Separação e purificação de
compostos orgânicos
Introdução - Vidrarias
• Copo de béquer
Introdução - Vidrarias
• Erlenmeyer
Introdução - Vidrarias
• Kitasato
Introdução - Vidrarias
• Tubo de ensaio
Introdução - Vidrarias
• Balão de fundo redondo
• Balão de 3 bocas
Introdução - Vidrarias
• Provetas
Introdução - Vidrarias
• Balão volumétrico
Introdução - Vidrarias
• Funil
• Funil de Buchner
Introdução - Vidrarias
• Pera de separação
Introdução - Vidrarias
• Condensador
Introdução - Vidrarias
• Pipetas,pipetador, gral de porcelana.
Introdução - Vidrarias
• Bico de Bunsen, tripé, telas de amianto.
Introdução - Vidrarias
• Suporte, garras e pinças
Introdução - Vidrarias
• Dessecador, vidro relógio.
Introdução – Equipamentos
• Chapa e manta de aquecimento.
Introdução – Equipamentos
• Ponto de fusão, Polarímetro.
Introdução – Equipamentos
• Rotavapor
Introdução
• Muitos reagentes ou solventes contêm imopurezas;
• Reações químicas produzem misturas de produtos;
•
•
•
•
Separar e purificar
Dissolução/cristalização/recristalização;
Extração
Destilação
Sublimação
Falha dos métodos para substâncias com propriedades
físicas semelhantes.
Cristalização/recristalização
Método:
• Rompimento da estrutura cristalina do sólido por
dissolução a quente em solvente apropriado;
• Resfriamento da solução que produz novos cristais e
deixa as impurezas no solvente.
Moléculas estranhas não entram na rede cristalina que
está sendo formada.
Cristalização/recristalização
Etapas:
1) Escolha do solvente:
•
Bem solúvel a quente e relativamente insolúvel a frio.
•
Impurezas solúveis a frio.
•
Solvente inerte.
2) Dissolução
•
Dissolver com o solvente em ebulição.
3) Filtrar a quente
•
Remoção de impurezas sólidas.
Cristalização/recristalização
Cristalização/recristalização
4) Cristalização
•
Resfriar lentamente para ocorrer a formação dos
cristais.
5) Filtração
•
A solução resfriada deve ser filtrada com auxílio de
vácuo.
6) Secagem dos cristais
•
Simples exposição ao ambiente
•
Estufa
•
Dessecador
Cristalização/recristalização
Extração
A extração é um processo de separação de compostos que
consiste em transferir uma substância da fase na qual se encontra
(dissolvida ou em suspensão) para outra fase líquida.
Soluto A em solvente 1 – agitação em solvente 2 imiscível com o
primeiro – ocorre de o soluto se distribuir entre as duas fases
líquidas.
Coeficiente de partição: K=C2/C1 C1 e C2 cc do soluto A em 1
e 2.
O solvente extrator é qualquer que solubilize o soluto muito mais
que o solvente original.
Extração
• quantidade de solvente
extrator.
• número de vezes da
operação.
Extração Contínua
Os processos de extração contínua visam facilitar o processo de
extração tornando-o mais prático, mais econômico, mais seguro e
com maior rendimento em material extraído.
Uso:
• composto a ser extraído é pouco solúvel;
• solvente de custo elevado;
• soluto encontra-se presente em baixa concentração na matériaprima.
• extração sólido-líquido.
Extração Contínua
Conjunto Extrator Soxhlet
ATENÇÃO: Possuem largo emprego industrial,
Obtenção de óleos vegetais.
PRÁTICA: EXTRAÇÃO DO ÓLEO DE
SEMENTES OLEAGINOSAS
FONTE: amendoim, linho, canola
Procedimento: triturar 10g da semente
escolhida.
Colocar hexano em balão de 250 mL, prépesado.
Deixar o extrator fazer ciclos durante 1h30min.
Destilação
A destilação é uma operação na qual um líquido é aquecido à
ebulição em aparelhagem adequada. Seus vapores são
condensados e recolhidos.
Destilação simples: dois compostos com diferença de pontos de
ebulição superior a 80ºC podem ser separados eficientemente.
Destilação fracionada: menor diferença entre os pontos de
ebulição. Emprego de uma coluna de retificação.
Efeito: Em uma única destilação se consegue uma série de
microdestilações simples sucessivas.
Destilação Simples
PRÁTICA: Purificação da água do mar
utilizando destilação simples.
Destilação Fracionada
PRÁTICA: Destilação do vinho.
Obtenção de etanol e água.
Destilação
Destilação à pressão reduzida: é utilizada para purificar substâncias
que se decompõem em temperaturas abaixo de seu PE ou àquelas
com PE muito elevado. Menor pressão, resulta em menor PE.
Destilação por arraste a vapor de água: é utilizada para purificar
substâncias que se decompõem em altas temperaturas e
separação entre compostos voláteis.
Destilação
PRÁTICA: Destilação por Arraste de Vapor d´agua- Obtenção de
essências vegetais.
Extração dos óleos essenciais presentes no cravo da índia.
