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Universidade Federal do Rio de Janeiro
Instituto de Química
Departamento de Química Orgânica
Manual de Práticas
Química Orgânica
Experimental II
2008 – 1a edição
ORGANIZADA POR:
Elizabeth Roditi Lachter
Rosane Aguiar da Silva San Gil
AUTORES:
Ana Maria Polessa Maçaira
Angelo da Cunha Pinto
Claudia Moraes de Rezende
Elizabeth Roditi Lachter
Hyacintha Elizabeth Sophie van Tilborg Faria
Joaquim Fernando Mendes da Silva
José Maria Vargas de Andrade
Marcos Lopes Dias
Maria da Conceição Klaus Vanderley Ramos
Pierre Mothé Esteves
Rodrigo José Corrêa
Rosane Aguiar da Silva San Gil
Vanessa Lucia Rodrigues Furtado
Simon John Garden
A equipe organizadora agradece a inestimável colaboração da Profa. Lucia Paiva, Diretora Adjunta
de Graduação do Instituto de Química da UFRJ, pelo grande incentivo à elaboração desse Manual e
disponibilização do modelo básico de editoração do Manual de Práticas do Departamento de
Bioquimica, assim como a todos os professores e funcionários que colaboraram com esta 1ª edição.
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Prefácio
(Em preparação)
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ÍNDICE
PLANO DE AULAS ................................................................................................................................................ 05
QUESTIONÁRIO DE INTERESSE ......................................................................................................................... 06
LEMBRETES IMPORTANTES ............................................................................................................................... 07
CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO .................................................................................................................................. 08
ROTEIRO PARA PREPARAÇÃO DE RELATÓRIO .............................................................................................. 09
EXEMPLO DE FLUXOGRAMA ............................................................................................................................ 10
CONCEITO DE ECONOMIA ATÔMICA .............................................................................................................. 11
PARTE I – SÍNTESE TOTAL DE CORANTES
ESQUEMA DAS SÍNTESES ................................................................................................................................... 13
1. OBTENÇÃO DA ACETANILIDA ....................................................................................................................... 14
2. OBTENÇÃO DA p-NITRO ACETANILIDA ....................................................................................................... 16
3. OBTENÇÃO DA p-NITRO ANILINA ................................................................................................................. 18
4. OBTENÇÃO DO ÁCIDO SULFANÍLICO ......................................................................................................... 19
5. CORANTES
5.1. diazoaminobenzeno ..................................................................................................................................... 20
5.2. vermelho de monolite ................................................................................................................................... 21
5.3. ácido 4- (2-hidroxi-naftil-azo)-benzenossulfônico ...................................................................................... 22
5.4. ácido 4-(p-hidroxi-fenil-azo)-benzenossulfônico ......................................................................................... 23
5.5. tingimento de fibras ...................................................................................................................................... 24
PARTE II – SÍNTESES SELECIONADAS
6. HIDRÓLISE BÁSICA: preparação e caracterização de sabão ......................................................................... 29
7. ACILAÇÃO: preparação do ácido acetil salicílico ............................................................................................ 31
8. ESTERIFICAÇÃO E TRANSESTERIFICAÇÃO
8.1. Esterificação: preparação do salicilato de metila ...................................................................................... 33
8.2. Esterificação: preparação do acetato de n-butila ........................................................................................ 34
8.3. Transesterificação: preparação do biodiesel de soja .................................................................................. 35
9. OXIDAÇÃO
9.1. Preparação de acetona ................................................................................................................................ 36
9.2. Preparação de benzil ................................................................................................................................... 37
10.CONDENSAÇÃO
10.1. Síntese do 4,5-difenilimidazol .................................................................................................................... 38
10.2. Síntese da fenitoína e difenilglicourila ....................................................................................................... 39
10.3. Síntese do 2,4,5-trifenilimidazol (lofina) .................................................................................................... 40
10.4. Obtenção de um composto piezo-, solvato- e foto-crômico derivado da lofina .......................................... 41
10.5. Preparação de ftalimida .............................................................................................................................. 42
11. POLIMERIZAÇÃO: preparação de poli (metacrilato de metila) .................................................................... 43
12. CLORAÇÃO: preparação de p-cloro anilina ................................................................................................... 44
BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................................................... 45
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Plano de Aulas para o __ semestre de 200__
data h/aula assunto
3
Apresentação do curso. Calendário. Regras de funcionamento
do laboratório.
4
ACETANILIDA
(acilação)
4
p-NITRO ACETANILIDA
(nitração)
4
p-NITRO ANILINA
(hidrólise)
4
ÁCIDO SULFANÍLICO
(sulfonação)
4
PREPARAÇÃO DE CORANTES
(acoplamento)
3
PRIMEIRA PROVA
4
(hidrólise básica)
4
(acilação)
4
(esterificação)
4
(transesterificação)
4
(oxidação)
4
(condensação)
4
(condensação)
4
(polimerização)
4
(cloração)
3
SEGUNDA PROVA
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QUESTIONÁRIO DE INTERESSE
Prezado aluno:
Com o objetivo de conhecê-lo um pouco melhor, alguns dados preliminares são necessários.
Pedimos que forneça as informações abaixo da maneira mais completa possível. Responda
esse questionário em folha separada e entregue ao seu professor.
1. o que você espera desta disciplina neste semestre?
2. Enumere três assuntos que você gostaria de ver abordados nesta disciplina.
3. Diga em que semestre você cursou a disciplina Química Orgânica Experimental I, quais os
professores e dê a sua opiniãosobre a disciplina.
4. Onde cursou o segundo grau e qual o tipo de curso?
5. Quais as Químicas Orgânicas Teóricas que você já cursou, qual a que está cursando e quais os
professores?
6. Sugestões: escreva alguma coisa que voce gostaria de dizer, que não foi perguntada neste
Questionário. A coordenação da disciplina agradece.
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LEMBRETES IMPORTANTES
1. Certifique-se de estar munido do material obrigatório individual, do trabalho pré-aula e do
relatório da aula prática anterior antes de entrar no laboratório.
2. Confira todo o material do armário que vai utilizar, anotando em formulário próprio a falta de
qualquer item, antes do início da atividade prática.
3. Cuidado ao manusear vidraria, pois em caso de quebra o aluno está passível de arcar com os
custos da mesma.
Cuidado com choques térmicos provocados quando a vidraria quente é depositada sobre a superfície
fria da bancada. Tenha sempre a mão uma tela de amianto ou outro material isolante, para depositar
a vidraria quente.
4. Todo material utilizado deverá ser guardado limpo em seus respectivos armários. Para lavar a
vidraria, usar detergente, seguido de enxague com água destilada e rinsagem com álcool. Lembre-se
que outros alunos irão utilizar esse mesmo material após sua aula prática.
5. Não jogar sólidos nos ralos ou pias, tanto reagentes químicos como outros materiais, tais como
palitos de fósforo, pedaços de papel de filtro e pedra pome. No caso de resíduos de reagentes
consultar o professor ou o técnico sobre os locais de descarte no laboratório. No caso dos demais
materiais, jogá-los no lixo.
6. Da mesma forma que o material, também a bancada deverá ser limpa após o término da aula. Use
o perfex ou o papel toalha para isso.
7. Ao utilizar vácuo, fique atento ao nível de líquido filtrado no kitasato para que não alcance a
saída lateral, porque poderá danificar a bomba de vácuo! Lembre-se de esvaziar o kitazato após usar
o sistema de vácuo, para que o próximo usuário o encontre vazio.
8. Ao manusear um reagente, certifique-se de que se trata do reagente correto, lendo atentamente o
rótulo do frasco.
