Laboratório de Química Orgânica Q203 Licenciatura em Química – Ano lectivo 2015/2016 NOMENCLATURA - REVISÃO Laboratório de Química Orgânica Q203 Licenciatura em Química – Ano lectivo 2015/2016 Solubilidade nos seguintes solventes (aquosos) Composto Água NaOH 2,5 M NaHCO3 0,6 M HCl 1,5 M H2SO4 conc. Laboratório de Química Orgânica Q203 Licenciatura em Química – Ano lectivo 2015/2016 CRISTALIZAÇÃO 1. Suponha que pretende purificar 10 g do composto A que está contaminado com 0,2 g de composto B. As solubilidades destes compostos em água são dadas na tabela seguinte. Composto Solubilidade a Solubilidade 20° C (g/10 mL) a) b) c) d) a 100°C (g/10 mL) Composto A 0.029 0.680 Composto B 0.22 6.67 Qual o volume de água quente necessário para dissolver os 10 g de A? Qual a quantidade de A que precipita quando a solução é arrefecida a 20ºC? Haverá precipitação conjunta de algum composto B? Qual seria o resultado da purificação se o composto A estivesse contaminado com 5 g de composto B? 2. Um composto C, cujas propriedades de solubilidade se encontram na tabela abaixo, está contaminado co um composto D. Um aluno pretende purificar 0,1 g de C. Solubility at Solubility at 25° C (g/mL) 100°C (g/mL) 0.01 0.1 a) Suponha que estão presentes 2 mg de D e que este é totalmente insolúvel em água. Como pode purificar o Composto C? b) E se o composto D (2 mg) tiver o mesmo comportamento, em termos de solubilidade, do composto C, é possível purificar C? 3. Na recristalização de um composto, após arrefecimento à temperatura ambiente durante 10 minutos, não se formaram cristais. O matrás foi colocado num banho de gelo e logo houve a formação de uma grande quantidade de sólido no matrás. Após isolamento, verificou-se que o produto estava contaminado com impurezas. Explique. 4. Um determinado composto tem um ponto de fusão de 110-111ºC. Qual o seu comportamento em termos de ponto de fusão se estiver contaminado com uma impureza (5%)? 5. Na determinação do ponto de fusão de uma determinada substância, dois alunos obtêm os seguintes valores: Aluno 1 – 101-107ºC; Aluno 2 – 110-112ºC. Tratando-se da mesma amostra, diga como poderia justificar as diferenças observadas. Laboratório de Química Orgânica Q203 Licenciatura em Química – Ano lectivo 2015/2016 EXTRAÇÃO 𝑲= 𝒄𝒐𝒏𝒄𝒆𝒏𝒕𝒓𝒂ÇÃ𝒐 𝒏𝒐 𝒔𝒐𝒍𝒗𝒆𝒏𝒕𝒆 𝑨 (𝒈⁄𝒎𝑳) 𝒄𝒐𝒏𝒄𝒆𝒏𝒕𝒓𝒂ÇÃ𝒐 𝒏𝒐 𝒔𝒐𝒍𝒗𝒆𝒏𝒆 𝑩 (𝒈⁄𝒎𝑳) K – constante de distribuição ou constante de Nernst; A – solvente extrator Exemplificando: Dissolveram-se 20 g de ácido butanedióico (BDA) em 100 mL de éter etílico, juntaram-se 100 mL de água, a 25 ºC, e agitou-se a mistura. Após separação das 2 camadas, titulou-se cada uma com solução padrão de NaHO, e verificou-se que a concentração de BDA no éter era de 0.024 mol dm-3 e em água era de 0.16 mol dm-3. (a) Calcule a razão de partição do ácido butanodioico entre o éter e a água. KD = [BDA(ether)] / [BDA(water)] = 0.024 / 0.16 = 0.15 (b) Supondo que dissolvia 10 g de BDA em 50 cm3 de éter a 25oC, determine a quantidade de ácido que conseguiria extrair com 50 cm-3 de água. 0.15 x = 10 - x, logo 1.15x = 10 x = 10/1.15 = 8.7g de BDA extraído. 1. A razão de partição de um soluto não polar X entre o éter e a água é 5,0. Numa experiência agitaram-se 0,96 g de X com 30 mL de éter e 10 mL de água. Qual a massa de X na camada orgânica? 2. Prepararam-se 100 mL de uma solução aquosa contendo 10 g de um nitrofenol orgânico. A razão de partição do nitrofenol entre o éter e a água, à temperatura ambiente, é de 3,0. Calcule a massa de nitrofenol que se consegue extrair com 100 mL de éter a. Numa única extração b. Em duas extrações sucessivas, usando 50 mL de éter em cada uma delas. 3. Um grama de determinado composto é solúvel nos seguintes solventes: 47 mL de água, 8,1 mL de clorofórmio, 370 mL de éter dietílico ou 86 mL de benzeno. a. Determine a solubilidade do composto (em g/100 mL) em cada um dos solventes. b. Determine o coeficiente de partição do composto entre clorofórmio e água, entre éter dietílico e água e entre benzeno e água. c. Qual o solvente que usaria para extrair o composto de uma solução aquosa? 4. Um aluno pretendia separar uma mistura de dois compostos orgânicos, um deles um ácido forte, o outro um composto neutro, por extração líquido-líquido. Dissolveu a mistura em éter dietílico (p.e. = 35ºC, d = 0,71), transferiu-a para um funil de separação e juntou-lhe solução aquosa de hidrogenocarbonato de sódio 0,6M. Agitou, esperou que as duas camadas se separassem e recolheu a inferior para um matrás rotulado A. Juntou à camada que permaneceu no funil outra porção da solução de NaHCO3 e procedeu como anteriormente, voltando a recolher a camada inferior para o matrás A. Recolheu a camada superior para um matrás rotulado B. a) Qual a composição das soluções contidas em cada um dos matrases? b) Esboçe um cromatograma que evidencie o sucesso da separação. c) Diga como procederia para recuperar cada um dos compostos da solução em que se encontra. (Nota: ambos os compostos são sólidos à pressão atmosférica e temperatura ambiente) 5. Quais dos seguintes compostos podem ser separados por extração ácido-base? Laboratório de Química Orgânica Q203 Licenciatura em Química – Ano lectivo 2015/2016 CROMATOGRAFIA EM CAMADA FINA 1. Observe atentamente as seguintes imagens e diga o que está errado em cada uma delas. 2. Analisaram-se por CCF 3 amostras distintas (1, 2 e 3). Quais das amostras são constituídas por mais que uma substância? 3. Determine os valores de Rf das 3 substâncias do cromatograma representado. 4. Duas substâncias que na mesma placa de CCF apresentem o mesmo valor de Rf: a) São o mesmo composto b) Não são o mesmo composto c) Podem ser o mesmo composto d) Não podem ser o mesmo composto 6. Considere o seguinte cromatograma, obtido usando hexano como eluente. a) Determine o valor de R do composto C. f b) Fez-se nova placa de CCF com as 3 amostras, usando como eluente diclorometano. Qual a influência desta alteração no valor de R do composto A? f O valor de R no novo eluente seria o mesmo que o obtido em hexano. f O valor de R no novo eluente seria superior ao obtido em hexano. f O valor de R no novo eluente seria inferior ao obtido em hexano. f 7. Esboce um cromatograma que mostre que uma mistura A contém 2 de 3 padrões B, C e D. Legende, convenientemente, o cromatograma.