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Química Orgânica Experimental I Extração Alunos: Ighor Barbosa e Liliane Pereira Turma: 10239 Professores: Camilo Henrique e João Monnerat Rio de Janeiro, 26 de setembro de 2022 2. Introdução: A extração é um método que se baseia na transferência de solutos ou impurezas de uma fase líquida ou sólida para um solvente líquido, também podendo ser usada como uma etapa de pré purificação de produtos de síntese orgânica. É importante que seja feita com dois líquidos diferentes e imiscíveis para que não seja formada uma única fase e seja possível a extração. As diferenças de solubilidade entre os solventes podem ser quantificadas pelo Coeficiente de distribuição, que é estimado pela razão entre as solubilidades no soluto no solvente 1 e no solvente 2: K = C2/C1 3. Parte Experimental: 3.1 Materiais: - Suporte Universal - Argola - Mufa - Funil de decantação - Becker - Erlenmeyer - Proveta - Vidro de relógio - Funil de líquidos - Espátula - Papel de Filtro - Bastão de vidro - Kitassato - Funil de Büchner - Capela - HCl 10% - HCl Concentrado - Na₂SO₄ - CH2Cl2 3.2 Método: ● Montar um sistema utilizando um suporte universal com um funil de decantação preso a uma argola ● Em um becker, colocar a amostra desconhecida. Com uma proveta, adicionar 30 mL de Diclorometano e agitar com um bastão de vidro até dissolver. ● Transferir a solução para o funil de decantação com o auxílio de um funil de líquidos, logo após, adicionar 15 mL de NaOH 10%, fechar o funil e agitar lentamente, abrindo a torneira de tempo em tempo para aliviar a pressão interna. ● Esperar alguns segundos até que ocorra a decantação. Tirar a tampa do funil e abrir a torneira para separar a fase orgânica e a fase aquosa em dois erlenmeyers. ● Colocar a fase orgânica de volta no funil de decantação, adicionar mais 15 mL de NaOH 10% e novamente separar a fase orgânica e a fase aquosa, reservando-as em dois erlenmeyers ● Na fase orgânica, adicionar o agente dessecante, nesse caso, o Na₂SO₄. Após isso, filtrar diretamente em um vidro de relógio, usando um funil de líquidos com um papel de filtro dobrado. Colocar na capela ● Depois de retirar da capela, raspar o sólido resultante e armazená-lo em um papel de filtro, identificando o número da amostra. ● Na fase aquosa, adicionar HCl concentrado, em seguida fazer uma filtração à vácuo utilizando um Kitassato e um funil de buchner com um papel de filtro. Armazenar o sólido para a próxima aula assim como foi feito com a fase orgânica 4. Resultados: Ao agitar as amostras com os solventes, pôde-se observar a formação de duas fases diferentes, que logo foram separadas. Uma delas era a fase aquosa e a outra a fase orgânica. A fase orgânica foi retirada por baixo, devido a maior densidade do Diclorometano, já a aquosa sempre era retirada por cima do funil de separação para que não houvesse contato entre as duas fases. Na fase orgânica, depois do Na₂SO₄ ser adicionado como agente dessecante, observou-se que a água remanescente da separação anterior foi completamente removida. Após isso, essa fase foi colocada na capela e foi possível observar que o solvente evaporou por completo, sobrando no vidro de relógio apenas uma grande quantidade de sólido. Na fase aquosa, após adicionar o HCl, foi possível observar uma precipitação, que em seguida foi separada a partir de filtração á vácuo e assim como na fase orgânica, pôde-se observar que restou no funil de büchner uma grande quantidade de sólido branco. 5. Discussão: A observação de duas fases diferentes na primeira etapa do experimento, ao misturar a amostra desconhecida, o Diclorometano e o NaOH, ocorre devido a imiscividade dos solventes. Eles precisam ser imiscíveis, pois caso contrário ocorreria uma solubilização e seria difícil a realização da extração. Por exemplo, observa-se dois compostos 1 e 2, miscíveis um com o outro, sendo necessário a separação deles. Para isso, é usado um composto 3, composto esse que é miscível com o primeiro e imiscível com o segundo, Depois de um tempo poderá ser observado que 1 e 3 acabam se misturando e formando uma fase, sendo assim, é possível separar através do funil de decantação o composto 1 que solubilizou com o composto 3, do composto 2. Basicamente, o soluto irá se distribuir entre os dois solventes dependendo da sua solubilidade em cada um deles. O solvente que possuir o soluto mais solúvel ficará com a maior parte do soluto. Após adicionar o agente dessecante (Na₂SO₄) na fase orgânica, foi observado que a água que sobrou da separação foi removida. O dessecante é um sal inorgânico anidro, capaz de adicionar água de hidratação quando exposto a soluções úmidas. Na₂SO₄ + Solução úmida (nH2O) ➝ Na2SO4.7H2O + Solução sec Geralmente, os dessecantes mais usados costumam ter velocidades e capacidades de secagem diferentes, o que depende do tamanho da esfera de hidratação do sal. É preciso selecionar o dessecante certo, pois alguns podem reagir com os solutos. O sulfato de sódio é considerado um bom dessecante, pois ele absorve grandes quantidades de água, assim como o sulfato de magnésio, porém este possui um ponto de equilíbrio de solvatação melhor, o que faz com que a secagem da solução seja mais rápida e mais eficiente. Esse fenômeno é chamado de inteireza, quanto mais eficaz o dessecante for, maior será a sua inteireza. Abaixo, a fim de informação, segue uma tabela com os dessecantes mais utilizados em procedimentos em geral: Sal anidro Sal hidratado Velocidade Inteireza Uso Na2SO4 Na2SO4.7H2O Na2SO4.10H2O Baixa Alta Geral MgSO4 MgSO4.7H2O Média Alta Geral CaSO4 CaSO4.2H2O Alta Baixa Geral CaCl2 CaCl2.2H2O CaCl2.6H2O Alta Baixa Hidrocarbonetos e haletos K2CO3 K2CO3.2H2O Média Média Aminas, ésteres, bases e cetonas Tabela 1 - Dessecantes mais utilizados 6. Conclusão: Nesse sentido, a extração se apresenta como um método muito versátil para extrair ou purificar compostos orgânicos. A seleção da técnica de extração a ser utilizada depende da natureza do substrato a ser extraído. Às vezes, tecnologias diferentes servem ao mesmo intento e abrem mais possibilidades no laboratório. Para saber escolher a técnica corretamente, é necessário desenvolver a prática no laboratório. 7. Referências: PAVIA, D. L., LAMPMAN, G. M., KRIZ, G. S., ENGEL, R. G. Química Orgânica Experimental: Técnicas de escala pequena. 2ª. Ed., Porto Alegre, Bookman, 2009. BRAIBANTE, H. T. S. Química Orgânica: Um Curso Experimental, 1ª Ed., Campinas, SP: Editora Átomo, 2015. Química Orgânica Experimental - Acervo digital UFS Disponível em: https://cesad.ufs.br/ORBI/public/uploadCatalago/18482916022012Quimica_Organica_Experi mental_Aula_2.pdf .