Destilação
O cravo da Índia contém entre 14% a 20% em peso de óleo essencial, cujo
principal constituinte é o eugenol. Em menores quantidades, estão presentes
também o acetato de eugenila e o sesquiterpeno cariofileno
CH3O
RO
R = H eugenol
R = OAc acetato de eugenila
cariof ileno
Sublimação
O processo consiste na passagem de uma substância do
estado sólido para o estado de vapor e, novamente, para o
estado sólido, sem passar pelo estado líquido.
Substâncias que atingem pressão de vapor igual à pressão
atmosférica em temperaturas inferiores às necessárias
para a fusão das mesmas.
Naftaleno – Cânfora – Gelo seco
Sólidos que fundem podem ser sublimados sob pressão
reduzida.
Sublimação
Cromatografia
Sistema constituído de duas fases: sólida ou fixa e fluida ou móvel.
• Fase estacionária – adsorvente.
• Adsorção: capacidade de uma substância em deter ou concentrar
substâncias em sua superfície.
• Eluente: serve para eluir a fase estacionária.
• Cromatografia: exames anti doping – medicina legal.
Principais procedimentos:
• Cromatografia em papel;
• Em camada delgada;
• Em coluna;
• Gasosa;
• Líquida
Cromatografia em Papel
Esta técnica utiliza para a separação e identificação das
substâncias ou componentes da mistura a migração
diferencial sobre a superfície de uma tira de papel filtro
de qualidade especial.
• Pequenas quantidades de amostra;
• A amostra é aplicada em uma pequena distância da
borda inferior de uma tira de papel.
• O papel entra em contato com o eluente escolhido.
• Ao subir o eluente arrasta seletivamente os
componentes da mistura.
• Visualização direta ou com uso de reveladores.
Cromatografia em Papel
• É uma técnica fácil, mas de complexa interpretação;
• O principal componente celulose propicia um caráter altamente
hidrofílico;
• Com isso, os componentes altamente solúveis em H2O, (PH),
são os que ficarão mais retidos não papel.
Cromatografia em Papel
• utilizada para componentes naturais, carbohidratos, proteínas.
Cromatografia em Papel
PRÁTICA: Separação de corantes de caneta hidrocor através da técnica de
Cromatografia em papel.
Cromatografia em Camada Delgada (CCD)
Esta técnica é muito parecida com a anterior, porém
demanda menor tempo para sua execução e conduz a
resultados muito mais eficientes e perfeitos de
separação.
•
•
•
•
•
Técnica simples e barata;
Determinar pureza
Identificar componentes – uso de padrões.
Acompanhar curso de reações.
Isolar componentes puros de uma amostra.
Cromatografia em Camada Delgada (CCD)
Técnica:
• Cobre-se uma placa (alumínio, plástico, vidro) com
adsorvente adequado de granulação especial. (0,1-2,0
mm) – uso de aglutinantes (gesso-amido).
• Ao secar, o adsorvente permanece aderido à placa que,
em geral. Deve ser ativada por aquecimento. Placas
prontas comerciais.
• Similar método de visualização – reveladores mais
potentes.
• Qualitativa e quantitativa – sensibilidade e precisão.
Cromatografia em Camada Delgada (CCD)
Técnica:
• Amostras de até 250 mg.
• Utilizada em laboratórios clínicos
qualidade.
e
controle
de
Cromatografia em Camada Delgada (CCD)
• Rf (fator de retenção) – propriedade característica e
reprodutível – Rate of flow.
• Rf = distância percorrida pela mancha/ distância
percorrida pelo solvente.
• Existem valores tabelados para comparação.
Cromatografia em Coluna
• O mais antigo procedimento cromatográfico.
• Coluna de vidro, metal ou plástico preenchida (empacotada) com
um adsorvente adequado.
• Adsorventes: silicagel, alumina, carbonato de cálcio, óxido de
magnésio.
• Eluentes: éter etílico, clorofórmio, acetato de etila, acetona, etanol,
metanol, água destilada ou misturas de solventes.
• A amostra é colocada na parte superior e em seguida o eluente –
pode-se utilizar vácuo na parte inferior.
• Os componentes se movem com velocidades diferentes na coluna,
dependendo das interações de cada substituinte com o adsorvente.
Cromatografia em Coluna
Cromatografia gasosa (CG) e Líquida
(HPLC)
Estes procedimentos cromatográficos envolvem o uso de
aparelhagem instrumental mais sofisticada. São
procedimentos de uso mais recente e muito discutidos.
Permitem análises qualitativas e quantitativas de
quantidades muito pequenas de substâncias.
Análise de compostos orgânicos
Testes via Úmida
• Álcoois: Oxidação de álcoois primários e secundários.
• Teste de Bordwell: Princípio do bafômetro químico.
Análise de compostos orgânicos
Testes via Úmida
Teste de Bordwell: Princípio do bafômetro químico.
Análise de compostos orgânicos
Testes via Úmida
• Alcenos: Adição eletrofílica
• Teste da adição de bromo:
Br Br
C=C
+ Br2
C
C
Análise de compostos orgânicos
Testes via Úmida
• Açúcares: determinação de aldeídos e cetonas.
• Teste da 2,4-dinitrofenilhidrazina
Análise de compostos orgânicos
Testes via Úmida
• Reatividade do sódio: