 2(g) 15

16 Peróxido Compostos extremamente instáveis; Explosivos em determinadas circunstâncias; Tem uma meia-vida específica, ou um grau de decomposição que varia com as condições de estocagem; 16

17 Formação: Peróxido CH 3 CH 2 OCH 2 CH 3 + O 2 CH 3 CH(OOH)OCH 2 CH 3 Identificação: KI + HCl (aq) + Peróxido I 2 (Amarelo Castanho) Eliminação: R-O-O-H + 2Fe H + R-O-H + 2Fe 3+ + H 2 O 17

18 Métodos de purificação Lavagem (para eliminar impurezas); Refluxo (para secar ou eliminar impurezas); Agentes secantes (para eliminar água); Destilação simples e fracionada (mais empregada) última etapa da purificação; Recristalização. 18

19 Agentes secantes Usados para secar líquidos orgânicos, removendo água; Insolúveis em líquidos orgânicos, onde a água pode ser absorvida, adsorvida ou sofrer reação. Quando a água é absorvida (reversível): CaCl 2 + 6H 2 O CaCl 2.6H 2 O CaSO 4 + 2H 2 O CaSO 4.2H 2 O 19

20 Agentes secantes Quando a água é adsorvida (reversível): Peneiras moleculares e sílica gel (sais de cobalto): Usados como indicadores da presença de água. Sílica seca Sílica úmida Quando a água sofre reação química (irreversível): 2Na 0 + 2H 2 O 2NaOH + H 2 CaO + H 2 O Ca(OH) 2 P 4 O 10 + H 2 O H 3 PO 4 20

21 Agentes secantes Características: Não reagir com nenhum dos componentes da mistura; Não se dissolver apreciavelmente no produto; Não provocar, por catálise, reações do composto entre si (polimerização, condensação ou auto-oxidação, nem com os demais componentes da mistura); Possuir capacidade de secagem rápida e efetiva; Ser facilmente removível do solvente a ser seco; Ser de fácil aquisição e por preço vantajoso. 21

22 Composto Álcoois Agentes secantes Agente de secagem MgSO 4, K 2 SO 4, CaSO 4, CaO Haleto de alquila e de arila MgSO 4, CaSO 4, CaCl 2, P 4 O 10, Na 2 SO 4, Éteres, hidrocarbonetos aromáticos CaSO 4, CaCl 2, P 4 O 10, Na 0 Aldeídos MgSO 4, CaSO 4, Na 2 SO 4, Bases Orgânicas CaO, NaOH ou KOH (sólidos), óxido de bário Ácidos Orgânicos MgSO 4, CaSO 4, Na 2 SO 4, Tabela 2: Aplicabilidade de agentes secantes Cetonas MgSO 4, CaSO 4, Na 2 SO 4, K 2 CO 3 22

23 Tabela 3: Utilidades de agentes secantes 23

24 Tabela 4: Características de alguns agentes secantes Exemplos 24

25 Agentes secantes Como verificar se a solução esta seca? Solução seca Solução contendo excesso de água 25

26 Agentes secantes Teste com benzofenona + Sódio metálico: Na + Ph 2 CO Na + + Ph 2 CO. Só pode ser utilizado quando o éter é seco com sódio metálico; Reage com o sódio formando um ânion radical mais íon sódio de coloração azul; Na presença de água, forma um radical protonado, liberando OH e tornando se amarela. 26

27 Agentes secantes A benzofenona, uma cetona aromática, é um composto importante na fotoquímica orgânica e na perfumaria bem como em síntese orgânica. É uma substância cristalina branca com odor de rosas Nome IUPAC Difenilmetanona Fórmula Molecular C 13 H 10 O Massa Molar 182,22 g.mol -1 Densidade 1,108 g.cm -3 (23 C) Solubilidade em água Insolúvel Ponto de fusão 48,5 C Ponto de ebulição 305,5 C Diagrama de Hommel 27

28 Parte experimental 1. Identificação do peróxido; 2. Purificação do éter etílico. 28

29 Identificação de Peróxidos Retirar do frasco numerado 200 ml de éter etílico (anotar as características que constam do rótulo). Dos 200 ml retirar 1 ml para o teste de peróxidos. Anotar o número do frasco do qual o éter foi retirado Fazer também um teste com água oxigenada 1mL amostra de éter etílico + ~1mL de KI 2% gotas de HCl diluído em um tudo de ensaio (peróxidos). Agitar Coloração marrom indica presença de peróxido! (ATENÇÃO: Descartar em frasco apropriado!!) 29