9. Quando manusear um reagente líquido, vertê-lo pelo lado oposto ao rótulo. Após a transferência,
fechá-lo com a tampa respectiva. No caso de um reagente sólido, usar sua espátula, previamente
limpa. Lembre-se de limpar novamente sua espátula após a transferência do reagente.
10. O produto produzido durante a aula deverá ser guardado na estante reservada para esse fim no
laboratório, rotulado com o nome do produto, nome do aluno, turma, nome do professor e data.
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CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO
MATERIAL OBRIGATÓRIO INDIVIDUAL:
. caderno de laboratório
. jaleco de algodão
. óculos de segurança
. espátula
. cópia do procedimento para síntese do produto
MATERIAL A SER TRAZIDO PELO ALUNO NO PRIMEIRO DIA DE ATIVIDADE
PRÁTICA (será utilizado pelo aluno ao longo do semestre):
. 1 vidro de detergente
. 1 litro de álcool
. 1 caixa de fósforos
. perfex, toalha ou papel toalha
. 1 rolo de etiquetas pequenas
. 6 vidros de remédio com tampa
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ROTEIRO PARA PREPARAÇÃO DE RELATÓRIOS
TÍTULO – Deve dar uma idéia clara e exata do que trata o trabalho. O título não é um texto, deve
ser portanto conciso e auto-explicações.
1. INTRODUÇÃO
Deve conter: Objetivo do trabalho, Importância do trabalho, Informações teóricas pertinentes
ao trabalho disponíveis na literatura.
2. MATERIAIS E MÉTODOS
Pode ser apresentado em itens, de acordo com o experimento realizado.
Materiais: é uma lista de todos os reagentes e vidrarias que foram utilizados para a execução do
experimento.
Métodos: é uma descrição detalhada com as informações necessárias para que este experimento
possa ser reproduzido exatamente da mesma maneira como foi realizado. Por exemplo, deve conter
quantidades de reagentes e tamanho da vidraria.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Pode ser apresentado em itens, de acordo com o experimento realizado.
Deve conter os resultados e a discussão de cada experimento, de acordo com as informações
teóricas disponíveis na literatura. Cada experimento tem um objetivo específico, que visa obter
informações para que o objetivo geral seja atingido. A discussão é feita pensando sempre no
objetivo do seu trabalho.
4. CONCLUSÃO
Este item deve descrever de forma clara e objetiva as conclusões tiradas do trabalho. É uma
resposta direta às questões formuladas pelo seu objetivo.
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Lista dos livros, artigos publicados em revistas científicas ou outras fontes teóricas utilizadas na
realização do trabalho. Toda referência bibliográfica deve conter:
Se livro: nome dos autores, título do livro, editores, ano da publicação, edição, volume, páginas
consultadas.
Se artigo científico: nome dos autores (iniciais seguidas do último sobrenome por extenso), nome
da revista científica, ano (em negrito), volume (em itálico), número da página inicial.
Existem normas que especificam a maneira como as informações devem estar dispostas no item de
referências bibliográficas. Informe-se na sua biblioteca, para poder seguir corretamente uma das
normas vigentes.
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EXEMPLO DE FLUXOGRAMA
M O D E L O D E T A B E L A D E C O N S T A N T E S F Í S I C A S
MODELO DE TABELA DE DADOS SOBRE A REAÇÃO
Rendimento teórico:
Toxidez/Periculosidade dos reagentes:
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CONCEITO DE ECONOMIA ATÔMICA
Por razões tanto econômicas quanto ambientais a química tem a obrigação de otimizar os
seus métodos de síntese, de forma a obter-se o produto desejado com o máximo de conversão e
seletividade e com geração do mínimo de subprodutos e rejeito. Esse conceito, denominado
"economia atômica" foi formulado na década de 90 por Trost e Sheldon e evidencia a importância
de uma química limpa, dentro do conceito de mínima agressão ao meio ambiente ("green
chemistry").
O parâmetro economia atômica ou porcentagem de utilização atômica (representado aqui
como %A), exprime quanto dos reagentes foi incorporado ao produto, segundo a equação
estequiométrica da reação.
É portanto um parâmetro de natureza teórica, que não leva em consideração o rendimento da reação
ou a presença de outras substâncias além dos reagentes, tanto durante a reação (por exemplo
solvente) quanto na etapa de purificação do produto. Entretanto é uma ferramenta bastante útil para
uma avaliação rápida da quantidade de rejeitos que serão gerados pela reação em pauta.
%A = P.M. do produto desejado/ΣP.M. das substâncias produzidas
O fator E, definido como a razão entre a soma das massas dos produtos secundários e a
massa do produto desejado, leva em consideração todas as substâncias utilizadas na reação,
incluindo-se os solventes (exceto água) e a parcela de reagentes não convertidos. Quanto maior o
valor do fator E, maior a massa de rejeito gerada e menos aceitável o processo, do ponto de vista
ambiental.
fator E = Σ massas dos produtos secundários/massa do produto desejado
Recentemente foi definido o parâmetro EQ, denominado quociente ambiental, que é
calculado conhecendo-se o valor de Q, um fator arbitrário que define a toxidez ("unfriendliness
quotient")dos subprodutos obtidos. O parâmetro EQ exprime a aceitabilidade de um determinado
processo do ponto de vista ambiental, e baseia-se no fato de que, mais importante do que a
quantidade de rejeito gerado é o seu impacto sobre o ambiente. Por exemplo, o fator Q do cloreto de
sódio é 1, enquanto sais de metais pesados (como o cromo por exemplo) tem fator Q na faixa de
100 a 1000.
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PARTE I
SÍNTESE TOTAL DE CORANTES
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ESQUEMA DAS SÍNTESES
N N NH
[5.1]
NH2
[1]
NHCOCH3
[2]
NHCOCH3
NO2
[3]
NH2
NO2
[4]
NH2
SO3H
[5.3]
HO
N NH3OS
[5.4]
N NH3OS
[5.2]
O2N N N
HO
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T É C N I C A
Rota A:
Em becher, na capela, preparar uma suspensão de 2,1 g de acetato de sódio previamente desidratado
em 8,4 g de ácido acético glacial (1) (2).
Adicionar sob agitação contínua 7,75g de anilina e em seguida 9,15g de anidrido acético.
Terminada a reação (3), adicionar sobre a mistura 125 ml de água destilada sob forte agitação (4).
Resfriar a mistura reacional em banho de gelo, filtrar o material precipitado em funil de Buchner e
lavar o sólido com água gelada (5).
Rota B:
Em becher de 250 ml, na capela, pesar 7,75g de anilina. Adicionar 60 ml de água e agitar (8).
Mantendo a agitação, adicionar 9,7 g de anidrido acético. Observar a formação da acetanilida (3).
Adicionar 50 ml de água, sob forte agitação (4).
Resfriar a mistura reacional em banho de gelo, filtrar o material precipitado em funil de Buchner e
lavar o sólido com água gelada (5).
TESTE DE SOLUBILIDADE E PONTO DE FUSÃO
Em um tubo de ensaio colocar alguns cristais da acetanilida obtida e 1 ml de solução aquosa a 20%
(v/v) de HCl. Em outro tubo de ensaio repetir o ensaio trocando a acetanilida por uma a duas gotas
de anilina (6).
Determinar o ponto de fusão do produto obtido, usando tubo de Thiele e capilares.
PURIFICAÇÃO (opcional)
Purificar a acetanilida obtida através de recristalização em becher, utilizando água como solvente.
Após a recristalização (7), secar o produto ao ar ou em estufa a 50 oC.
