TABELA 1) Constantes físicas, características e periculosidade dos reagente e produtos. Substância e Fórmula molecular
Etanol C2H5OH Clorofórmio CHCl3
Ácido benzóico C7H6O2
Éter etílico C4H10O p‐dicloro Benzeno C6H4Cl2
Hidróxido de sódio NaOH Massa molecular (g/mol)
46,07 119,38 122 74,12 147 39,9 P.F. (ºC)
‐114,1 ‐63,5 122,4 ‐116,3 174,12 ‐4 P.E. (ºC)
d (g/cm3)
Característica
Riscos
0,79 Líquido incolor volátil. INFLAMÁVEL 61,2 Solubilidade em água: 0,8g/100 ml a 25ºC. 1,48 Líquido incolor (volátil). Não inflamável. Exposição prolongada: irritação nos olhos, pele e nariz. Dor de cabeça, náusea, vômito, sonolência, fadiga, sudação, entorpecimento mental ou depressão, falha na percepção. Efeito crônico: dependência química, cirrose hepática. Contato Direto: pode causar irritação nos olhos, pele e trato respiratório. Exposição Prolongada: doenças mentais, náusea e confusão; dor de cabeça; fadiga; dormência; aumento do fígado.Pode ser fatal se inalado ou aspirado. Afeta o SNC, rins e fígado. Pode causar câncer dependendo do nível e duração da exposição. 249,2 1g/2,3mL álcool,1,5 álcool quente,4,4mL clorofórmio 3mL éter. 1,32(sól.) Sólido cristalino. Incolor. Irritante aos olhos e sistema respiratório. Os sintomas podem incluir tosse ou dor de garganta. 0,71 Liquido volátil e altamente inflamável. Exposição prolongada: sonolência, excitação, náusea, vômito, irritação do sistema respiratório e pele. Quando exposto à luz e ao ar, os éteres produzem explosivos, principalmente se forem aquecidos ou destilados. Para evitar isso são usados alguns conservantes em pequenas quantidades. Causa dependência física e psicológica com uso frequente. 1,5 Pressão de vapor 0,4 78,5 34,6 53,5 102 Solubilidade (g/mL)
Solúvel em água, cetona e éter. Solubilidade em água: 6,9g/100 ml a 20ºC. Praticamente insolúvel em água. Solúvel em álcool, éter, clorofórmio. 1g/0,9mL de água , 0,3 mL de água quente, 7,2 mL de álcool 1,056 O contato direto com o vapor ou sólido pode causar irritação na pele. Pode ser usado como entorpecente. Exposição Prolongada: irritação nos olhos, pele e membranas mucosas, pneumonitis, queimadura nos olhos e pele, temporária perda de cabelo. Cloreto de cálcio CaCl2
Benzoato de sódio NaC6H5CO2
Ácido clorídrico HCl 110,99 144.11 36, 4610 772 >300 ‐
114,17 (puro) >1600 Solubilidade em água: 74,5g/100 ml a 20ºC. 1g/1,8mL água,1,4 água quente, 75mL álcool. ‐85 (puro) 2,15 Sólido branco. 1.44 Pó branco, inodoro ou com fraco odor balsâmico. 1,18 Sol. 37% À temperatura ambiente, é um gás incolor e Ligeiramente amarelado. A inalação do produto poderá causar irritação nas vias respiratórias causando tosse e espirros, se a exposição for prolongada causa queimação, dores e inflamação nas vias respiratórias. Pode ser perigoso se engolido ou inalado. Pode causar irritação da pele, olhos e ao trato respiratório. Em combinação com o ácido ascórbico (Vitamina C), ele pode formar o benzeno, que é cancerígeno. O cloreto de hidrogênio é irritante e corrosivo para qualquer tecido com que tenha contato. A exposição a níveis baixos produzem irritação na garganta e nariz. Dependendo da concentração, o cloreto de hidrogênio pode produzir desde uma leve irritação até queimaduras graves na pele e olhos, pode levar até o estreitamento dos bronquíolos, acumulando líquido nos