Apostila de experimentos - Química orgânica

Apostila de experimentos - Química orgânica

(Parte 8 de 13)

Misturando a "PANACETINA" com cloreto de metileno dissolve-se o ácido acetilsalicílico e o composto desconhecido, mas a sacarose será um sólido insolúvel que pode ser separado por filtração. O ácido acetilsalicílico pode ser removido da solução por extração com uma solução aquosa de hidróxido de sódio, a qual converte o ácido no seu respectivo sal, o acetilsalicilato de sódio. O sal ficará retido na camada aquosa, enquanto o composto desconhecido ficará retido na camada orgânica. Após a separação das fases, o ácido poderá ser precipitado a partir da camada aquosa, com adição de ácido clorídrico concentrado e separado por filtração. O composto desconhecido pode ser isolado por evaporação do solvente remanescente em solução.

3- PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

3.1- SEPARAÇÃO DA SACAROSE:

Pese exatamente 3,0 g de Panacetina e coloque num erlenmeyer de 125 mL. Adicione 50 mL de CH2Cl2 e agite a mistura usando bastão de vidro para dissolver o sólido tanto quanto possível. Filtre esta amostra num papel de filtro previamente pesado, lave com um mínimo de CH2Cl2, seque sua amostra e determine o peso novamente para calcular a quantia exata de sacarose na amostra.

3.2- SEPARAÇÃO DA ASPIRINA:

Coloque o filtrado num funil de separação e extraia duas vezes com 25 mL de NaOH (CH2Cl2 é o líquido de maior densidade). Adicione 10 mL de HCl 6M, lentamente e com agitação, aos extratos aquosos combinados. Teste o pH com papel tornassol, para ter certeza que a solução está ácida (pH = 2 ou menor). Resfrie a mistura num banho de gelo e filtre a vácuo usando um papel filtro previamente pesado. Lave o precipitado com uma pequena quantidade de água destilada gelada, seque e determine a quantidade de aspirina na sua amostra.

3.3- SEPARAÇÃO E PURIFICAÇÃO DA DROGA DESCONHECIDA:

Seque a fase orgânica com Na2SO4, filtre com papel filtro pregueado e evapore o CH2Cl2 usando placa de aquecimento ou rotaevaporador. Determine a massa da substância desconhecida. Recristalize o composto desconhecido com uma quantidade suficiente de água para dissolvê-lo. Filtre a solução a quente usando papel filtro pregueado e deixe a solução esfriar a temperatura ambiente. Seque o produto e identifique a droga desconhecida, determinando o seu ponto de fusão.

4- QUESTIONÁRIO

1- Escreva as fórmulas químicas dos seguintes compostos:

a) sacarose;

b) aspirina (ácido acetilsalicílico);

c) acetanilida;

d) acetaminofen (p-hidroxiacetanilida);

e) fenacetina (p-etoxiacetanilida);

f) paracetamol.

2- Sugira um mecanismo para todas as reações ácido-base envolvidas na separação da panacetina:

3- Porque a solução contendo o salicilato de sódio aquece quando HCl é adicionado?

4- Porque é importante resfriar a mistura acidificada antes de filtrar a aspirina?

5- Qual é a amina mais básica: p-nitroanilina ou p-toluidina? Justifique:

6- Coloque em ordem de acidez os seguintes compostos: ácido p-aminobenzóico, ácido p-nitrobenzóico e ácido benzóico:

7- Sugira uma rota para a separação dos seguintes compostos: p-nitroanilina, cloreto de sódio, o-cresol e naftaleno.

8- O acetaminofen é um ácido mais fraco que a aspirina mas mais forte que a água. Com base nesta informação, sugira um procedimento para a separação de uma mistura contendo sacarose, aspirina e acetaminofen.

9- Existe o perigo do desenvolvimento da Síndrome de Reye em usuários da panacetina?

EXPERIÊNCIA 08

SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DA ACETONA

1- INTRODUÇÃO

O produto formado a partir da oxidação de álcoois depende do agente oxidante empregado e da natureza do álcool de partida (álcool primário, secundário ou terciário).

Álcoois primários, por oxidação controlada, produzem aldeídos. A oxidação é feita com uma solução de dicromato de potássio (K2Cr2O7) em água e meio ácido. Uma vez que aldeídos são facilmente oxidados aos ácidos carboxílicos correspondentes, deve-se remover o mais rápido possível o aldeído que vai sendo formado, através de uma destilação.

Uma oxidação mais energética utilizando uma solução aquosa de permanganato de potássio com aquecimento e meio ácido produz o ácido carboxílico correspondente.

Os álcoois secundários sofrem oxidação, produzindo cetonas. Como agente oxidante normalmente se utiliza uma solução de K2Cr2O7 + H2SO4(mistura sulfocrômica). Pode-se utilizar, alternativamente, CrO3em ácido acético glacial, CrO3em piridina ou ainda uma solução de KMnO4a quente.