Ref.: Merat (2003)
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Q U E S T I O N Á R I O
1) O que é ácido acético glacial?
2) Descrever como deve ser feita essa desidratação.
3) O que voce pode dizer sobre a velocidade dessa reação?
4) Por que foi adicionada água nesse ponto?
5) Por que o material obtido deve ser lavado com água gelada?
6) Observar atentamente os resultados obtidos e explicar estes fenômenos.
7) Quais devem ser as características desse solvente?
8) Qual a função da água durante a reação?
C Á L C U L O S
Calcular o rendimento, a economia atômica e o fator E do processo.
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T É C N I C A
Rota A:
Em um erlenmeyer seco de 250 ml, colocar 5g de acetanilida seca e pulverizada e 6,25g de ácido
acético glacial (1). Agitar de modo a obter uma boa suspensão.
Adicionar então, com agitação constante, 23g de ácido sulfúrico concentrado.
Resfriar externamente com um banho de gelo e sal, de modo a manter a temperatura do meio
reacional entre 0 – 2 oC (2).
Adicionar sob agitação constante uma mistura resfriada de 3,8g de ácido nítrico concentrado e 3,2
g de ácido sulfúrico concentrado, contida em uma proveta seca. Durante a adição manter a
temperatura reacional em 10 oC (3).
Terminada a adição, deixar a mistura reacional em repouso a temperatura ambiente por 1 hora (4).
Após este tempo, derramar a mistura reacional sobre 75g de gelo picado e água (5) sob agitação.
Deixar em repouso por 15 minutos (6). Filtrar em funil de Buchner e lavar repetidas vezes com água
gelada até a completa remoção dos ácidos residuais (7).
Rota B:
Em erlenmeyer de 125 ml, colocar 5,0 g de acetanilida seca e pulverizada.
Medir em proveta 17 ml de ácido sulfúrico conc. e adicionar a metade do volume (8,5 ml) sobre a
acetanilida, com agitação constante.
Agitar o erlenmeyer para que haja a maior dissolução possível da acetanilida. Resfriar a mistura em
banho de gelo e sal (2).
Medir 2,8 ml de ácido nítrico conc. e adicionar ao ácido sulfúrico contido na proveta, misturando os
dois ácidos.
Adicionar essa mistura em porções de 0,5 ml ao erlenmeyer, lentamente e com agitação. Manter o
erlenmeyer em banho de gelo durante essa adição, controlando para que a temperatura não
ultrapasse 10 oC (3).
Terminada a adição, retirar o erlenmeyer do banho de gelo e deixá-lo em repouso por 20 min. (4)
Após esse tempo, adicionar uma mistura de 50g de gelo em 20 ml de água ao erlenmeyer (5).
Deixar em repouso por 15 min. (6). Filtrar em funil de Buchner e lavar repetidas vezes com água
gelada até a completa remoção dos ácidos residuais (7).
DETERMINAÇÃO DO PONTO DE FUSÃO
Determinar o ponto de fusão do produto obtido, usando tubo de Thiele e capilares.
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REAÇÃO DE CONFIRMAÇÃO
Em um tubo de ensaio, misturar alguns cristais da p-nitro-acetanilida com 2ml de solução a 5% de
sulfato ferroso amoniacal, recentemente preparada. Adicionar 1 gota de solução aquosa a 10% (v/v)
de ácido sulfúrico e 1 ml de solução metanólica a 10% de KOH. Fechar bem o tubo de ensaio (com
rolha de cortiça) e agitar fortemente.
Repetir o ensaio com uma amostra de acetanilida (10).
PURIFICAÇÃO (opcional)
Escolher um bom solvente (8) para a recristalização (9) do produto. Para tal verificar a solubilidade
do produto em água e em etanol. Após a recristalização, secar o produto ao ar ou em estufa a 100
oC.
Q U E S T I O N Á R I O
1) Qual a finalidade da adição do ácido acético glacial?
2) Explique porque se consegue temperaturas abaixo de 0 oC com mistura de gelo e sal.
3) Qual o motivo para este limite de temperatura?
4) Qual a razão do repouso?
5) Qual a razão da adição do produto da reação sobre água e gelo e não simplesmente sobre água?
(comparar com o procedimento utilizado na preparação da acetanilida).
6) Qual a razão do repouso?
7) Qual a finalidade de eliminar os ácidos residuais e como deve ser feito esse controle?
8) Quais devem ser as características desse solvente?
9) Descreva o procedimento utilizado e compare-o com o utilizado na recristalização da acetanilida.
10) Observe e explique o ensaio de confirmação.
C Á L C U L O S
Calcular o rendimento, a economia atômica e o fator E do processo.
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T É C N I C A
Refluxar (1)durante 20 minutos 3,75 g de p-nitro acetanilida com 20 ml de solução de ácido
sulfúrico 70% (2). A mistura reacional, ainda quente, é vertida sobre 125 ml de água fria. A p-nitro
anilina é precipitada pela adição de excesso de solução aquosa de NaOH 20%, com agitação (3).
Em seguida o produto é filtrado e lavado com água gelada (4).
DETERMINAÇÃO DO PONTO DE FUSÃO
Determinar o ponto de fusão do produto obtido, usando tubo de Thiele e capilares.
REAÇÃO DE CONFIRMAÇÃO
Em um pequeno vidro de relógio, misturar cristais de p-nitro anilina comgotas de aldeído p-
dimetilaminobenzóico em ácido acético glacial. O aparecimento de uma coloração vermelha intensa
(base de Schiff) indica teste positivo para amina aromática primária ou secundária. Repetir o ensaio
com a p-nitro acetanilida preparada na aula anterior (5).
PURIFICAÇÃO (opcional)
Escolher um bom solvente para a recristalização do produto. Para tal verificar sua solubilidade em
água e em etanol.
Q U E S T I O N Á R I O
1) Descrever a aparelhagem utilizada (volume do balão, tipo de aquecimento, etc.)
2) Descrever detalhadamente como se prepara esta solução.
3) Sugerir um método rápido para verificar se a precipitação foi completa.
4) Qual a finalidade da lavagem com água gelada?
5) Observar e explicar o ensaio de confirmação.
6) Sabendo que a obtenção da p-nitro anilina é a terceira etapa de uma sequência de reações
iniciadas com a anilina, por que não se preparou a p-nitro anilina através da nitração direta da
anilina?
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Em um balão seco de 250 ml, colocar 10,2 g de anilina e adicionar cuidadosamente 27,5 g de ácido
sulfúrico conc. em pequenas porções, agitando durante a adição e mantendo fria a mistura reacional
por imersão ocasional do balão em cuba com água fria.
Observar a precipitação de sulfato ácido de anilina.
Adicionar cuidadosamente 44 g de ácido sulfúrico fumegante (com 8% de SO3).
Terminada a adição, conectar um condensador a ar, munido de um tubo de borracha na extremidade
superior. A saída do tubo de borracha deve ser colocado em contato direto com um becher contendo
solução aquosa de NaOH 20%, para garantir a captação de vapores gasosos tóxicos.
Aquecer a mistura em banho de óleo a 185-190 oC por uma hora, controlando rigorosamente a
temperatura, de forma a evitar a carbonização do reagente.
Após o término do aquecimento, resfriar até cerca de 50 oC, e verter cuidadosamente o conteúdo do
balão sobre 100 ml de água gelada, agitando vigorosamente durante a adição. Deixar em repouso
por 10 min. Filtrar o ácido sulfanílico que cristaliza em funil de buchner, lavando com pouca água e
secando bem.