pulmões, podendo levar a morte. COMO DESCARTAR OS RESÍDUOS DESCARTE CLORADOS: _solução aquosa contendo: água, cristal violeta e pequena quantidade de clorofórmio e etanol (FASE AQUOSA: EXTRAÇÃO SIMPLES E MÚLTIPLA) _solução orgânica contendo: clorofórmio, cristal violeta, pequena quantidade de água e etanol. (FASE ORGÂNICA: EXTRAÇÃO SIMPLES E MÚLTIPLA) _solução orgânica contendo: éter, p‐diclorobenzeno, pequena quantidade de água, benzoato de sódio e ácido benzóico. (FASE ORGÂNICA: EXTRAÇÃO QUIMICAMENTE ATIVA) _solução aquosa contendo: água, benzoato de sódio, pequena quantidade de ácido benzóico, NaOH, p‐diclorobenzeno e éter. (FASE AQUOSA: EXTRAÇÃO QUIMICAMENTE ATIVA) _ solução de HCl 35,5%, RESTANTE. DESCARTE SÓLIDO 1: (haverá um descarte etiquetada) _ fase sólida hidratada (CaCl2), EXTRAÇÃO QUIMICAMENTE ATIVA DESCARTE SÓLIDO 2: (haverá um descarte etiquetada)) _descarte sólido de p‐diclorobenzeno (EXTRAÇÃO QUIMICAMENTE ATIVA) ¾ Bibliografia: Merck Index; BUDAVARI, S. (pag.187,369,538,670,677,1095,1106,1542) Apostila de Química Orgânica Experimental _ Prof. José Eduardo de Oliveira EXTRAÇÃO COM SOLVENTES Pequena quantidade de cristal violeta + 2 a 3 gotas de etanol em béquer de 50 mL Adicionar 30 mL de Água e dissolver. Solução Hidroalcóolica de Cristal Violeta Dividir em duas porções iguais (A e B) de 15mL cada, medidos em uma proveta, transferindo para béquer de 50 mL. Porção A Porção B
EXTRAÇÃO SIMPLES 15mL da Solução Hidroalcóolica de Cristal Violeta (porção A) 1. Transferir para o funil de separação de 100mL; 2. Adicionar 15 mL de Clorofórmio; 3. TÉCNICA DE EXTRAÇÃO COM SOLVENTE Fase Orgânica (Inferior): CHCl3, cristal violeta, pequena quantidade de água e etanol.
Fase Aquosa (Superior) ÁGUA, cristal violeta, pequena quantidade de CHCl3 e etanol. Transferir para tubo de ensaio e etiquetar. Fase Orgânica 1 CHCl3, cristal violeta, pequena quantidade de água e etanol. Transferir para tubo de ensaio e etiquetar. Fase Aquosa 1
ÁGUA, cristal violeta, pequena quantidade de CHCl3 e etanol. Qual conclusão podemos ter sobre o K em relação à intensidade das cores obtidas nas duas fases Qual a importância do valor desta constante EXTRAÇÃO MÚLTIPLA 15mL da Solução Hidroalcóolica de Cristal Violeta (porção B)
1. Transferir para funil de separação de 100mL; 2. Adicionar 5 mL CHCl3 ; 3. TÉCNICA DE EXTRAÇÃO COM SOLVENTE. Fase Orgânica (Inferior): CHCl3, cristal violeta, pequena quantidade de água e etanol
Transferir para tubo de ensaio e etiquetar. Fase Aquosa (Superior): ÁGUA, cristal violeta, pequena quantidade de CHCl3 e etanol
Fase Orgânica 2 CHCl3, cristal violeta, pequena quantidade de água e etanol Fase Orgânica (Inferior): CHCl3, cristal violeta, pequena quantidade traços de água e etanol Transferir para o tubo de ensaio da fase orgânica 2. 1. Adicionar mais 5mL CHCl3 ; 2. TÉCNICA DE EXTRAÇÃO COM SOLVENTE. Fase Aquosa (Superior): ÁGUA, cristal violeta, pequena quantidade de CHCl3 e etanol.
1. Adicionar mais 5mL CHCl3 ; 2. TÉCNICA DE EXTRAÇÃO COM SOLVENTE. Fase Orgânica 2:CHCl3, cristal violeta, pequena quantidade de água e etanol
Fase Orgânica (Inferior): CHCl3, cristal violeta, pequena quantidade de água e etanol Transferir para o tubo de ensaio da fase orgânica 2. Fase Orgânica 2: CHCl3, cristal violeta, pequena quantidade de água e etanol.
