aulas práticas de orgânica experimental

Universidade Federal do Espírito Santo

Centro de ciências Agrárias de Alegre

Aulas Práticas de Química

Orgânica Experimental

CURSO DE LICENCIATURA EM QUÍMICA

Prof. Daniel Rinaldo

Alegre ‐ 2012

ÍNDICE

1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 1 2. INSTRUMENTOS UTILIZADOS EM LABORATÓRIO .................................................................... 2 3. RECOMENDAÇÕES AOS ALUNOS ............................................................................................ 10

3.1. Cuidados Pessoais ................................................................................................................ 10 3.2. Trabalho com Vidro ................................................................................................................ 11 3.3. Incêndios ................................................................................................................................ 12 3.4. Explosões ............................................................................................................................... 12 3.5. Substâncias tóxicas ............................................................................................................... 12 3.6. Produtos químicos ................................................................................................................. 13 3.7. Capelas .................................................................................................................................. 14 3.8. Limpeza .................................................................................................................................. 14 3.9. Balança .................................................................................................................................. 14 3.10. Banho-Maria ......................................................................................................................... 14 3.11. Manta Elétrica ...................................................................................................................... 14 3.12. Trompa D´Água.................................................................................................................... 15 3.13. Estufa ................................................................................................................................... 15 3.14. Termômetro .......................................................................................................................... 15 3.15. Funil de vidro sinterizado ..................................................................................................... 15 3.16. Livros .................................................................................................................................... 15 3.17. Pias e Canaletas .................................................................................................................. 16

4. CONSTANTES FÍSICAS DE COMPOSTOS ORGÂNICOS ......................................................... 16

4.1. Temperatura de fusão ............................................................................................................ 16 4.2. Temperatura de ebulição ....................................................................................................... 19 4.3. Densidade .............................................................................................................................. 21

5. AULAS PRÁTICAS ........................................................................................................................ 23

Aula prática 01: Extração Líquido-Líquido .................................................................................. 23 Aula prática 02: Extração Líquido-Líquido com solventes quimicamente ativos ........................ 34 Aula prática 03: Destilação simples, fracionada e a vácuo......................................................... 40 Aula prática 04: Síntese e Recristalização da acetanilida .......................................................... 52 Aula prática 05: Extração de óleos essenciais através de destilação por arraste de vapor e sua análise por Cromatografia em Camada Delgada (CCD) .............................................................. 62 Aula prática 06: Separação por cromatografia em coluna de carotenóides e clorofilas do espinafre ....................................................................................................................................... 80 Aula prática 07: Síntese de biodiesel da soja ............................................................................. 91

Química Orgânica Experimental – Prof. Daniel Rinaldo CCA - UFES - 2012

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1. INTRODUÇÃO

Nesta disciplina serão executadas experiências que permitirão ao estudante conhecer os

princípios e as técnicas básicas necessárias para o trabalho no laboratório de química, bem como

reforçar os aspectos teóricos de cada assunto.

As práticas selecionadas serão o caminho para estudar:

os materiais e equipamentos básicos do laboratório;

cálculos e técnicas utilizadas para preparo de soluções.

Para um bom aproveitamento do curso é necessário uma preparação prévia de cada

experiência, seguindo por exemplo, o esquema apresentado abaixo:

consultar a bibliografia e estudar o procedimento experimental a ser realizado;

organizar um roteiro de todas as operações a serem executadas;

desenhar o(s) esquema(s) dos sistemas a serem montados;

escrever todas as equações das reações a serem realizadas e suas relações

estequiométricas;

anotar as constantes físicas dos reagentes e dos solventes;

anotar os cuidados a serem tomados na realização da experiência (substâncias tóxicas,

inflamáveis, corrosivas etc);

verificar a compreensão da sequência completa das etapas experimentais e dos princípios

envolvidos, como por exemplo:

a) experiência preparativa, na qual um composto é sintetizado a partir de outros

reagentes: cálculo estequiométrico, reagente limitante, rendimento, mecanismo da

reação, outros métodos de preparação, esquema da separação e purificação do

produto.

b) encarar o procedimento experimental como uma sugestão a ser interpretada e

não como uma receita a ser executada.


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2. INSTRUMENTOS UTILIZADOS EM LABORATÓRIO

Quem entrar em um laboratório de pesquisas ou de ensino em Química se deparará

com uma grande quantidade de peças que denominamos de aparelhagem de laboratório. Cada

uma destas peças tem um uso específico e é confeccionada de um determinado material. Uma

grande quantidade delas é confeccionada em vidro, normalmente vidro pirex ou vidro de

borossilicato, metal ou plástico. Estas aparelhagens de laboratório não fazem parte do nosso dia a

dia, mas vários têm formato muito semelhantes instrumentos que não fazem parte do dia a dia.

Muitos apresentam formato ou funções semelhante aos equipamentos que possuímos nas

cozinhas de nossas residências, enquanto que outros tem formatos e aplicações totalmente e as

vezes até não imagináveis para alguém que ainda não estudou um pouco de química.

Além destes equipamentos confeccionados em vidro ou plástico, em laboratório há

também muitos outros equipamentos como microscópios, aquecedores elétricos, aparelhos de

refrigeração entre outros, que necessitam de energia elétrica para o seu funcionamento.

Todas estas aparelhagens ou equipamentos são fruto de séculos de desenvolvimento

da ciência, em particular da química, da biologia e da física, sendo portanto, resultado de uma

evolução lenta e gradativa.

Os primeiros laboratórios que realizavam transformações químicas (ainda que de

forma primitiva) remontam à época dos alquimistas. Num misto de magia, superstição e ciência

primitiva, seus adeptos realizavam diversas sínteses, como do ácido acético e sulfúrico (conhecido

como óleo de vitríolo). Entre os mais famosos podemos citar Hermes Trimegisto, Geber e

Paracelso, famoso por utilizar alguns conceitos alquímicos na cura de doenças

A química, no entanto, somente ganharia características de ciência formal com os

primeiros trabalhos do físico Robert Boyle (1627-1691). De formação bastante ampla, Boyle foi

físico, químico e filósofo, sendo o primeiro a apresentar a noção de “elemento químico”. Os

trabalhos de Boyle serviram de base para o surgimento da Química Experimental que, embora de

forma primitiva, alcançaria sua maturidade alguns anos depois.

Coube a Antoine Laurent de Lavoisier o papel de estabelecer em definitivo a Química

entre as ciências já fundamentadas. De origem nobre, Lavoisier se ocupou com grande paixão da

pesquisa química, a tal ponto que seu laboratório caseiro era um dos mais bem montados de sua

época. Na impossibilidade de dispor de fornecedores de equipamentos, ele mesmo desenhava e

encomendava aos vidreiros e artesãos a aparelhagem de que necessitaria. Suas intensas

pesquisas o levaram, entre outras coisas, à descoberta da conservação das massas durante uma

reação química.