PURIFICAÇÃO (opcional)
Dissolver o ácido sulfanílico em 150 ml de água a ebulição (se o produto estiver colorido ou muito
escuro, adicionar cerca de 1g de carvão ativo) e filtrar a quente em papel pregueado. Reduzir o
volume da solução até a metade, resfriar em banho de gelo e finalmente filtrar os cristais de ácido
sulfanílico purificado em funil de Buchner.
Q U E S T I O N Á R I O
1) Propor um mecanismo para a reação de obtenção do ácido sulfanílico.
2) O que é um íon dipolar?
3) Por que o ácido sulfanílico, ao contrário dos demais ácidos sulfônicos, é insolúvel em água?
4) Citar algumas aplicações do ácido sulfanílico.
5) Por que o ácido sulfanílico tem grande emprego na indústria de corantes?
C À L C U L O S
Calcular o rendimento, a economia atômica e o fator E do processo.
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Em um becher de 500 ml colocar 7g de anilina, 37,5 ml de água destilada e 10 ml de HCl
concentrado, com agitação constante. Resfriar a mistura até a temperatura ambiente e adicionar 25g
de gelo picado, mergulhando o becher em seguida em banho de gelo + sal.
Em seguida, adicionar gota a gota uma solução de 2,6 g de NaNO2 em 6 ml de água, com
agitação, mantendo o banho de gelo e sal (durante 10 minutos). Após a adição, agitar continuamente
a mistura por 15 minutos.
Adicionar à mistura preparada acima, mantendo a agitação, uma solução de 10,5 g de
acetato de sódio cristalizado em 20 ml de água destilada.
Manter a agitação e a temperatura na faixa de 5oC por pelo menos 20 minutos, com auxílio
de banho de gelo e sal grosso. Haverá formação de um precipitado de coloração amarelo intenso de
diaminoazo benzeno. Filtrar, lavando com água gelada, escorrendo bem para evitar escurecimento
do produto. Lavar com alguns ml de mistura etanol/água 9:1, escorrer bem e secar o produto obtido
sobre folhas de papel de filtro.
REAÇÃO DE CONFIRMAÇÃO
Em vidro de relógio pequeno, verificar a inexistência de grupamento amina primária aromática no
diazoamino benzeno formado, pela ausência de formação de base de Schiff, intensamente colorida
ao reagir cristais de produto com gotas de solução saturada de p-dimetil amino benzaldeído em
ácido acético glacial.
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T É C N I C A
1. Preparação do cloreto de p-nitro-benzeno-diazônio.
Em um becher de 250 ml colocar 1,75g de p-nitro anilina preparada anteriormente, 3,8 ml de água e
4,4 g de HCl concentrado. Aquecer até a dissolução de todo o material. Resfriar a mistura até a
temperatura ambiente e adicionar 10g de gelo picado, mergulhando o becher em banho de gelo +
sal. Em seguida, adicionar solução de 0,9g de NaNO2 em 2 ml de água, lentamente e com agitação,
mantendo o banho de gelo e sal. Deixar em repouso por 10 minutos e verificar o final da reação de
diazotação pelo aparecimento de acor azul intensa ao colocar uma gota da solução sobre papel de
amido iodetado. O papel é preparado pela imersão de uma tira de papel em solução bastante diluida
de amido em água quente, contendo um cristal de KI.
Terminada a etapa de diazotação, filtrar a mistura resultante em papel de filtro pregueado e receber
a solução em banho de gelo. Manter esta solução a baixa temperatura (0-5oC) até a hora de sua
utilização.
2. Reação de acoplamento do sal de diazônio com ββββ-naftol em meio ácido
Em um becher de 250 ml dissolver 1,8g de β-naftol em 50 ml de etanol e manter a solução a
temperatura aproximada de 5oC. Transferir a solução resfriada para funil de decantação e gotejar
lentamente sobre a solução de cloreto de p-nitro-benzeno-diazônio (preparado acima), agitando
continuamente e mantendo a temperatura da mistura reacional em torno de 5oC, com o auxílio de
banho de gelo e sal grosso. Após a adição, agitar ocasionalmente a mistura por cerca de 15 minutos.
Filtrar, lavar, escorrer e secar (pó vermelho intenso).
REAÇÃO DE CONFIRMAÇÃO
Em um tubo de ensaio contendo 2ml de solução alcoólica de KOH adicionar cristais do corante. O
aparecimento de uma coloração violeta intensa confirma a presença do produto.
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22
T É C N I C A
1. Preparação do cloreto de p-sulfo-benzeno-diazônio.
Em um becher de 250 ml colocar 1,5 g de ácido sulfanílico preparado anteriormente, 25 ml de água
e 0,5g de carbonato de sódio. Agitar para dissolver e se necessário, aquecer até total solubilização.
Resfriar a solução em banho de gelo e em seguida juntar solução de 0,75g de nitrito de sódio em
5ml de água, lentamente e com agitação.
Colocar o becher em banho de gelo e sal. Com o auxílio de um termômetro controlar a temperatura
do banho até que a solução atinja 5oC. Adicionar então lentamente uma solução de 1ml de HCl
concentrado em 5ml de água, tomando o cuidado de não deixar a temperatura ultrapassar os 5oC. O
sal de diazônio formado tem coloração alaranjada e deve ser mantido em banho de gelo até o
momento de sua utilização.
2. Reação de acoplamento do sal de diazônio com ββββ-naftol em meio básico
Em um becher de 250 ml dissolver 1,25g de β-naftol em 12,5 ml de uma solução de NaOH 1N.
Resfriar a solução e adicioná-la lentamente sobre o cloreto de p-sulfo-benzeno-diazônio preparado
acima, mantendo a temperatura abaixo de 10oC. Verificar se o meioestá alcalino e caso não esteja
acrescentar um pouco mais de solução de NaOH 1N. Em seguida, juntar 5g de NaCl (dissolvido no
mínimo de água), agitar e deixar em repouso por 30 minutos.
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TÉCNICA
1. Preparação do cloreto de p-sulfo-benzeno-diazônio.
Em um becher de 250 ml colocar 1,5 g de ácido sulfanílico preparado anteriormente, 25 ml de água
e 0,5g de carbonato de sódio. Agitar para dissolver e se necessário, aquecer até total solubilização.
Resfriar a solução em banho de gelo e em seguida juntar solução de 0,75g de nitrito de sódio em
5ml de água, lentamente e com agitação.
Colocar o becher em banho de gelo e sal. Com o auxílio de um termômetro controlar a temperatura
do banho até que a solução atinja 5oC. Adicionar então lentamente uma solução de 1ml de HCl
concentrado em 5ml de água, tomando o cuidado de não deixar a temperatura ultrapassar os 5oC. O
sal de diazônio formado tem coloração alaranjada e deve ser mantido em banho de gelo até o
momento de sua utilização.
2. Reação de acoplamento do sal de diazônio com fenol em meio básico
Em um becher de 250 ml dissolver 0,89 g de fenol em 4,3 ml de solução de NaOH 1N. Esfriar a
mistura a 5oC e adicioná-la lentamente ao cloreto de p-sulfo-benzeno-diazônio preparado acima,
mantendo a temperatura abaixo de 10oC. Após a adição, agitar ocasionalmente a mistura por cerca
de 15 minutos.
P U R I F I C A Ç Ã O
O produto pode ser purificado por recristalização em tolueno. O material final deve ser seco ao ar.