Fase Aquosa (Superior): ÁGUA, cristal violeta, pequena quantidade de CHCl3 e etanol. Transferir para o tubo de ensaio, através da boca do funil de separação e etiquetar. Fase Aquosa 2: ÁGUA, cristal violeta, pequena quantidade de CHCl3 e etanol. Comparar a intensidade das cores dos tubos contendo as Fases Orgânicas 1 e 2 nos dois tipos de extração (simples e múltipla) e discutir os resultados. EXTRAÇÃO COM SOLVENTES QUIMICAMENTE ATIVOS 100mL éter + 2g ácido benzóico + 2g p‐diclorobenzeno.
1. Adicionar o volume de 15 mL de solução aquosa de NaOH 5%. 2. TÉCNICA DE EXTRAÇÃO Fase Orgânica (Superior): ÉTER, p‐diclorobenzeno, pequena quantidade de água, benzoato de sódio, ácido benzóico e NaOH. Fase Aquosa (Inferior): Água, benzoato de sódio, pequena quantidade de ácido benzóico, NaOH, p‐diclorobenzeno e éter.
REPETIR A TÉCNICA DE EXTRAÇÃO com a solução aquosa de NaOH 5% (mesmo volume usado anteriormente). Transferir para um béquer de 250mL. Fase Aquosa
Fase Orgânica (Superior): ÉTER, p‐diclorobenzeno, pequena quantidade de água, benzoato de sódio e NaOH.
Fase Aquosa (Inferior): Água, benzoato de sódio, pequena quantidade de NaOH, p‐diclorobenzeno e éter.
Transferir para o béquer de 250mL já contendo a fase aquosa anterior. Lavar com 10mL de água. Fase Aquosa
Fase Orgânica (Superior): ÉTER, p‐diclorobenzeno, pequena quantidade de água, benzoato de sódio e NaOH. Fase Aquosa (Inferior): Água, benzoato de sódio, pequena quantidade de NaOH, p‐diclorobenzeno e éter. Transferir para o béquer de 250mL já contendo as fases aquosas anteriores. 1. Transferir para erlenmeyer.
2. Adicionar 1g de CaCl2 (agente secante) e agitar ocasionalmente.
3. Filtrar em papel pregueado, recolhendo a fase orgânica em béquer previamente tarado.
Filtrado: Éter, p‐diclorobenzeno, pequena quan‐
tidade de CaCl2, água, benzoato de sódio e NaOH. 1. Eliminar o Éter por Destilação Simples; 2. Pesar o resíduo; 3. Determinar o ponto de fusão. Fase Aquosa
Adicionar 5 mL de HCl 35,5%.
Fase Sólida: CaCl2, pequena quantidade de éter, p‐diclorobenzeno, água, benzoato de Solução ácida: Ácido Benzóico, água, pequena quantidade de p‐diclorobenzeno e éter. sódio, ácido benzóico e NaOH.
Resíduo: p‐diclorobenzeno, pequena quantidade de éter, CaCl2, água, benzoato de sódio e NaOH. COMO ISOLAR O ÁCIDO BENZÓICO
FILTRAÇÃO A PRESSÃO REDUZIDA EXTRAÇÃO COM SOLVENTE
Licenciatura 2009
Prof. Dr. José Eduardo de Oliveira
Profª. Amanda Coelho Danuello
Extração com
Solventes
Alana Evangelista Honório
Sara Cardoso de Souza
Lucy Elaine Sugauara
Extração com Solvente
O que é?
O que podemos extrair ?
Amostra Sólidas:
dissolução lenta: SOXHLET
dissolução rápida: método para misturas líquidas
Amostra Líquidas:
micro escala
Volume < 4mL : VIAL CÔNICO (A)
4mL < Volume ≥ 10mL : TUBO DE CENTRÍGUGA (B)
macro escala
Volume > 10 mL : FUNIL DE SEPARAÇÃO (C)
A
B
C
Extração com Solvente
Escolha do Solvente.
Constante de Distribuição.
A
A
A
Tipos de extração:
EXTRAÇÃO
CONTÍNUA
sólido-líquido
SOXHLET
Quando o K não é muito favorável
EXTRAÇÃO CONTÍNUA
líquido-líquido
a) Para solventes menos
densos que a água
b) Para solventes mais densos
que a água
O aspecto mais importante
deste tipo de extração é que
pode ser processada com um
volume limitado de solvente.