Apesar de todo o desenvolvimento técnico e científico, qualquer laboratório químico,

por mais sofisticado que seja, ainda utiliza um conjunto muito simples de equipamentos que têm

suas origens ligadas ao desenvolvimento da química, como os béqueres, tubos de ensaio,

erlenmeyers, buretas, etc.


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As atividades de laboratório exigem parte do aluno não só um conhecimento das

peças e aparelhos utilizados, como também o emprego correto de cada um deles. Portanto, antes

de tudo, é necessário que observem bem cada uma das peças, memorizem a sua forma e

conheçam a utilidade de cada uma.

Estante para tubos de ensaio e tubos de ensaio: Os tubos de ensaio são empregados para fazer reações em pequena escala, principalmente na realização de testes de reação. Eles podem ser aquecidos com cuidado sobre a chama do bico de gás ou bico de Bunsen, desde que segurados por pinça de madeira. A estante para tubos de ensaio são feitas de madeira ou metal e servem como suporte para manter os tubos de ensaio em posição vertical. Os tubos de ensaio podem ter de 5 a 20 cm de altura e de podem ter diferentes diâmetros.

Béquer: Serve para reações entre soluções, dissolver substâncias, efetuar reações de precipitação e aquecer líquidos. Apresentam escala para medir volumes aproximados, portanto, constituem vidraria graduada. Eles possuem um bico para facilitar a transferência de líquidos Pode ser aquecido sobre a tela de amianto. Os béqueres são vidrarias graduadas e que apresentam capacidade variando de 5 mL até 2000 mL.

Erlenmeyer: Utilizado para titulações, aquecimento de líquidos, dissolução de substâncias e reações entre soluções. Para seu aquecimento, usa-se o tripé com tela de amianto. Os erlenmeyers também são utilizados em titulação para conter a solução a ser titulada e sobre a qual será adicionada a solução tittulante. São graduados e, assim como os béqueres, os valores de volume são aproximados devido ao seu grande diâmetro. Normalmente são utilizados erlenmeyers com capacidade de 125 ml, 250 mL ou 500 mL.

Funil: Usado na filtração, para retenção de partículas sólidas em misturas sólido-líquido. No funil é adaptado o papel de filtro que retém o sólido e permite a passagem do material líquido. Podem ter a haste inferior curta ou longa.


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Balão de fundo chato: Empregado para aquecer líquidos ou soluções ou ainda fazer reações com desprendimento de gases. Pode ser aquecido sobre tripé com tela de amianto. Os balões de fundo chato podem ter apenas uma saída como podem ter duas ou três saídas laterais.

Condensadores: Utilizados na destilação, têm por finalidade condensar os vapores do líquido. Condensar significa transformar os vapores em líquidos por resfriamento. A entrada e saída lateral dos condensadores servem para manter um fluxo constante de água ou de outro líquido refrigerante e com isto manter uma temperatura baixa no interior do condensador para permitir o resfriamento do vapor e consequentemente sua condensação.

Bastão de vidro ou bagueta: Corresponde a um bastão maciço de vidro. Serve para agitar e facilitar as dissoluções, manter massas líquidas em constante movimento, ou ainda, na transferência de líquidos de um recipiente a outro.

Proveta ou cilindro graduado: Serve para medidas aproximadas de volumes de líquidos. Não pode ser aquecida por ser considerada uma vidraria de maior precisão que os béqueres ou erlenmeyers. As provetas apresentam capacidade de 10 mL até 2000 mL de solução.

Pipetas: Usadas para medir e transferir pequenos volumes de líquidos. Não pode ser aquecida por ser vidraria de grande precisão de volume. A capacidade das pipetas pode variar de 0,5 mL até 200 mL. São classificadas em graduadas e volumétricas. As pipetas volumétricas são altamente precisas e são utilizadas para tomar um único e fixo volume de solução. As pipetas graduadas apresentam escala e podem tomar diferentes volumes de líquido em função da capacidade máxima da pipeta.


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Bico de Bunsen ou bico de gás: O bico de gás é a fonte de aquecimento mais usada em laboratório. Consiste de um sistema de metal que apresenta uma entrada de gás na parte inferior e uma parte superior na qual é produzida a chama que servirá de aquecimento. Os bicos de gás também apresentam um anel na parte inferior que permite regular a entrada de oxigênio e, com isso, controlar a temperatura da chama.

Suporte Universal: Utilizado em várias operações como filtração, suporte de condensador, sustentação de peças, etc. São confeccionados em metal e a base permite sustentação da haste na qual serão presas as peças e vidrarias.

Anel ou argola para funil: Empregado como suporte do funil na filtração, ou para sustentação do funil de decantação. São confeccionadas em metal e apresentam diferentes diâmetros. Apresenta um sistema de rosca (mufa) que permite prendê-la ao suporte universal.

Garra com mufa: Presa ao suporte serve para segurar várias outras peças como buretas, condensadores, colunas de refluxo, balão de destilação. Apresentam diferentes formatos e tamanhos. Uma das extremidades (mufa) é presa ao suporte universal e a outra prende a peça que deseja manter fixa ao suporte universal como bureta, condensador, erlenmeyer, balão, dentre outras.

Tripé de ferro: Sustentáculo na qual se coloca a tela de amianto e sobre a qual se coloca o recipiente que contém o líquido a ser aquecido. É usado com tela de amianto. É colocado sobre o bico de Bunsen.


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Tela de amianto: Suporte para as peças a serem aquecidas. A função do amianto é distribuir uniformemente o calor recebido pelo bico de Bunsen e distribuí-lo uniformetemente para o recipiente que contém o líquido ou solução que está sendo aquecido.

Pinça de madeira: Usada para segurar tubos de ensaio durante o aquecimento e para transportar tubos de ensaio aquecidos. Pinça de Hoffmann e pinça de Mohr: Usadas para reduzir ou impedir a passagem de gases ou líquidos através de tubos flexíveis.

Cápsula de porcelana: Peça de porcelana usada para evaporar líquidos das soluções.

Vidro de relógio: Peça de vidro de forma côncava. O vidro de relógio é usado para cobrir béqueres em evaporações, para pesagens e diversos fins como tampar frascos para impedir que caia poeira ou qualquer outro contaminante.

Bureta: Usada para medidas precisas de líquidos. Usada em análises volumétricas para determinar o volume de solução titulante que reage com uma determinada quantidade de solução a ser titulada. Podem ser utilizadas também para a transferência de volumes precisos de líquidos. Na parte inferior das buretas há uma torneira por onde escoa o liquido a ser transferido. É sempre utilizada presa ao suporte universal por garras próprias para isto.


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Almofariz e pistilo: Confeccionados em ágata ou porcelana, são utilizados na trituração e pulverização de sólidos.

Balão volumétrico: Usado para preparar e diluir soluções. Apresenta fundo chato, um gargalo, junta esmirilhada e um tampa que se ajusta perfeitamente na junta esmirilhada. No gargalho há uma marca que indica a capacidade exata do balão. Existem balões com capacidade variando de 5 mL até 5000 mL.