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24
Corantes e Tingimento:
Os corantes incluem um vasto grupo de compostos que tem em comum a propriedade de
produzir uma cor permanente em tecidos, couro ou papel. Todos os corantes úteis são compostos
aromáticos com sistemas de elétrons altamente deslocalizados, que absorvem luz em determinados
comprimentos de onda. Os tipos de estruturas mais importantes são os compostos azo, os cátions
triarilmetila e as antraquinonas.
A química de corantes envolve muito mais do que o uso de compostos coloridos. O processo
de tingimento é uma interação entre o corante e a fibra, e o que conta é a combinação final. Uma
substância lindamente colorida não tem utilidade como corante se ela não transfere sua cor
irreversivelmente ao tecido. As exigências mais importantes, do ponto de vista do usuário são cores
que agradem e que resistam a lavagem, oxidação do ar, suor e exposição a luz intensa.
Um outro grupo de considerações surge durante o processo de manufatura. O tintureiro deve
ser capaz de obter uma coloração que seja reprodutível. Por razões econômicas os fabricantes
devem também chegar a variações de tonalidade e ao mesmo tempo utilizar o corante tão
completamente quanto seja possível. O fator principal do tingimento de tecidos é a grande
variedade de estruturas químicas presentes em tecidos modernos. Essas incluem as fibras naturas
como lã, seda e algodão, e alguns tipos de polímeros sintéticos.
No tingimento e prática têxtil, os corantes tem sido classificados tradicionalmente de acordo
com o processo de tingimento ou com a fibra que está sendo tingida. Por exemplo, os termos
"ácido" ou "base" se referem a corantes que são aplicados usando-se um banho ácido ou alcalino,
respectivamente. Existem os corantes que podem ser aplicados diretamente, como os que podem ser
utilizados para tingir o algodão . Corantes dispersos são aplicados a partir de uma suspensão mais
do que a partir de uma solução do corante. Corantes em tanque são aplicados utilizando-se a forma
reduzida e solúvel do corante em um banho, e depois oxidando-o a uma forma colorida e insolúvel
sobre o tecido.
Cada uma dessas classes de corantes pode incluir vários tipos de estruturas. Dessa forma, um
corante disperso ou um corante ácido pode ter um determinado tipo de estrutura cromofórica (que
gera cor), de forma que o processo de tingimento envolve a suspensão do corante ou de sua solução
ácida, respectivamente.
NH2
N
N
anilina amarela
C
(CH3)2N N
+
(CH3)2
verde malaquita
(triarilmetil cátion)
(composto azo)
O
O
OH
OH
alizarina
(antraquinona)
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25
Tabela 1 – Tipos de fibras e corantes.
Corantes ácidos ou básicos são fixados à fibra por atração iônica, e os termos aniônico e
catiônico são mais descritivos e mais significativos.
Corantes "ácidos" típicos contém grupos –SO3Na+ e combinam em solução ácida com um
tecido contendo grupos –NH2. O processo de tingimento é na verdade uma sequência de troca
iônica na qual o cátion –NH3
+ da fibra substitui o cátion Na+ do corante. De forma similar, em
corantes "básicos", a molécula do corante apresenta estrutura catiônica que se combina com os
centros aniônicos presentes na fibra.
Seda e lã contém tanto grupos catiônicos –NH3
+ quanto grupos aniônicos –CO2
- na cadeia
lateral do aminoácido, e podem ser tingidos por qualquer tipo de corante iônico. Fibras poliacrílicas
sintéticas contêm grupos –SO3
- incorporados na preparação do polímero para fornecer sítos de
tingimento. Nylon pode ser preparado tanto com grupos NH3
+ terminais ou com grupos –CO2
-
terminais em excesso; a maior parte dos tecidos de nylon contém excesso de grupos –NH3
+ e podem
portanto ser tingidos com corantes aniônicos (ácidos).
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26
TINGIMENTO ÁCIDO:
TINGIMENTO BÁSICO:
Algodão e celulose modificada (viscose, rayon) não fornecem boa permanência com
corantes aniônicos ou catiônicos comuns. Um grupo importante de corantes que são dirigidos para
algodão são compostos nos quais os grupos azo ocorrem a uma distância que corresponde a
distância entre as unidades hexose da cadeia da celulose. O corante fica ligado à fibra por uma série
de atrações por pontes de hidrogênio. Um único grupo azo é insuficiente para a permanência do
corante; compostos "bis-azo", com dois grupos azo ligados a um sistema bifenila fornecem corantes
excelentes para esses tipos de tecidos.
Fibras de poliéster e de acetato de celulose são as que apresentam a menor afinidade para
adsorção de corantes em solução. Essas fibras são tingidas pelo processo de dispersão. O tecido é
aquecido em uma suspensão de um corante insolúvel e um "carrier" que aumenta a penetração. O
corante torna-se disperso na fibra hidrofóbica. Como não há ligação com a fibra, corantes dispersos
são frequentemente menos permanentes do que outros tipos de corantes.
Um desenvolvimento importante na prática têxtil é o uso de fibras mistas ou misturadas. No
tingimento desses materiais, a ligação diferencial de corantes nas fibras individuais fornece cores
texturizadas. O tecido misturado é tratado com uma mistura de corantes, e a falta de afinidade da
fibra com certos corantes é tão importante quanto sua afinidade para outros. Uma fibra em mistura
ou um tecido fabricado com diferentes fibras pode sofrer tingimento cruzado com uma mistura de
tipos de corantes. Dessa forma, matizes de cores podem ser alcançadas em uma única operação de
tingimento.
Uma ampla gama de corantes está disponível para cobrir as diversas necessidades por cores
em tecidos. O processo de tingimento é determinado pelo tipo de tecido e de corante, porém um
certo número de fatores contribui para o resultado final. A concentração de corante, a presença de
eletrólitos e a temperatura são variáveis importantes no banho corante. O grau de molhabilidade e
inchamento da fibra, a duração do tingimento e a adição de compostostensoativos são outros
fatores que afetam o resultado final. Devido ao grande número de fatores que podem ser variados e
as interações complicadas entre o corante e a fibra, o tingimento de tecidos é uma prática bastante
empírica, que necessita de habilidade e longa experiência.
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27
Nesse experimento, as afinidades relativas de fibras com determinados tipos de corantes
serão determinadas a partir da exposição de amostras de várias fibras a diferentes corantes, sob as
mesmas condições.
. Tecidos: lã, orlon, dacron, nylon, algodão, acetato.
. Corantes: um corante neutro [5.1] [5.2], um corante catiônico (verde malaquita), um corante
aniônico [5.3] [5.4]. Preparar solução 0,1% dos corantes neutros, catiônico e aniônicos.
T É C N I C A
Transferir 1 mL de solução de cada corante em pequenos tubos de ensaio e imergir tiras de
diferentes fibras. Aquecer a solução em banho de vapor por alguns minutos e então lavar, secar e
observar as intensidades relativas de cor nas diferentes fibras, em função da natureza dos corantes
testados.
Preparar uma tabela contendo os resultados observados, e as amostras dos tecidos tingidos.
Comentar os resultados em função da intensidade de tingimento esperada e observada no
laboratório.
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28
PARTE II
SÍNTESES SELECIONADAS
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HIDRÓLISE BÁSICA: Preparação e Caracterização de Sabão
A ) T É C N I C A P A R A O B T E N Ç Ã O D E S A B Ã O A Q U E N T E
Em um becher pequeno, preparar uma solução de 7,5g de NaOH em uma quantidade mínima
de água e completar o volume a 38 ml com etanol (1).
Em um balão de 250 ml, introduzir 2,5 g de gordura ou óleo e adicionar a solução de NaOH
preparada acima. Adaptar ao balão um condensador e colocar o sistema em refluxo por 30 minutos
ou até que toda a gordura tenha sido hidrolisada.