EFEITO SALTING OUT
¾
O efeito SALTING OUT se
baseia
no
aumento
do
coeficiente de distribuição da
solução que é possível quando
um sal é dissolvido na solução
coloidal.
¾
Como uma das fases é aquosa,
as moléculas de água terão
preferência em solvatar o sal,
liberando assim, as moléculas
orgânicas para a fase orgânica.
Extração que modifica o valor de K;
Formação de Emulsão
„
Emulsão é uma solução coloidal de um líquido
no outro. São gotículas de solvente orgânicos
mantidas em suspensão numa solução aquosa
quando os dois são misturados ou agitados
vigorosamente.
EXTRAÇÃO NÃO CONTÍNUA
líquida-líquida
Tampa
Funil de Separação
Anel de Ferro
Fase menos densa
Torneira
Fase mais densa
Frasco Extrator
Extração Simples 1X100mL
m
m
K=3
mtotal = 50g
m
m
m
m
m
Extração Múltipla
2 X com 50mL cada
mtotal= 50g
matual total= 50g – 30g = 20g
mtotal extraído
EXTRAÇÃO SIMPLES X MÚLTIPLA
Massa total extraída na EXTRAÇÃO
SIMPLES
m = 37,5 gramas
Massa total extraída na EXTRAÇÃO
MÚLTIPLA
m = 42 gramas
EXTRAÇÃO MÚLTIPLA
88%
75%
PROCEDIMENTO
Ao iniciar uma extração, o primeiro passo é verificar a
ausência de vazamentos na tampa e torneira do funil.
Para encher o funil de separação, ele é apoiado num
anel metálico preso em um suporte.
Tanto a solução a ser extraída, quanto o solvente de
extração são colocados no funil.
NÃO ESQUEÇA DE FECHAR A TORNEIRA!!!!!!!
Colocar um frasco limpo e seco na saída do funil.
CUIDADO:
Escolha o funil certo para o volume que será
utilizado, o volume total das soluções não pode ultrapassar
¾ do volume total do funil.
CUIDADO: O funil de separação é segurado principalmente pelo
gargalo superior.
Para igualar a pressão interna do funil de separação com a externa, o
funil é ventilado segurando-o de cabeça para baixo e abrindo
vagarosamente a torneira .
SEGURAR A TAMPA FIRMEMENTE!!!!!
Vídeo da Pressão
CUIDADO: NÃO DIRECIONE O FUNIL DE SEPARAÇÃO PARA AS
PESSOAS!!! APONTE PARA DENTRO DE UMA CAPELA.
Coloque o funil de separação no suporte metálico e aguarde até que
decante as fases.
Destampe o funil de separação antes de iniciar a separação das fases.
O resultado ideal são duas fases bem definidas, fáceis de separar
observando a interface das fases.
Pode ocorrer a formação de EMULSÃO.
Formação de Emulsão
„
Emulsão é uma solução coloidal de um líquido
no outro. São gotículas de solvente orgânicos
mantidas em suspensão numa solução aquosa
quando os dois são misturados ou agitados
vigorosamente.
1) Descanso e leves batidas com uma mangueira de
silicone na lateral do funil de separação.
2) Descanso e mexidas com uma bagueta.
3) Efeito Salting out.
Efeito Salting Out
¾
O efeito SALTING OUT se
baseia no aumento do
coeficiente de distribuição da
solução que é possível quando
um sal é dissolvido na
solução coloidal.
¾
Como uma das fases é
aquosa, as moléculas de água
terão preferência em solvatar o
sal, liberando assim, as
moléculas orgânicas para a
fase orgânica.
Molécula orgânica
solvatada
Como retirar CORRETAMENTE
as duas fases do funil de
separação.
A maneira correta de
se escoar a fase
inferior é igual a de se
manusear a bureta
numa titulação.
MOTIVO:
Mais segurança no
manuseio da torneira
A fase inferior é retirada pela torneira em um frasco seco e
limpo.
A fase superior é removida vertendo através da abertura superior
do funil de separação com o auxílio de uma baguete.
PRECAUÇÕES:
Não passe as duas fases pela
torneira do funil de separação.
Não descarte nenhuma fase antes
de ter certeza em qual das fases se
encontra o soluto desejado na
separação.
Secar a Fase Orgânica
Como secar a FASE ORGÂNICA ?