Funil de decantação, funil de separação ou funil de bromo: Usado para separação de líquidos imiscíveis. Na parte inferior dos funis há uma torneira que permite escoar o líquido de maior densidade e na parte superior há uma entrada com junta esmirilhada que possui tampa que se ajusta perfeitamente à junta esmirilhada. São afixados ao suporte universal utilizando argolas.

Espátulas: Usadas para transferência de substâncias sólidas do frasco que a contém para outro frasco ou para o recipiente que está sobre a balança para o material sólido ser pesado. Também podem ser utilizadas para quaisquer outras transferências de materiais sólidos. São confeccionadas em metal ou plástico e apresentam diferentes formatos e tamanhos.

Funil de Büchner: Funil de porcelana utilizado para realizar filtração rápida de sistemas heterogêneos sólido-líquidoNa parte interna apresenta uma superfície com furos na qual se fixa o papel de filtro. Kitassato: Usados em conjunto para filtrações a vácuo. O kitassato é o recipiente na qual ficará o líquido da mistura sólido-líquido. O kitassato tem formato de erlenmeyer, entretanto, as paredes são mais grossas para evitar que se quebre devido á diminuição da pressão e apresenta uma saída lateral por onde é retirado o ar. Trompa de vácuo: Usada em conjunto com o kitassato e o funil de Büchner, é responsável


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para remoção do ar dentro do sistema para acelerar a filtração. Para retirar o ar a trompa de vácuo é fixada a uma torneira e o fluxo de água que passa pela trompa é responsável pela remoção do ar diminuindo a pressão interna do sistema.

Pissetas: Usadas para lavagem de materiais ou recipientes através de jatos de água, álcool ou outros solventes ou para adicionar líquidos em outros recipientes e até para adicionar líquidos a sólidos para realizar a dissolução dos sólidos. Normalmente são de polietileno e apresentam volume de 250 mL ou de 500 mL.

Dessecador: Usado para armazenar substâncias em atmosfera contendo baixo índice de umidade. Na parte inferior coloca-se uma substância capaz de absorver água (higroscópica). Os dessecadores são de vidro e apresenta paredes extremamente grossas para suportar baixa pressão interna por o armazenamento da substância pode ser feito em baixa pressão.

Placa de Petri: Recipiente de vidro utilizada para armazenar materiais sólidos que poderão ser armazenados no dessecador ou em estufa para secagem. Podem ser utilizadas também para cobrir reagente impedindo assim sua contaminação.

Balão de destilação: É utilizado em processos de destilação. O tubo lateral permite a saída de vapores obtidos a partir do aquecimento de líquidos ou soluções contidos no balão. Destilação consiste no processo de separação sólido-líquido ou líquido-líquido por aquecimento da solução seguida da evaporação de um dos líquidos.


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Triângulo de porcelana: O triângulo de porcelana é utilizado para sustentar cadinhos de porcelana em operações de aquecimentos na qual o cadinho é aquecido diretamente no bico de Bunsen durante uma calcinação. O triângulo de porcelana é adaptado sobre o tripé ou sobre a argola.

Cadinho: O cadinho de porcelana é utilizado para aquecimento a seco com o objetivo de remover totalmente o solvente que umidece o material uma vez que ele resiste ao aquecimento diretamente no bico de gás e não trinca quando o material estiver totalmente seco. Também é utilizado para operações de calcinação na qual o material sólido é convertido a outro quando aquecido, pode ser utilizado para a eliminação de substâncias orgânicas, secagem e fusões, no bico de Bunsen ou mufla pois pode ser aquecido a temperaturas superiores a 1000º C.

2.1. Fontes de aquecimento e seu uso

BICO DE GÁS: incompatível com substâncias inflamáveis. Entre o bico e o frasco, interpõe-se uma

tela de amianto, para que o aquecimento seja praticamente uniforme. O contato direto da chama

pode superaquecer alguma parte do frasco o que levaria a trincá-lo ou a decompor a mistura em

reação.

BANHOS DE AQUECIMENTO:

Banho- maria: utilizado para líquidos de baixo ponto de ebulição. O banho de água pode ser

aquecido com bico de gás ou com aquecedor elétrico, neste último caso o banho pode ser usado,

para refluxar líquidos inflamáveis;

Banho de óleo: utilizado quando é necessário aquecer acima de 95oC. Utiliza-se óleos de baixa

pressão de vapor como óleos vegetais hidrogenados que não inflamam até 300oC. Parafina e

outros derivados de petróleo podem ser usados, porém inflamam à temperatura bem inferior a

aquela.

MANTAS ELÉTRICAS: o aquecimento é obtido por uma resistência elétrica a qual se encontra

envolvida por lã de vidro.


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3. RECOMENDAÇÕES AOS ALUNOS

O uso da apostila é imprescindível a partir da primeira aula.

O aluno deverá tomar conhecimento, a partir da primeira aula, das instalações do

laboratório, bem como de suas normas de funcionamento.

É obrigatório, por razões de segurança, o uso de avental e dos óculos de segurança

durante as aulas.

O material do laboratório deve ser usado sempre de maneira adequada e somente aqueles

reagentes e soluções especificadas.

Não é permitido fumar, comer ou beber nos laboratórios.

Todo o material usado deve ser lavado ao final de cada aula e organizado no local

apropriado (mesas, bancadas ou armários).

Devem ser evitadas conversas em voz alta, e sobre assuntos alheios à aula.

3.1. Cuidados Pessoais

Não trabalhe sozinho no laboratório. Um companheiro, ao menos, sempre será uma ajuda

em caso de acidente.

Saiba onde se encontra o material de emergência para primeiros socorros.

Tome conhecimento dos cuidados descritos na "Tabela de Primeiros Socorros para

Laboratório".

Em caso de acidente, procure imediatamente o professor, mesmo que não haja danos

pessoais ou materiais.

Encare todos os produtos químicos como venenos em potencial enquanto não verificar sua

inocuidade, consultando a literatura especializada (por exemplo o Merck Index).

Caindo produto químico nos olhos, boca ou pele, o primeiro cuidado é lavar

abundantemente com água imediatamente. A seguir, procure o tratamento específico para

cada caso. Se os olhos forem atingidos, esta medida é particularmente importante,

devendo lavá-los e procurar o médico.

Use óculos ao trabalhar com sódio metálico, com maçarico, ao preparar soluções ácidas

ou básicas e ao transferi-las de um frasco para outro.

Substituir, sempre que possível, operações de pipetar com a boca por outro método (usar

pêra de borracha, por ex.). Em particular, não aspire líquidos corrosivos ou venenosos com

a boca.

Execute as experiências em pequena escala, sempre que possível.

Não deixe fios elétricos descobertos ligados para evitar curto-circuitos.

Se algum ácido ou produto químico for derramado, lave o local imediatamente.


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Todo aparelho em funcionamento deve ficar sob vigilância constante.