Terminado o refluxo, a mistura reacional é concentrada pela remoção do etanol por
destilação simples. Nesta etapa o aquecimento pode ser feito em banho-maria e não há necessidade
de utilizar termômetro. É importante que todo o álcool seja retirado do meio reacional.
O resíduo é solubilizado em 25 ml de água (testar o pH da solução com papel indicador
universal) e a solução resultante é transferida para um becher de 250 ml (reservar uma alíquota de
aproximadamente 2ml).
Adicionar sobre a solução um volume igual de solução saturada de NaCl (35g/100 ml). O
sabão é então filtrado em funil de Buchner e deixado ao ar para que o teor de água diminua.
OBS.: para diminuir o pH do sabão, a operação de solubilização e floculação deve ser repetida
algumas vezes (2).
Obtenção dos ácidos graxos e caracterização do grau de insaturação:
Acidificar a alíquota de solução de sabão com ácido sulfúrico a 30% e separar o produto orgânico
insolúvel (ácidos graxos). Dissolver em CCl4 e adicionar à solução algumas gotas de solução de
bromo a 5% em CCl4 (3).
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30
B ) T É C N I C A P A R A O B T E N Ç Ã O D E S A B Ã O A F R I O ( s a b ã o d e c o c o )
. Em becher de 1000 ml colocar 200g de óleo de coco babaçú (d=0,925 g/ml).
. Preparar 102 g de uma solução de NaOH 30,2% p/p;
. Resfriar e adicionar lentamente a solução de NaOH (com auxílio de funil de decantação ou de
bureta) ao óleo de coco contido no becher, com agitação constante, em uma única direção (tempo de
adição em torno de 30-40 minutos);
. Continuar a agitação após o término da adição, até que a massa bruta possa ser transferida para
uma caixa de papelão ou a parte inferior de uma garrafa plástica (de álcool ou de refrigerante);
. embrulhar o sabão bruto em papel jornal para manter o calor da reação e deixar em repouso por 48
horas, para que a reação se complete.
. Após o tempo estabelecido pesar a barra de sabão obtida, para calcular o rendimento da reação.
Q U E S T I O N Á R I O
1) Qual a finalidade do uso de etanol como solvente nesta reação?
2) Cite as vantagens e desvantagens do uso de sabões de diferentes pH.
3) Observar se ocorre descorametno da solução de bromo. Que conclusões podem ser tiradas deste
ensaio? represente as reações envolvidas.
C Á L C U L O S
Rendimento bruto, economia atômica, fator E.
OBS.: para efetuar os cálculos, procurar na literatura a composição média em ácidos graxos
presente no óleo ou gordura utilizado no item A e no óleo de coco (item B). Utilizar o ácido graxo
presente em maior quantidade como referência para o cálculo do mol do triglicerídeo (reagente de
partida) em cada preparação.
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31
ACILAÇÃO: Preparação do Ácido Acetil Salicílico (AAS)
T É C N I C A
Em balão de 250 ml de capacidade colocar 5g de ácido salicílico e 10 ml de anidrido acético.
Agitar manualmente até formação de uma mistura homogênea. Adicionar 8 gotas de ácido sulfúrico
concentrado, com cuidado. Haverá dissolução da mistura, com aumento da temperatura (reação
exotérmica).
Adaptar um condensador e aquecer a mistura reacional em banho-maria, mantendo a
temperatura na faixa de 45-50 oC e agitando constantemente o sistema, no próprio suporte. Manter o
aquecimento por 20 minutos. Retirar uma pequena amostra do sólido branco que se forma e testá-la
com solução de FeCl3 a 1% (1). Se o resultado do teste for positivo, continuar o refluxo por mais 10
minutos, quando então deverá ser realizado novo teste. O teste e a operação de aquecimento devem
ser repetidos até resultado negativo.
Resfriar o sistema, adicionar 50 ml de água gelada e filtrar o material em funil de Buchner,
lavando com água gelada. Secar o produto ao ar.
P U R I F I C A Ç Ã O
Dissolver o produto bruto em 60 ml de álcool quente contido em becher. Verter a solução
sobre 150 ml de água quente contida em erlenmeyer de 250 ml. Caso se forme precipitado, aquecer.
Transferir a mistura para um becher e deixar em repouso até alcançar a temperatura ambiente. O
AAS precipita sob forma de agulhas (2).
R E A Ç Ã O D E C O N F I R M A Ç Ã O
Em tubo de ensaio dissolver alguns cristais do AAS em 8-10 gotas de etanol a 50%,
aquecendo se necessário.
Adicionar 4 gotas de solução de KOH alcoólica saturada de cloridrato de hidroxilamina e 3 gotas de
solução de KOH alcoólica.
Aquecer até a reação se iniciar, quando ocorre borbulhamento da solução.
Adicionar 5 gotas de solução a 5% (v/v) de HCl e adicionar 1 gota de solução aquosa a 1% de
FeCl3. Uma coloração vermelha a violeta intensa aparece, devido à formação de hidroxamato
férrico e indica teste positivo para éster carboxílico (3).
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32
Q U E S T I O N Á R I O
1) Justificar este ensaio, explicando as reações envolvidas e os resultados observados.
2) Explique este procedimento descrevendo todas as etapas envolvidas.
3) Escreva as reações envolvidas.
CÁLCULOS
Rendimento; Economia Atômica; Fator E.
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33
ESTERIFICAÇÃO E TRANSESTERIFICAÇÃOT É C N I C A
Primeira etapa:
Em balão de 250 ml de capacidade colocar 13,8 g de ácido salicílico. Levar o balão para uma capela
e adicionar 32g de metanol e 7,4g de ácido sulfúrico concentrado, com cuidado (1).
Juntar fragmentos de porcelana porosa, montar aparelhagem para aquecimento e aquecer sob
refluxo, durante 4 horas. Caso não haja tempo suficiente, anotar o tempo de refluxo e na segunda
etapa da aula reiniciar o refluxo até completar o tempo de 4 horas.
Segunda etapa:
Montar aparelhagem para destilação simples, usando aquecimento em banho-maria e destilar o
excesso de metanol. Esfriar o resíduo e adicionar 120 ml de água. Transferir com pouca agitação
para funil de separação (2) e retirar a camada inferior de éster. Lavar o produto uma vez mais com
água e em seguida com pequenas porções de solução de carbonato de sódio-10% (3), até reação
alcalina ao papel de tornassol.
Adicionar solução de NaCl-30%, separar e secar sobre 5g de sulfato de magnésio anidro (4) por 15
minutos, com agitação ocasional. Filtrar e destilar o produto bruto obtido usando condensador a ar.
Q U E S T I O N Á R I O
1) Por que esta operação é perigosa?
2) Como voce pode garantir qaue a camada superior é realmente a fase aquosa?
3) Qual a finalidade desta operação?
4) Que outro tipo de dessecante poderia ser utilizado nesta fase?
C Á L C U L O S
Rendimento; Economia Atômica; Fator E.
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34
TÉCNICA:
Em um balão de fundo redondo de 250 ml, adicionar 9,25 g de álcool n-butílico e 15 g de ácido
acético glacial. Misturar bem e adicionar cautelosamente 0,45 g de H2SO4 concentrado (cuidado!)
(1).
Adaptar um condensador de refluxo e aquecer à ebulição em banho de óleo por 2 horas.
Terminado o refluxo, derramar a mistura reacional sobre 100 ml de água e transferir toda a mistura
para um funil de separação de 250 ml.