Como deve ser o AGENTE SECANTE ?
¾
¾
¾
¾
não deve combinar quimicamente com o composto
orgânico;
não deve ter apreciável solubilidade no solvente;
rápido e eficiente;
mais econômico possível.
Etapas da Secagem
FILTRAR
ADICIONAR
AGUARDAR
EXTRAÇÃO QUIMICAMENTE
ATIVA
¾
A EXTRAÇÃO QUIMICAMENTE ATIVA difere da Simples e da Múltipla por
envolver uma reação, no caso que estudaremos envolverá uma reação
ácido-base, que será necessária para separarmos dois compostos solúveis
no solvente orgânico.
Ácido Benzóico
REAÇÕES NA EXTRAÇÃO
QUIMICAMENTE ATIVA
Adição de NaOH na solução de Ácido Benzóico.
Formação do Benzoato de Sódio, um sal solúvel em água.
FASE SUPERIOR
ORGÂNICA
Benzoato de Sódio
FASE INFERIOR
AQUOSA
Fase Orgânica
AGENTE
SECANTE
RECOLHER
Solução etérea de
p-diclorobenzeno
SECAR
FILTRAR
DESTILAÇÃO SIMPLES
Fase Aquosa
Recuperação do Ácido Benzóico
NaOH + HCl Æ NaCl + H2O
Para recuperar o Ácido Benzóico a partir do sal Benzoato de Sódio, adicionamos o Ácido
Clorídrico e obtemos uma solução de Ácido Benzóico e Cloreto de Sódio.
Como Separar o Ácido Benzóico
Filtração a Pressão
Reduzida
X
Extração com
Solvente
Determinação do Grau de
Pureza
Um composto sólido com alto grau de pureza funde-se a uma
temperatura bem definida, isto é, a faixa do ponto de fusão não
excede 1,0 ºC.
O ponto de fusão do p-diclorobenzeno é 53,5 ºC
O ponto de fusão do ácido benzóico é 122,4 ºC
INTERVALO DE FUSÃO: é a diferença entre a temperatura em que se observa o início
da degradação (temperatura de degelo) dos cristais e a temperatura em que a
amostra se torna completamente líquida (temperatura de fusão).
Aparelho Digital de Ponto de
Fusão
Propriedades Coligativas:
Abaixamento do Ponto de Fusão
BOA
PRÁTICA!!!!
BOM
RELATÓRIO!!!
BIBLIOGRAFIA
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¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
Fundamentos de Química Experimental; CONSTANTINO, M.G. (pag.179~199)
VOGEL Análise Química Quantitativa; J. Mendham,R.C Denney, J.D. Barnes, M.J.K.
Thomas.
Laboratory Experimental in Organic Chemistry; MOHRIG; NECKERS (pag. 33~45)
Experimental Organic Chemistry A Small-Scale Aproach; CHARLES F. WILCOX Jr. (cap.6;
80~98)
A Tex Book of Practical Organic Chemistry; 3th Ed; LONGMAN (pag.152,153)
Experimental Organic Chemistry A Samall Scale Approach; 2nd Ed; CHARLE WILCOX Jr,
MARY F. WILCOX (pag. 116, 117)
Vogel´s Texbook of Practical Organic Chemistry; 4thEd; LONGMAN (pag.129~140)
Merck Index; BUDAVARI, S. (pag.187,369,538,670,677,1542)
http://www.fc.up.pt/gisocb/pdfs
página da Universidade de Brasília.
Figuras e Vídeos
¾
http://www.youtube.com/watch?v=ciWpS6SetdY&playnext_from=PL&feature=PlayList&p=57499F5778AAB619&playnext=1&index=1
http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.macvil.com.br/images/simbolos2.gif&imgrefurl=http://www.macvil.com.br/info.htm&usg=__TQjukG01PApVtbY31an_HujvxY=&h=298&w=680&sz=94&hl=ptBR&start=1&tbnid=TtKo6whdCinlTM:&tbnh=61&tbnw=139&prev=/images%3Fq%3Dsimbolos%2Bno%2Blaboratorio%26gbv%3D2%26hl%3Dpt-BR
¾
http://www.fc.up.pt/gisocb/pdfs/MSEQO2002_2003secure.pdf
¾
P[agina da Universidade de Brasília.
¾