Faça o possível para não contaminar a atmosfera do laboratório. Para isso, não deixe

líquidos em recipientes de grande superfície, (como um bequer), não deixe frascos

abertos, recolha o destilado diretamente do bico do condensador em um recipiente

apropriado, deixando apenas um pequena abertura para equilíbrio de pressão.- Informe

seus colegas sobre o andamento de qualquer experiência que possa oferecer perigo.

Não deixe torneiras de gás abertas. Se notar algum vazamento de gás, avise ao

laboratorista.

Nunca aqueça um tubo de ensaio, apontando sua extremidade aberta para um colega.

Consulte o professor antes de fazer qualquer modificação no andamento da experiência e

na quantidade ou espécie de reagentes a serem usados.

Evite a inalação de vapores. Nunca cheire diretamente o conteúdo de algum recipiente.

Ao preparar soluções aquosas diluídas de um ácido, coloque o ácido concentrado na água,

nunca o contrário.

3.2. Trabalho com Vidro

O vidro é uma causa muito comum de acidentes e deve-se proceder sempre com muito

cuidado quando se trabalha com objetos de vidro. A sua quebra forma extremidades pontiagudas e

cortantes de extrema periculosidade.

Se for necessário introduzir uma peça de vidro em uma rolha (tubo, termômetro,

alongamento, etc.) proceda com cuidado, envolvendo o pedaço de vidro com uma toalha e

umedecendo o tubo e a rolha antes e no decorrer da operação. Mantenha as mãos

próximas e gire a rolha até introduzir o tubo.

Deixe qualquer peça de vidro quente esfriar bastante tempo antes de manuseá-la. Repare

bem onde colocá-la, pois o vidro quente tem a mesma aparência de vidro frio.

Polir no fogo todas as bordas pontiagudas de vidro quebrado (inclusive bastão de vidro,

evitando assim danificar o fundo de béquer, erlenmeyer, etc). Esta operação custa alguns

segundos e evita acidentes, como cortes.

Se uma rolha de vidro aderir a um frasco, bater levemente na rolha com um bastão de

madeira até conseguir soltá-la. Caso isto não ocorra, chame o professor.

Nunca use material de vidro trincado ou quebrado, que podem arruinar uma experiência ou

causar um acidente. material danificado deve ser substituído imediatamente.

Para remover tubos de vidro de rolhas de cortiça ou borracha, lubrifique inicialmente,

gotejando água. Gire então a rolha para ambos os lados até retirar o tubo. Se não

conseguir, não force. O vidro pode quebrar-se. O melhor é cortar a rolha com uma gilete.


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3.3. Incêndios

Além de materiais usualmente inflamáveis (madeira, cortiça, gás, o próprio vestuário,

cabelos) todo laboratório contém solventes altamente inflamáveis (éter, acetona, álcool, benzeno e

outros). Além disso, durante o trabalho experimental podem ser formadas substâncias inflamáveis.

Para evitar acidentes:

Use a chama do bico de bunsen apenas quando necessário, apagando-a imediatamente

após terminada a operação.

Nunca acenda um bico de bunsen perto de material inflamável.

Não aqueça líquidos inflamáveis em chama direta.

Não deixe chamas acesas ao sair do laboratório.

Já na la. vez, que entrar no laboratório, trate de familiarizar-se com a localização do

extintores de incêndio, toalhas, chuveiros, cobertores, etc.

Em caso de incêndio:

Se for um acidente de pequenas proporções, abafe imediatamente com uma toalha.

Feche os bicos de gás e desligue aparelhos elétricos das proximidades.

Apague o fogo com extintor de incêndio.

Coloque-se em segurança.

3.4. Explosões

Podem ocorrer especialmente por causa do vazamento de gás ou ignição espontânea de

materiais finamente divididos (carvão ativo, pó de alumínio), de vapores de solventes inflamáveis

ou então por aquecimento de substâncias oxidantes (ácido nítrico, ácido perclórico, cloratos, nitrato

de amônio e outros) à temperatura acima do necessário ou em presença de substâncias orgânicas.

3.5. Substâncias tóxicas

Grande número de substâncias empregadas no laboratório são tóxicas em maior ou menor

escala.

Notoriamente tóxicos são os cianetos, arsênio, gás sulfídrico, fósforo branco, compostos de

mercúrio, entre outros, mas de um modo geral evite o contacto de qualquer droga com a pele

(H2SO4 concentrado, HNO3, etc).

Tome especial cuidado com os olhos


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Não leve à boca nenhuma substância desconhecida.

Não aspire profundamente nenhuma substância desconhecida.

Para sentir o odor de uma substância não coloque diretamente o nariz sobre o recipiente,

mas com a mão traga, um pouco do vapor até ele.

Produtos voláteis, tóxicos ou corrosivos devem ser abertos e usados na capela. Ex.: ácido

nítrico, ácido clorídrico, hidróxido de amônio, bissulfeto de carbono, piridina, cloreto de

alumínio, haletos de acila, ácido acético, anidrido acético, entre outros.

3.6. Produtos químicos

Antes de usar qualquer reagente, leia cuidadosamente o rótulo do frasco para ter certeza

de que é aquele o do reagente desejado.

Antes de abrir um frasco novo de uma substância, verifique se há algum outro já aberto.

Consulte os funcionários e o professor.

Abra frascos o mais longe possível do rosto e evite aspirar ar naquele exato momento.

Nunca torne a colocar no frasco uma droga retirada em excesso e não usada. Ela pode ter

sido contaminada.

Não coloque objeto algum nos frascos de reagentes, exceto o conta-gotas próprio de que

alguns são providos.

Imediatamente após o uso, feche perfeitamente o frasco com a sua rolha ou tampa própria.

Tome cuidado para não trocar as rolhas quando estiver usando vários reagentes. O melhor

é abrir um frasco e colocar a rolha sobre um papel de filtro limpo ou segurá-la na mão,

retirar a quantidade necessária de reagente, fechar o frasco e a seguir realizar estas

mesmas operações com os demais reagentes, um de cada vez.

Lave os resíduos que tenham ficado nas paredes externas do frasco antes de colocá-lo

sobre a mesa.

Ao esvaziar-se um frasco, limpe-o imediatamente e guarde-o num local adequado.

Ao usar um frasco observe se:

a) a tampa usada é conveniente ao conteúdo;

b) o rótulo e o número de classificação estão bem legíveis;

c) Se preciso, lembre ao funcionário do laboratório as correções.

Soluções alcalinas devem ser colocadas em frascos de polietileno, nunca em vidro. Ex.:

hidróxido de sódio, de potássio e de amônio, carbonatos de sódio e potássio.

Não use espátulas de metal com cloreto de alumínio e zinco.


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3.7. Capelas

Use a capela para experiências em que haja desenvolvimento de gases tóxicos ou

corrosivos ou quando receber instruções para isso:

a) Abaixe as janelas da parte em uso até a última borboleta e a daquela diretamente usada

até o máximo possível, se não for possível atingir aquela borboleta;

b) Desligue o motor tão logo termine o trabalho e os gases tenham sido eliminados;

c) Retire seu material e limpe o local.

3.8. Limpeza

Conserve limpos seu equipamento e seu balcão de trabalho.

Evite derramar líquidos, mas, se o fizer, lave imediatamente o local.

Jogue todos os sólidos e pedaços de papel usados numa cesta de lixo. Nunca jogue nas

pias fósforos, papel de filtro ou qualquer sólido, ainda que ligeiramente solúvel.

Ao terminar o trabalho num local (capela, mesa, balança, furador de rolhas, mesa de

reagentes, etc.), deixe-o perfeitamente limpo.

O material usado principalmente vidraria, deve ser lavado logo após o uso.

Ao término do período de laboratório, guarde seu próprio equipamento no lugar apropriado

e leve qualquer aparelho especial para local designado.

3.9. Balança

Conserve perfeitamente limpos as balanças e o balcão em que estão colocados.

Se, por descuido, deixar cair algum sólido nos pratos ou no interior da balança, limpe com

o pincel apropriado.

Não se encoste nos balcões das balanças.

3.10. Banho-Maria

Faça circular água e regule seu nível. Só então ligue a resistência à corrente elétrica.

Somente banho-maria com resistência de imersão pode ser usado próximo de líquido

inflamável.

Isole sempre a mesa da fonte de calor com tijolos perfurados.

3.11. Manta Elétrica


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Deve ser usada exclusivamente para aquecer balões, preferivelmente de fundo redondo.

A adição de materiais ao balão deve ser feita estando este fora da manta.

Limpe e seque a parte externa do balão antes de colocá-lo na manta.

3.12. Trompa D´Água

Deve ser presa à torneira com arame e dela não deve ser retirada sem forte motivo.

Entre a trompa e o frasco onde se vai reduzir a pressão, deve-se colocar um frasco

intermediário com torneira, ficando este firmemente ligado ao balcão (frasco de

segurança).

3.13. Estufa

Antes de colocar algum material na estufa, consulte a literatura para ver se o material pode

se decompor, e seu ponto de fusão.

A temperatura da estufa só pode ser alterada depois de consultas a todos os usuários e

comunicado ao funcionário.

O que nela for colocado deve ser retirado no mesmo dia.

3.14. Termômetro

Sempre que fora de uso deve ficar na caixa.

Não deve ser usado para agitar. Para isto existe a bagueta.

Não deve ser colocado em ambiente já muito quente, nem esfriado rapidamente (sob a

água, por exemplo).

3.15. Funil de vidro sinterizado

Não passe água de torneira através da placa porosa.

Use "POLICEMAN" de borracha látex ou outro material macio para retirar o sólido, e não

espátula de metal.

3.16. Livros

Não os deixe próximo à mesa de trabalho.


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3.17. Pias e Canaletas

O escoamento deve ser mantido livre, principalmente nas canaletas.

Soluções ácidas devem ser neutralizadas antes de vertidas na pia.

4. CONSTANTES FÍSICAS DE COMPOSTOS ORGÂNICOS

(texto elaborado pelo Prof. Robson R. Teixeira da Universidade Federal de Viçosa)

As substâncias químicas apresentam propriedades físicas que são utilizadas para sua

caracterização ou mesmo para determinação do seu grau de pureza.

Em geral, as constantes físicas estão associadas às forças intermoleculares (forças

eletrostáticas, ligações de hidrogênio, interações dipolo-dipolo, etc) a que cada substância está

sujeita.

Propriedades físicas clássicas incluem cor, temperatura de fusão, temperatura de ebulição,

densidade, índice de refração, massa molecular e rotação específica. Fórmulas de compostos

orgânicos podem ser confirmadas por análises elementares de carbono, nitrogênio, hidrogênio e

enxofre em equipamentos apropriados. Além disso, para a caracterização de substâncias podem

ser utilizados métodos espectroscópicos modernos como espectroscopias no infravermelho, no

ultravioleta-visível e de ressonância magnética nuclear, e espectrometria de massas.

4.1. Temperatura de fusão

A temperatura de fusão de uma amostra em análise é determinada a partir do momento em

que se observa a formação da primeira gota de fase líquida (Figura 1, tubo 3) até a temperatura

em que o último cristal desaparece, situação entre aquelas representadas pelos tubos 4 e 5 na

Figura 1. Portanto, o que normalmente se obtém é uma faixa de fusão. Durante a análise da

amostra, com o aquecimento, podem ocorrer mudanças estruturais nos cristais sem que surja uma

fase líquida, como exemplifica o tubo 2 na Figura 1. Essas alterações visuais da amostra não

constituem ainda a sua fusão.

Em geral, a faixa de temperatura de fusão não excede 2 ºC para uma substância pura.

Uma pequena quantidade de impurezas na amostra é suficiente para alargar consideravelmente

essa faixa de temperatura, além de abaixar a temperatura inicial de fusão. Assim, essas medidas

podem ser utilizadas para avaliar a pureza de uma dada amostra.

Deve-se considerar também que algumas substâncias sólidas podem apresentar diferentes

arranjos cristalinos, que possuem cada um a sua temperatura de fusão. Os valores de temperatura


17

de fusão de substâncias conhecidas estão descritos na literatura, sendo dados de referência úteis

na caracterização de amostras químicas.

Figura 1. Transformações ocorridas no intervalo de fusão.

É comum existirem compostos diferentes com temperaturas de fusão iguais. Assim, deve-

se recorrer a outras propriedades físicas para se conhecer inequivocamente a identidade de um

composto sólido. Um procedimento muito utilizado para verificar a identidade de dois sólidos que

apresentam mesma temperatura de fusão consiste em misturar pequenas quantidades do sólido

desconhecido com o conhecido e determinar a temperatura de fusão da mistura. Se houver

variação no valor da temperatura de fusão após a mistura, conclui-se que os sólidos são

substâncias diferentes.

A temperatura de fusão pode ser determinada empregando-se o tubo de Thiele. Ele

consiste em um tubo de vidro desenhado para conter um óleo de aquecimento e um termômetro ao

qual se liga um tubo capilar que contém a amostra (Figura 2). Ele é usualmente aquecido com um

bico de Bunsen, sendo que a velocidade de aumento da temperatura deve ser controlada.


18

Figura 2. Tubo de Thiele.

Embora existam diversos instrumentos comerciais para determinação da temperatura de

fusão (Melt-Temp, Fisher-Johns, Thomas-Hoover e Koffler Micro Melting, etc, Figura 3) todos

envolvem basicamente a mesma técnica e utilizam sistema elétrico de aquecimento, que permite o

aumento gradual e preciso da temperatura, um termômetro ou termopar e um artefato ótico (jogo

de lentes e/ou objetivas) para observação da amostra. Duas temperaturas são obtidas: a primeira é

o ponto em que a primeira gota de líquido se forma entre os cristais e a segunda, aquele em que

toda a amostra transforma-se em um líquido límpido (Figura 1).