Os álcoois terciários não se oxidam em condições alcalinas ou em presença de ácido. Estes álcoois são rapidamente desidratados formando alcenos, e estes então são oxidados.

2- METODOLOGIA

A acetona será preparada a partir do álcool isopropílico, através de uma reação de oxidação. Esta reação poderá ser observada pela mudança de coloração, onde o dicromato de potássio (K2Cr2O7) é alaranjado e se reduz a Cr+3, de coloração verde.

Sendo a acetona um solvente volátil, o refluxo dificulta a saída de seus vapores, à medida que esta é sintetizada (Figura 1).

A purificação de líquidos, como é o caso da propanona, pode ser feita através da destilação fracionada, observando-se a temperatura de ebulição deste solvente (56C).

Figura 1: Aparelhagem para reação sob refluxo.

A maior parte das reações de caracterização de cetonas baseiam-se na formação de um derivado, a partir da reação de condensação com aminas substituídas. As reações ocorrem entre o grupo carbonila e o grupo -NH2 da amina substituída (serve também para identificar aldeídos). O nucleófilo, que nesta experiência será a 2,4-dinitrofenilidrazina 1, ataca o carbono carbonílico em 2, formando compostos cristalinos (3) de ponto de fusão bem definidos e, portanto, úteis para a identificação e caracterização.

3- PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

3.1- SÍNTESE DA ACETONA:

Em um balão de 3 bocas de 500 mL, coloque 7,5 g de álcool isopropílico e 30 mL de água. Adapte um funil de adição em uma das bocas do balão, e na outra um condensador ascendente. Coloque alguns fragmentos de porcelana porosa no interior do balão.

Paralelamente, em um béquer, prepare uma solução oxidante dissolvendo 14,5 g de K2Cr2O7 em 75 mL de água, sobre a qual são adicionados, cautelosamente e vagarosamente, 22,5 g de H2SO4 concentrado. Resfrie a solução e transfira-a para o funil de adição adaptado ao balão.

Adicione lentamente a mistura oxidante ao álcool contido no balão, de tal forma que se mantenha a ebulição no balão sem que haja destilação. Quando toda a mistura oxidante tiver sido adicionada, remova o funil de adição e tampe esta boca do balão (cuidado ao trabalhar com a solução sulfocrômica. Evite o contato com a pele, pois pode provocar queimaduras). Refluxe suavemente por 15 minutos.

3.2- SEPARAÇÃO E PURIFICAÇÃO DA ACETONA:

Monte um aparelho de destilação simples e destile vagarosamente, recolhendo todo produto até uma temperatura de 90C. Despreze o resíduo do balão de destilação. Receba o destilado na proveta imersa em cuba de água gelada para evitar perdas de acetona por evaporação.

Transfira o destilado contendo acetona para um balão de destilação de fundo redondo de 50 mL e adapte uma coluna de destilação para o fracionamento. Coloque fragmentos de porcelana porosa no balão e destile, vagarosamente, recolhendo o destilado em água gelada. O ponto de ebulição da acetona é 56oC.

3.3- TESTE DE CARACTERIZAÇÃO DO GRUPO CARBONILA:

Dissolva 1 mL do composto carbonilado em 5 mL de etanol e adicione 1 mL de uma solução alcoólica de 2,4-dinitrofenilidrazina. Se não se formar um precipitado imediatamente, dilua com um pouco de água. Colete o derivado e proceda à recristalização. Determine o seu ponto de fusão.

4- QUESTIONÁRIO

1- Quais os produtos formados na reação de oxidação com K2Cr2O7/H+ dos seguintes compostos:

a) 1-propanol b) 2-pentanol c) 1,4-hexanodiol d) ácido 4-hidroxioctanóico

2- Na oxidação de um álcool primário à aldeído, por quê o produto formado deve ser removido da reação por destilação?

3- Justifique o fato de que a oxidação de álcoois secundários resulta em melhores rendimentos do que a oxidação de álcoois primários:

4- Escreva as equações balanceadas para a oxidação do formaldeído e propionaldeído com KMnO4, em solução neutra e em solução ácida:

5- Desenhe os aparelhos utilizados nesta experiência para:

a) a síntese da acetona (qual a função do funil de adição?);

b) refluxo (explique seu funcionamento).

6- O que é um derivado? O que se pretende nesta experiência com a formação do derivado?

7- Qual o objetivo de se determinar o ponto de fusão do derivado de 2,4-dinitrofenilidrazina, nesta experiência?

8- Nesta experiência, qual o objetivo de se fazer uma destilação simples e depois uma destilação fracionada?

9- Além da oxidação de álcoois secundários, escreva outros dois métodos para a preparação de cetonas:

10- Porque a indústria emprega a técnica de desidrogenação catalítica na oxidação de álcoois primários e secundários?

EXPERIÊNCIA No 09

OXIDAÇÃO DO CICLOEXANOL:

(Parte 8 de 13)

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