Desprezar a fase aquosa (camada inferior) (2) e lavar a fase orgânica com 50 ml de solução aquosa
saturada de NaHCO3 (3), seguido de 25 ml de água.
Transferir o éster bruto para um erlenmeyer de 250 ml e adicionar cerca de 3 g de Na2SO4 ou
MgSO4 (4) anidro.
Após algum tempo, filtrar o éster em papel de filtro, recolhendo o filtrado e descartando o sólido.
PURIFICAÇAO
Purificar o éster obtido por destilação fracionada com coluna de Vigreux, recolhendo a fração que
destila entre 124-126 oC.
QUESTIONÁRIO
1. Por que esta operação é perigosa?
2. Como voce pode garantir que a camada inferior é relamente a fase aquosa?
3. Qual a finalidade desta operação?
4. que outro tipo de dessecante poderia ser utilizado nesta fase?
C Á L C U L O S
Rendimento; Economia Atômica; Fator E.
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35
TÉCNICA:
Dissolver 1,5 g de hidróxido de potássio (KOH) em 35 mL de metanol, com auxílio de agitação e
controle de temperatura (45oC) até a completa dissolução do KOH.
Em um balão de fundo chato (500 mL) adicionar 100 ml de óleo de soja comercial.
Adicionar pérolas de vidro e aquecer em banho-maria até atingir a temperatura de 45 oC. Em
seguida, adicionar a solução de metóxido de potássio recentemente preparada, e manter a mistura
reacional a 45 oC por 10 minutos.
Transferir a mistura reacional para funil de separação das fases: superior, biodiesel e inferior,
glicerol, sabões, excesso de base e álcool. Aguardar pelo menos 15 minutos para completa
separação das fases.
Recolher a fase inferior em proveta e anotar o volume.
Transferir o biodiesel obtido (fase superior) para uma proveta de 50 ml e medir o volume
(rendimento bruto).
Retornar o biodiesel de soja para o funil de separação e proceder a etapa de lavagem. Adicionar
inicialmente 50 mL de solução aquosa de ácido clorídrico a 0,5% (v/v).
Em seguida, lavar com 50 mL de água destilada.
Confirmar ausência de catalisador básico pela medida do pH da última água de lavagem, a qual
deve estar neutra.
Secar o biodiesel utilizando-se Na2SO4. Medir o volume obtido em proveta. O biodiesel aparece
como um líquido límpido de coloração amarela.
CARACTERIZAÇÃO
Cromatografia em Camada Fina:
Dissolver o biodiesel obtido e o óleo de soja de partida em éter de petróleo ou hexano e aplicados
sobre uma placa de cromatografia em camada delgada (CCD). Utilizar como fase móvel uma
mistura ternária de éter de petróleo:éter etílico:ácido acético (80:19:1). A pós a eluição, revelar a
placa com vapores de iodo.
Ensaio de Combustão:
Utilizar cadinhos de porcelana contendo chumaços de algodão embebidos com óleo de soja,
biodiesel, metanol e glicerina. Usar palito de fósforo como fonte de calor para promover a
combustão. Anotar as diferenças observadas.
Ref.: Geris et al. (2007)
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36
OXIDAÇÃO
TÉCNICA
Em balão de destilação de 250 ml, colocar 7,5 g de isopropanol e 30 ml de água. Encaixar
no balão um adaptador de Claisen contendo de um lado um funil de adição e do outro uma cabeça
de destilação munida de termômetro, condensador de tubo reto, unha e balão para recolhimento de
destilado.
Preparar uma mistura sulfocrômica (CUIDADO), adicionando lentamente 22,5 g de ácido
sulfúrico concentrado sobre uma suspensão de 14,5 g de dicromato de potássio em 75 ml de água
(1). Resfriar a solução e transferi-la cautelosamente para o funil de adição.
Adicionar cuidadosamente e lentamente a mistura oxidante contida no funil para o balão
contendo o álcool, resfriando externamente o balão se for necessário (2).
Após a adição, remover o funil de adição, fechar a saída lateral, adaptar um termômetro na
cabeça de destilação e proceder a destilação da mistura reacional, coletando o destilado que passar
até 95 oC, em balão imerso em banho de gelo.
Montar aparelhagem para destilação fracionada, utilizando coluna de Vigreux e proceder a
destilação, reconlhendo a fração que destila em torno de 56 oC (3).
R E A Ç Ã O D E C O N F I R M A Ç Ã O
Em tubo de ensaio limpo colocar 1 a 2 gotas da acetona obtida e, em seguida, cerca de 1 ml
de solução recém preparada de 2,4-dinitro-fenil-hidrazina (4). O aparecimento de uma coloração
amarelo-alaranjada e a presentça de cristais alaranjados indica teste positivo para aldeídos e cetonas.
Q U E S T I O N Á R I O
1) Descrever como deve ser feita esta operação.
2) Por que a mistura oxidante deve ser adicionada lentamente e com resfriametno externo do balão?
3) Descrever a aparelhagem necessária para executar esta operação e dizer qaual é a sua finalidade.
4) Mostrar as reações envolvidas.
C Á L C U L O S
Rendimento; Economia Atômica; Fator E.
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37
OXIDAÇÃO
TÉCNICA
Preparar 10 ml de solução aquosa 80% de ácido acético.
Em balão de 100 ml adicionar benzoína (10 mmol), NaNO3 (12mmol) e Cu(OAc)2 di-hidratado (0,3
mmol).
Em seguida adicionar 10 ml de solução aquosa 80% de ácido acético. Adaptar condensador de
refluxo e aquecer a mistura durante uma hora.
Após o refluxo, deixar a mistura reacional resfriar. Adicionar água (30 ml) e filtrar o produto
obtido.
Obs: As vezes é necessário incluir algumas gotas de ácido nítrico devido à precipitação de cobre
metálico.
PURIFICAÇÃO
Recristalizar o produto utilizando EtOH e água.
C Á L C U L O S
Rendimento; Economia Atômica; Fator E.
O
OH
O
O
NaNO3, Cu(OAc)2
HOAc, H2O
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38
CONDENSAÇÃO
O
O
HMTA
N
HN
NH4OAc, AcOH
TÉCNICA
Em balão de 100 ml adicionar benzil (5,25g), HMTA (0,70g) e NH4OAc (7,50g).
Em seguida adicionar 20 ml de ácido acético. Adaptar condensador de refluxo e aquecer durante
uma hora.
Preparar uma solução de hidróxido de amônia (30ml) em água (30 ml).
Decorrido o tempo de refluxo aguardar o resfriamento da reação. Transferir o balão para banho de
gelo e adicionar a solução de hidróxido de amônia.
Aguardar a completa precipitação do produto obtido. Isolar o produto por filtração utilizando um
funil de Buchner.
Lavar com bastante água, e deixar o produto secar ao ar livre.
PURIFICAÇÃO
A purificação pode ser feita por recristalização com etanol.
C Á L C U L O S
Rendimento; Economia Atômica; Fator E.
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39
CONDENSAÇÃO
O
O
O
H2N NH2
N
H
H
N
O
O N
H
H
N
H
N
N
H
OO
KOH, EtOH
+
TÉCNICA
Preparar uma solução de KOH (2.0g) em etanol absoluto (80 mL) (1).
Em um balão seco de 250ml, colocar 4.20g de Benzil, 2,10g de uréia e a solução alcoólica de KOH.
Adaptar um condensador de refluxo e aquecer a mistura reacional, observando a rápida formação de
uma pasta colorida (2).
Manter o refluxo por 90 minutos.