Figura 3. Aparelhos de ponto de fusão.


19

Quando a temperatura de fusão da substância é desconhecida, o procedimento mais

comum envolve inicialmente a determinação de uma temperatura de fusão aproximada, através do

aquecimento da amostra a uma taxa de 10 ºC/min, e, então, a determinação da temperatura de

fusão com maior exatidão, utilizando-se uma velocidade de aquecimento mais lenta, a uma taxa de

1-2 ºC/min.

4.2. Temperatura de ebulição

Uma das propriedades físicas características, de fácil determinação e que contribuem para

a identificação de líquidos orgânicos bem como para verificação do seu grau de pureza é a

temperatura de ebulição (te). Isso acontece quando a pressão do vapor do líquido se iguala à

pressão aplicada sobre ele (usualmente a pressão atmosférica). Em tal temperatura, considera-se

que o líquido ferve. A temperatura de ebulição normal é essa temperatura medida sob pressão de

760 mmHg (ou 1 atm). Quando a pressão aplicada sobre o líquido, ou também chamada de

pressão externa, é inferior à pressão atmosférica, a pressão de vapor necessária para que o

líquido entre em ebulição também diminui e o líquido ferve em uma temperatura mais baixa.

Portanto, a temperatura de ebulição de um líquido está intimamente relacionada com a pressão

externa. O monógrafo da Figura 4 é utilizado para correlacionar a temperatura de ebulição de um

líquido com a pressão externa, permitindo uma previsão da temperatura de ebulição de um líquido

puro em variadas situações de pressão.

Para entender como se usa o monógrafo, imagine que o ponto de ebulição dado é 100 ºC

(coluna A) a 1 mmHg (coluna C). Para determinar o ponto de ebulição em 18 mmHg, ligue por uma

reta 100 ºC (coluna A) a 1 mmHg (coluna C) e observe onde essa reta intercepta a coluna B (cerca

de 280 ºC). Este valor corresponde ao ponto de ebulição normal. A seguir, ligue 280 ºC (coluna B)

com 18 mmHg (coluna C) e observe onde a linha intercepta a coluna A (151 ºC). O ponto de ebulição

aproximado será 151 ºC em 18 mmHg.


20

Figura 4. Monógrafo de alinhamento de pressão e temperatura.

Analogamente à temperatura de fusão, a existência de impurezas no líquido também causa

um desvio na temperatura de ebulição. Existem dois métodos principais para determinação de

temperaturas de ebulição, dependendo da quantidade de amostra disponível. A destilação, cujos

princípios serão discutidos na Experiência 5, é utilizada quando se tem uma grande quantidade de

amostra. Nesse caso, a determinação da temperatura de ebulição é feita através do registro da

temperatura do vapor observada no termômetro durante a destilação. Por esse método, as

medidas com uma substância pura apresentarão intervalo menor que 0,5 ºC durante a ebulição,

considerando-se a temperatura lida quando da destilação da primeira gota e a temperatura do

vapor no decorrer da destilação.

Para a determinação da temperatura de ebulição de pequenas quantidades de amostra

(0,25 a 0,5 mL), utiliza-se, por exemplo, o sistema ilustrado na Figura 5 utilizando um tubo de

Thiele ou outro frasco contendo óleo sob agitação e uma fonte de calor. Nesse processo,

conhecido como Método de Siwoloboff, utiliza-se um microtubo de ensaio contendo a substância

que para a qual se deseja determinar a temperatura de ebulição e um capilar com a extremidade

superior fechada. Esse microtubo está preso ao termômetro (Figura 5). À medida que o líquido é

aquecido, bolhas do ar contido no capilar começam a ser liberadas. Em temperatura próxima à da

ebulição, observa-se um fluxo intenso de bolhas a partir da saída do capilar (um “colar” de bolhas).

Para determinar a temperatura de ebulição com maior precisão, nesse momento remove-se a fonte

de calor. Quando a pressão de vapor do líquido se igualar à pressão atmosférica, o líquido

começará a entrar no capilar. Nesse instante deve-se ler a temperatura no termômetro novamente.

Essa será a temperatura de ebulição. As duas leituras de temperatura (quando se observa o “colar”

de bolhas e quando o líquido começa a entrar no capilar) não devem diferir em mais de 1 oC. Caso

contrário, o experimento deve ser repetido com um aquecimento mais brando para se confirmar a

pureza da amostra e a temperatura de ebulição.


21

Figura 5. Sistema para determinação do ponto de ebulição.

4.3. Densidade

A densidade é uma propriedade física que independe da quantidade de matéria. Ela é

definida como a razão entre a massa e volume, em determinada temperatura. Pelo Sistema

Internacional de Unidades, ela é expressa em kg.m-3. Entretanto, ela é geralmente expressa em

g.cm-3.

volume

massadensidade ou

V

md

A densidade é uma propriedade física específica, ou seja, cada substância pura tem uma

densidade própria, que pode identificá-la e diferenciá-la de outras substâncias. Por isso, essa

densidade é conhecida como densidade absoluta. Já a densidade relativa de uma substância é a

relação entre a sua densidade absoluta e a densidade absoluta de uma substância estabelecida

como padrão. O padrão usualmente escolhido é a água, cuja densidade absoluta é de 1,000 g.cm-3

a 4 ºC.

A maioria dos líquidos e sólidos expande-se ligeiramente sob calor. O volume de uma

amostra de água, por exemplo, aumenta cerca de 4% quando aquecida de 4 ºC para 100 ºC.

Entretanto, a água apresenta comportamento anômalo quando aquecida de 0 a 4 ºC, pois sua

densidade aumenta ligeiramente durante esse aquecimento. A partir desse ponto, o aumento de

temperatura ocasiona a diminuição da densidade da água, analogamente ao que ocorre com os

demais líquidos. Por causa da variação da densidade com a temperatura, é necessário especificar

a temperatura quando se determina a densidade de um sólido ou líquido.

A densidade de um sólido, além de ser função da temperatura, depende da natureza da

sua rede cristalina, pois diferentes polimorfos de uma substância exibem diferentes densidades.


22

Na química orgânica, o valor da densidade é muito utilizado para converter o volume de um

líquido em massa e vice-versa, com a finalidade de se medir uma quantidade de amostra com a

instrumentação disponível.

Existem equipamentos comerciais para a determinação da densidade de líquidos,

conhecidos como densímetros. Em laboratório, a densidade também pode ser determinada com o

auxílio de uma vidraria denominada picnômetro (Figura 6) e de uma balança semi-analítica ou

analítica ou mesmo através do uso de vidrarias volumétricas e da balança.

Figura 6. Picnômetro.