30 Comparação entre os testes positivos e negativos para a presença de peróxidos 30

31 Purificação do éter etílico Parte I ATENÇÃO: Verificar ausência de chamas em todos os processos! 5 ml de FeSO 4 (aq) + 10 ml de H 2 O ml de éter etílico Agitar em um funil de separação FASE ORGÂNICA (SUPERIOR) Éter etílico, água, pequena quantidade de: Fe 2 (SO 4 ) 3, FeSO 4, H 2 SO 4, aldeídos. FASE AQUOSA (INFERIOR) Água, éter etílico, Fe 2 (SO 4 ) 3, FeSO 4, H 2 SO 4, aldeídos, etanol e cetonas. Éter etílico, água, pequena quantidade de: Fe 2 (SO 4 ) 3, FeSO 4, H 2 SO 4, aldeídos (Descartar em recipiente adequado) Transferir para um frasco de Erlenmeyer de 250mL Adicionar 20g de de CaCl 2 anidro 31

32 ? Deixar em repouso por 3h, agitando ocasionalmente Filtrar em papel pregueado para outro frasco de Erlenmeyer de 500mL FILTRADO Éter etílico, pequena quantidade: água, CaCl 2, Fe 2 (SO 4 ) 3, FeSO 4, H 2 SO 4 PARTE SÓLIDA CaCl 2 (S) hidratado, éter etílico, pequena quantidade de: Fe 2 (SO 4 ) 3, FeSO 4, H 2 SO 4, aldeídos (Descartar em recipiente adequado) Introduzir no frasco de Erlenmeyer 2g de fios de sódio (com pinça); Fechar com rolha de borracha adaptada a tubo de CaCl 2; O tubo com cloreto de cálcio agora tem junta esmerilhada 24/40, e o erlenmeyer, também; Deixar em geladeira ao abrigo de luz até a próxima aula de laboratório. PARTE II 32

33 Filtração simples 33

34 Nome Densidade (g.l -1 ) Solubilidade p.f. ( C ) p.e. ( C) Toxicidade Diagrama de Hommel Cloreto de cálcio 2,152 Sol. água, álcool Iodeto de potássio 3,12 Sol. água, álcool Ácido clorídrico 1,096 Sol. água, álcool, éter -85,0 114,2 Corrosivo, Inflamável - Éter Etílico 0,713 Insol. Água, Sol. Álcool, benzeno -123,3 34,6 Irritante e anestésico se inalado Etanol 0,789 Sol. Água e solventes polares -114,1 78,5 Inflamável - Sódio metálico 0,968 Sol. água, álcool 97,82 881,4 Explosivo ao ar - Sulfato ferroso 1,86 Sol. água

35 Éter Etílico Aparência: liquido aquoso, sem coloração, odor suave, flutua em água, inflamável, produz vapor irritante. Medidas preventivas imediatas: evitar contato com o líquido e o vapor. Manter as pessoas afastadas. Chamar os bombeiros. Parar o vazamento, se possível. Isolar e remover o material derramado. Desligar as fontes de ignição. Ficar contra o vento neblina d água para baixar o vapor. Equipamentos de proteção individual (EPI): usar luvas, botas e roupas de borracha butílica ou natural e mascara de respiração autônoma Ações a serem tomadas quando o produto entra em combustão: extinguir com pó químico seco, espuma ou dióxido de carbono. Esfriar os recipientes expostos, com água. O vapor pode explodir, se a ignição for em área fechada. Neutralização e disposição final: queimar em um incinerador químico, equipado com pós-queimador e lavador de gases. Tomar os devidos cuidados na ignição, pois o produto é altamente inflamável. Para pequenas quantidades: depositar no chão, em uma área aberta. Evaporar ou queimar, por ignição, de uma distância segura. Recomenda-se o acompanhamento por um especialista do órgão ambiental. 35

36 Ácido Clorídrico Aparência: líquido aquoso ; sem coloração ; odor irritante ; mais denso e mistura-se com água ; produz vapores irritantes. Medidas preventivas imediatas: evitar contato com o líquido e o vapor. Manter as pessoas afastadas. Parar o vazamento, se possível. Isolar e remover o material derramado. Ficar contra o vento e usar neblina d'água para baixar o vapor Equipamentos de proteção individual (EPI): usar luvas, botas e roupas de borracha butílica, pvc ou polietileno clorado e máscara de respiração de autônoma. Ações a serem tomadas quando o produto entra em combustão: não é inflamável. Pode produzir gás inflamável em contato com metais. Neutralização e disposição final: para pequenas quantidades: adicionar cuidadosamente excesso de água, sob agitação. Ajustar o ph para neutro. Separar quaisquer sólidos insolúveis ou líquidos e enviá-los para disposição em um aterro para produtos químicos. Drenar a solução aquosa para o esgoto com muita água. Recomenda-se o acompanhamento por um especialista do órgão ambiental. 36