Terminado o refluxo, derramar a mistura reacional sobre água (100mL) e gelo. Filtrar o precipitado
formado em papel de filtro para remover a difenilglicourila, e lavar o resíduo com água (3).
O filtrado deve ser recolhido do kitassato, transferido para um erlemeyer e em seguida acidificado
com uma solução concentrada de HCl (6mL).
A suspensão que se forma deve ser filtrada em papel de filtro para remover a fenitoína (4).
O resíduo é lavado com água e seco ao ar.
C Á L C U L O S
Rendimento (teórico, em gramas e experimental); Economia Atômica; Fator E.
QUESTIONÁRIO
1. Pesquisar como a fenitoína é obtida industrialmente (rotas sintéticas) e sua aplicação.
2. Explicar este procedimento, descrevendo as reações envolvidas e os resultados observados.
3. Pesquisar sobre o rearranjo Benzil-Benzílico.
4. Mostrar as reações envolvidas.
5. Qual reagente é o reagente limitante para a obtenção da hidantoína? O mesmo reagente é
limitante para a obtenção da difeniluréia?
6. Mostrar o procedimento para o cálculo dos rendimentos dos produtos.
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CONDENSAÇÃO
O
O
NH4OAc, AcOH
+
O
N
H
N
TÉCNICA
Em balão de 100 ml adicionar benzil (5,00g). Solubilizar adicionando 50 mL de ácido acético.
Em seguida adicionar benzaldeído (2,5mL) e acetato de amônio (10g). Adaptar condensador de
refluxo e aquecer a mistura durante uma hora.
Decorrido o tempo de refluxo aguardar o resfriamento da reação, adicionar 150mL de água e filtrar
o sólido precipitado.
PURIFICAÇÃO
O material obtido pode ser purificado por recristalização com etanol.
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CONDENSAÇÃO
N
H
N
N
N
N
N
Ph
Ph
Ph
N
N
Ph
NN
Ph
Ph Ph
Ph
Ph
KOH, EtOH
K3Fe(CN)6, H2O
ou NaOCl aquosa
e
TÉCNICA
Preparar uma solução de hidróxido de potássio (4,00g) em etanol 95% (40 mL).
Em erlenmeyer de 250 ml pesar 0,50 g de 2,4,5-trifenilimidazol (lofina) e adicionar a solução de
KOH. Em seguida, resfriar a mistura a 5oC em banho de gelo.
Preparar uma solução de ferricianeto de potássio (1,50g) em água (150mL).
Gotejar a solução do oxidante sobre a solução etanólica com cuidado, de forma que a temperatura
se mantenha abaixo de 10oC.
Após a adição da solução de K3Fe(CN)6, filtrar o material obtido e lavar com água.
Deixa o produto secar ao ar livre. Uma vez seco, pode-se testar suas propriedades físicas.
OBS.: pode-se empregar no lugar do ferricianeto de potássio uma solução de hipoclorito de sódio.
Caso a concentração de Cl seja > 5%, utilizar a solução de NaOCl (50 ml) diluida em 50 ml de
água.
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CONDENSAÇÃO
T É C N I C A
Misturar em gral 7,5 g de anidrido ftálico com 4g de uréia. Transferir a mistura para balão
de fundo redondo de 250 ml, imerso em banho de óleo. Vedar frouxamente a boca do balão com
rolha de cortiça furada (1). Aquecer o banho de óleo a 150 oC (2), dando início a reação (3).
Em seguida, elevar gradativamente a temperatura do banho até 190-200 oC e manter esta
temperatura durante 45 minutos. Finalmente remover o banho de óleo, deixar esfriar e desagregar
com cuidado a massa sólida com bastão de vidro, juntando 50 ml de água.
Filtrar a ftalimida a vácuo em funil de Buchner, lavando o balão com água e transferindo
esta para o funil. Coletar o material obtido e deixar secar ao ar ou em estufa a 100-110 oC.
R E A Ç Ã O D E C O N F I R M A Ç Ã O
Aquecer vigorosamente em um tubo de ensaio uma mistura de ftalimida com óxido de cálcio
e pesquisar o desprendimento de amônia, colocando uma tira de papel de tornassol rosa, umedecida
em água, na boca do tubo para recepção dos vapores. A mudança de cor do papel de tornassol para
azul indica teste positivo para amônia.
Q U E S T I O N Á R I O
1) Explique a necessidade deste tipo de vedação.
2) O que ocorre com a mistura de sólidos no balão quando o banho de óleo atinge a temperatura de
150 oC?
30 Descreva o que voce observou por ocasião do início da reação.
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POLIMERIZAÇÃO
TÉCNICA
Em frasco de vidro seco introduzir 20 ml de metacrilato de metila, previamente destilado sobre
hidroquinona, e 0,20 g de peróxido de benzoíla.
Fechar frouxamente o frasco com rolha de borracha.
Imergir o frasco em banho de água a 80-90oC, agitando suavemente de tempos em tempos, de modo
a homogeneizar, sem contudo permitir a inclusão de bolhas de ar na massa reacional.
Prosseguir aquecendo até que o líquido se torne perceptivelmente viscoso.
Deixar esfriar a temperatura ambiente, em repouso.
Preparar moldes para receber a mistura polimérica da seguinte maneira: unir duas placas de vidro,
ou dois vidros de relógio, completamente limpos e secos, com uma gaxeta, apertando as lâminas de
vidro com garras de Foffmann ou similar.
A gaxeta é preparada utilizando um tubo de borracha, polietileno ou outro material flexível, de
pequeno diâmetro, conforme a espessura desejada para a placa de poli(metacrilato de metila) a ser
preparada.
O tubo é enrolado com uma fita de celofane (ou Teflon). A gaxeta deve ser longa o bastante para
fechar inteiramente a célula de vidro preparada, permitindo, entretanto, uma abertura para
introdução da massa viscosa polimérica.
Transferir a mistura parcialmente polimerizada para a célula de vidro, e deixar a polimerização se
completar em estufa a 40oC ou a temperatura ambiente por uma semana.
Quando a placa acrílica estiver rígida, levar por algum tempo o sistema à geladeira ou resfriar com
gelo para facilitar a remoção da lâmina de polímero.
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CLORAÇÃO
TÉCNICA
Etapa 1: preparação da p-cloro acetanilida
Em um becher de 25 mL preparar uma suspensãode acetanilida (0,68g) em ácido sulfúrico conc.
(6,0 mL).
Colocar o becher em banho de gelo e, controlando a temperatura entre 0 e 4oC, adicionar em
pequenas porções, ácido tricloroisocianúrico (0,52g).
Após 15 minutos, verter a solução contida no becher para um novo becher contendo
aproximadamente 50 mL de gelo.
Filtrar o precipitado formado a vácuo em funil de Büchner e recristalizar em uma mistura de
água/etanol (70:30).
Etapa 2: preparação da p-cloro anilina por hidrólise da p-cloro acetanilida
Preparar 10 ml de uma solução a 70% (p/p) de H2SO4.
Em um balão de fundo redondo conectado a um condensador de refluxo foram adicionados 1,76g de
p-cloro acetanilida e a solução de ácido sulfúrico.
Adaptar condensador de refluxo e manter a mistura sob refluxo durante 40 min.
Preparar 60 mL de solução aquosa 20% de NaOH.
Findo o tempo de refluxo, verter a mistura reacional, ainda quente, sobre 50 mL de água destilada
gelada.
Adicionar em seguida 40 mL da solução de NaOH (ou quantidade suficiente para formação de
precipitado branco).
Filtrar o precipitado a vácuo em funil de Büchner e lavar com água gelada.
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BIBLIOGRAFIA
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1982.