Aula Prática 01: Extração Líquido-Líquido 23

5. AULAS PRÁTICAS (Aulas práticas elaboradas pelo Prof. Robson R. Teixeira da Universidade Federal de Viçosa)

Aula prática 01: Extração Líquido-Líquido

INTRODUÇÃO

As substâncias orgânicas obtidas de fonte natural ou mesmo através de uma reação

química raramente estão puras. No caso de uma reação química que gerou uma mistura de

substâncias, o produto principal pode ser removido por filtração, caso seja um sólido insolúvel no

meio reacional, ou pode ser destilado, se for um líquido de baixa temperatura de ebulição. No

entanto, esses casos são minoria e o que se observa é a necessidade de realizar extrações

seletivas ou lavagens do meio reacional para remoção das impurezas.

Na maioria das vezes, as impurezas e reagentes inorgânicos solúveis em água podem ser

removidos com facilidade pela lavagem do composto orgânico ou de sua solução em um solvente

orgânico volátil insolúvel em água, que em uma segunda etapa pode ser eliminado por

evaporação.

Alguns compostos orgânicos, apesar da baixa solubilidade em água, podem facilmente ser

transformados em derivados solúveis em meio aquoso. Compostos contendo grupos ácidos ou

básicos, após tratamento com bases ou ácidos inorgânicos, respectivamente, originam sais

solúveis.

Ambos os processos de separação e purificação descritos anteriormente envolvem a

técnica denominada de extração, ou mais precisamente, extração líquido-líquido.

Teoria da extração líquido-líquido

A extração envolve a transferência de um soluto de um solvente para outro. Essa

transferência ocorre porque o soluto é mais solúvel no segundo solvente do que no primeiro. Os

dois solventes devem ser imiscíveis para que ocorra a formação de um sistema bifásico. Em geral,

utiliza-se um funil de separação (Figura 1) para se realizar a extração líquido-líquido em escala

laboratorial.



Figura 1. Esquema de montagem para extração líquido-líquido.

A Figura 2 ilustra de maneira geral o processo de extração. No início, as substâncias

hipotéticas A e B estão misturadas na fase aquosa. Após a adição de um solvente orgânico

imiscível com a água, serão formadas duas fases e haverá uma migração diferencial da substância

A para a fase orgânica, até o estabelecimento de um estado de equilíbrio. Com a separação das

duas fases, há a consequente separação das substâncias A e B.

Figura 2. Esquema do processo de extração líquido-líquido.



Portanto, o processo de extração envolve uma distribuição de um dado soluto entre duas

fases líquidas imiscíveis (fase orgânica e fase aquosa). Quando as fases se separam em duas

camadas, estabelece-se um equilíbrio tal que a razão das concentrações do soluto em cada fase é

uma constante, chamada de coeficiente de distribuição (ou coeficiente de partição). O coeficiente

de distribuição K é definido como

1

2

C

CK

onde

C1 = concentração (em g.L-1, mg.mL-1 ou outra unidade) de equilíbrio do soluto na fase aquosa;

C2 = concentração (em g.L-1, mg.mL-1 ou outra unidade) de equilíbrio do soluto na fase orgânica.

O valor do coeficiente de distribuição é constante para cada soluto e independe das

quantidades dos dois solventes em contato. Entretanto, o coeficiente de distribuição depende da

natureza dos solventes utilizados e da temperatura. Assim, o valor do coeficiente de distribuição é

fixo para um determinado par de solventes a uma dada temperatura.

Como a concentração em cada fase pode ser expressa pela relação entre a massa do

soluto e o volume do solvente, é possível expressar diretamente a massa do soluto extraído e a

massa restante através do coeficiente de partição (K). Pela equação apresentada a seguir, verifica-

se que quanto maior o volume do solvente extrator, maior será a quantidade extraída.

2

2

1

1

2

1

V

mV

m

C

CK

2

121 .

V

VKmm

O processo de extração não é 100 % eficiente, o que significa dizer que nem todo soluto

será transferido totalmente de uma fase para outra em uma única etapa de extração, a não ser que

o valor de K seja muito elevado. Geralmente, é necessário que várias extrações sejam realizadas

para remover todo o soluto de uma das fases. De fato, o processo de extração é muito mais

eficiente quando efetuado várias vezes com um pequeno volume de solvente do que quando

efetuado uma única vez com um grande volume de solvente. O exemplo seguinte procura ilustrar

esse aspecto.

Considere que são empregados dois solventes A e B em igual volume, 100 mL, onde B

contém inicialmente um soluto X em concentração de 40 % (m/v). O coeficiente de partição para

este sistema é de 0,8. Observa-se que nas condições descritas, o solvente extrator A, que

inicialmente não continha nenhuma quantidade de soluto dissolvida, contém agora 17,8 g de X,

enquanto no solvente B permaneceram ainda 22,2 g, após o estabelecimento do estado de

equilíbrio. A distribuição do soluto X entre os solventes A e B é mostrada na Figura 3.



Figura 3. Distribuição do soluto X em uma extração líquido-líquido em uma única etapa.

Pode-se comparar a eficiência do processo extração em uma única etapa com a extração

múltipla empregando-se um mesmo volume total. Por exemplo, caso se faça a extração descrita

anteriormente com duas porções de 50 mL serão removidos pelo solvente A na primeira extração

cerca de 11,4 g e na segunda 8,20 g, totalizando 19,6 g contra 17,8 g com uma única extração,

conforme demonstrado na Figura 4.

Portanto, as Figuras 3 e 4 demonstram que o processo de extração em várias etapas é

mais eficiente do que o processo de extração realizado em uma única etapa.



Figura 4. Distribuição do soluto X em uma extração líquido-líquido múltipla.

Escolha do solvente extrator

Conforme discutido anteriormente, a extração líquido-líquido envolve a distribuição

diferencial de um soluto entre dois líquidos imiscíveis. Em geral, uma das fases é constituída pela

água e, portanto, denominada fase aquosa e a outra fase é constituída por um solvente que seja

imiscível na água, que é conhecido como fase orgânica ou solvente extrator.

Na escolha do solvente adequado para cada extração devem ser considerados alguns

critérios:

a) O solvente deve apresentar baixa solubilidade na água, possibilitando a formação de duas

fases;



b) O solvente deve solubilizar consideravelmente a substância que se deseja extrair. Neste

ponto, deve ser levado em conta que “semelhante dissolve semelhante”, ou seja, para

extrair substâncias pouco polares, por exemplo, deve ser utilizado um solvente de baixa

polaridade;

c) O solvente deve ser quimicamente inerte, não reagindo com as substâncias a serem

extraídas;

d) O solvente deve apresentar volatilidade razoável (baixa temperatura de ebulição) para que

possa ser removido facilmente, permitindo o rápido isolamento do produto desejado;

e) É desejável ainda que o solvente seja de baixo custo e de baixa toxicidade.

Na Tabela 1 estão listados os solventes mais utilizados para extrações líquido-líquido. Observe

que dentre os solventes listados, apenas aqueles que possuem cloro em sua composição são mais

densos que a água. Portanto, apenas quando for utilizado um solvente clorado para extração, que

a fase orgânica será a inferior.