37 Iodeto de Potássio Aparência: cristais sólidos ; branco ; sem odor ; afunda e mistura com a água. Medidas preventivas imediatas: manter as pessoas afastadas. Parar o vazamento, se possível. Isolar e remover o material derramado. Equipamentos de proteção individual (EPI): usar luvas, botas e roupas de proteção, máscara contra pó e óculos de acrílico com proteção lateral. Ações a serem tomadas quando o produto entra em combustão: não é inflamável Neutralização e disposição final: para pequenas quantidades : adicionar, cautelosamente, com grande agitação, água em excesso. Ajustar o ph para neutro. Separar quaisquer sólidos ou líquidos insolúveis e acondicioná-los para disposição como resíduo perigoso. Drenar a solução aquosa para o esgoto, com muita água. As reações de hidrólise e neutralização podem produzir calor e fumos, os quais podem ser controlados pela velocidade de adição. 37

38 Sulfato ferroso Aparência: sólido; verde; sem odor; afunda e mistura com água. Medidas preventivas imediatas: isolar e remover o material derramado. Equipamentos de proteção individual (EPI): usar luvas, botas e roupas de borracha butílica ou natural, pvc ou neoprene, máscara contra pó e óculos de acrílico com proteção lateral. Ações a serem tomadas quando o produto entra em combustão: não é inflamável. Neutralização e disposição final: o material deve ser dissolvido em: 1) água, 2) solução ácida ou 3) oxidado a um estado solúvel em água. Precipitar o material como sulfeto, ajustando o ph da solução para 7, até completa precipitação. Filtrar os insolúveis e enterrar em um aterro para produtos químicos. Destruir qualquer excesso de sulfeto com hipoclorito de sódio. Neutralizar a solução e drenar para o esgoto com muita água. Recomenda-se o acompanhamento por um especialista do órgão ambiental 38

39 Cloreto de Cálcio Aparência: sólido ou solução aquosa; branco a incolor; sem odor; afunda e mistura com água. Medidas preventivas imediatas: evitar contato com o líquido e o sólido. Manter as pessoas afastadas. Parar o vazamento se possível. Isolar e remover o material derramado. Equipamentos de proteção individual (EPI): usar luvas, botas e roupas de borracha butílica ou natural, pvc ou neoprene e máscara contra pó e óculos de acrílico com proteção lateral. Ações a serem tomadas quando o produto entra em combustão: não é inflamável. Neutralização e disposição final: para pequenas quantidades: adicionar cuidadosamente bastante água, sob agitação. ajustar o ph para neutro. Separar quaisquer sólidos e líquidos insolúveis e acondicioná-los para disposição em aterro de resíduos perigosos. Drenar a solução aquosa para o esgoto com muita água. As reações de neutralização e hidrólise podem gerar calor e fumos, que podem ser controlados pela velocidade de adição. 39

40 Sódio metálico Aparência: sólido mole em querosene; prateado a branco acinzentado; sem odor; flutua e reage violentamente com água; produz gás inflamável. Medidas preventivas imediatas: evitar contato com o sólido. Manter as pessoas afastadas. Equipamentos de proteção individual (EPI): usar roupa de encapsulamento de pvc e máscara de respiração autônoma. Ações a serem tomadas quando o produto entra em combustão: Extinguir com pó de grafite, carbonato de sódio, cloreto de sódio em pó, ou outro pó seco apropriado. Neutralização e disposição final: sob uma atmosfera inerte adicionar cautelosamente o material em butanol seco em um solvente apropriado. Deve-se tomar providências para dar, seguramente, vazão a grandes volumes de gases hidrogênio altamente inflamável e/ou hidrocarboneto. Neutralizar a solução com ácido aquoso. Filtrar qualquer resíduo sólido para disposição como resíduo perigoso. Queimar a porção líquida em um incinerador químico, equipado com pós-queimador e lavador de gases. 40

41 Bibliografia PAVIA D.L., LAMPMAN G.M., KRIZ G.S. Química Orgânica Experimental Técnicas de escala pequena, 2nd ed., Bookman, GONÇALVES D.,WAL E., ALMEIDA R.R., Química Orgânica Experimental, 2 ed Vogel, Arthur I Quimica Orgânica, 3ed., Rio de Janeiro