Tabela 1. Propriedades físicas dos solventes mais utilizados para extração.

Solvente Massa Molar

(g mol-1)

Ponto de Ebulição

(ºC)

Densidade a 20 ºC

(g cm-3)

Éter dietílico 74 35 0,714

Pentano 72 36 0,626

Diclorometano 85 41 1,335

Clorofórmio 119 61 1,492

Hexano 86 66 0,659

Tetracloreto de carbono 154 77 1,594

Benzeno 78 80 0,879

Tolueno 92 111 0,867

Aspectos práticos da extração líquido-líquido

A seguir são descritos aspectos práticos relevantes quando se realiza uma extração

líquido-líquido em escala laboratorial.

Funil de separação

Em escala laboratorial, o processo de extração líquido-líquido é geralmente realizado em

um funil de separação (Figura 1). Deve-se ter o cuidado para que o volume de líquido no funil de

separação nunca ultrapasse ¾ de sua capacidade nominal. Deve-se sempre checar se a torneira

está fechada e manter um erlenmeyer embaixo do funil de separação.

O processo de extração inicia-se com a adição da solução a ser extraída e do solvente

extrator ao funil de separação. Tampa-se o funil e realiza-se a agitação, com movimentos



circulares, mantendo o funil em um ângulo de 45º em relação à vertical. Com uma das mãos,

segura-se firmemente a tampa e com a outra a torneira (Figura 5).

Figura 5. Forma correta de agitar e liberar a pressão de um funil de separação.

Ao agitar a mistura, devido à alta volatilidade do solvente, poderá haver aumento da

pressão interna. Por isso, após o procedimento de agitação, deve-se realizar o “alívio” de pressão,

inclinando-se a parte inferior do funil para cima e abrindo lentamente a torneira. Ao abri-la, deve-se

tomar o máximo de cuidado para não dirigir a saída dos vapores para si ou para alguém próximo.

O processo de agitação e alívio de pressão é usualmente realizado três vezes e, então,

deve-se colocar o funil de separação em suporte apropriado, retirar a tampa e esperar a formação

das duas fases, para realizar a separação.

Solventes utilizados

Normalmente os solventes utilizados na extração possuem baixa temperatura de ebulição

(Tabela 1) ou mesmo pode-se realizar uma extração com solvente quimicamente ativo, como

solução de bicarbonato de sódio, que leva à liberação de gases quando esta solução entra em

contato com um ácido. Por isso, é necessário que se faça o “alívio” de pressão. Entretanto, isto

deve ser feito lentamente, porque os vapores podem se expandir de forma violenta, projetando o

líquido para fora do funil.

Emulsão

Em alguns casos, após o processo de extração, não se observa separação completa das

fases orgânica e aquosa, ficando gotículas de uma fase dispersas na outra. Isto leva à formação de

uma interface não definida, chamada de emulsão, que compromete a eficiência da separação.



Uma das alternativas para “quebrar” a emulsão (completa separação das fases) consiste

em deixar o funil de separação em repouso por alguns minutos. Entretanto, se isso não for

suficiente, outros métodos podem ser empregados. Por exemplo, a simples adição de mais

solvente orgânico ou água pode ser suficiente. Se a emulsão persistir, a adição de sais inorgânicos

(NaCl, Na2SO4, etc) pode ser uma alternativa eficaz para desfazer a emulsão. Nos casos mais

persistentes, a centrifugação pode ser usada.

Descarte de fases

Um dos enganos mais comuns durante um processo de extração líquido-líquido é o

descarte da fase errada. Como discutido anteriormente, somente quando se utilizam solventes

orgânicos clorados, que possuem densidades maiores que da água (Tabela 1), a fase orgânica

será a inferior.

Cuidado redobrado deve ser tomado quando se realiza a extração com solventes

quimicamente ativos, pois, muitas vezes, a substância de interesse está na fase aquosa na forma

de um sal.

Considerando os fatos acima, é aconselhável que ambas as fases sejam guardas até que

se tenha isolado o produto desejado.

Agentes de secagem

Após o processo de extração e de separação das fases, a fase orgânica, que usualmente

contém o composto de interesse, deve ser seca através da utilização de agentes de secagem (ou

agentes secantes). Isto é necessário, pois qualquer solvente orgânico, mesmo com baixa afinidade

pela água, absorverá água quando agitado com uma solução aquosa. É claro que a quantidade de

água dissolvida irá variar de um solvente para outro.

Os agentes secantes são sais inorgânicos anidros capazes de adicionar água de

hidratação quando expostos à umidade do ar ou às soluções úmidas. Os mais comumente usados

são: sulfato de sódio, sulfato de magnésio, cloreto de cálcio, sulfato de cálcio e carbonato de

potássio. Estes sais variam em propriedades e aplicações. Assim, eles não absorvem a mesma

quantidade de água em uma dada massa de solvente. A Tabela 2 compara os agentes secantes

mais comuns.



Tabela 2. Agentes secantes

Agente Acidez Fórmulaa Capacidadeb Inteirezac Velocidaded Uso

Sulfato de

magnésio

neutro MgSO4.7H2O alta média rápida geral

Sulfato de

sódio

neutro Na2SO4.7H2O

Na2SO4.10H2O

alta baixa média geral

Cloreto de

cálcio

neutro CaCl2.2H2O

CaCl2.6H2O

baixa alta rápida hidrocarbonetos

e haletos de

alquila

Sulfato de

cálcio

neutro CaSO4.1/2H2O

CaSO4.2H2O

baixa alta rápida geral

Carbonato

de

Potássio

básico K2CO3.1/2H2O

K2CO3.2H2O

média média média aminas,

ésteres, bases,

cetonas afómula molecular com água de hidratação; bquantidade de água removida pro unidade de agente secante; cquantidade de água em equilíbrio com o agente secante; dvelocidade de secagem.

OBJETIVOS

O presente experimento tem como objetivos a aprendizagem da técnica de extração

líquido-líquido bem como a sua utilização na extração do ácido propanóico, a partir de uma solução

aquosa, empregando-se dois solventes extratores diferentes: éter dietílico e diclorometano.

MATERIAIS E REAGENTES

- anel para funil - ácido propanóico

- balão volumétrico de 100 mL - diclorometano

- bureta de 25 mL - éter dietílico

- 5 erlenmeyers (125 mL) - solução indicadora de fenolftaleína

- funil de separação de 125 mL - solução padronizada de hidróxido de

sódio 0,15 mol L-1

- funil de vidro

- pipetas volumétricas (10 mL e 2 mL)

- proveta (100 mL)

- suporte com hastes e garras



PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

1) Preparo de uma solução aquosa de ácido propanóico

a) A um balão volumétrico de 100 mL, adicione 2 mL de ácido propanóico e complete com água

destilada. Agite até a homogeneização da solução resultante (solução A).

b) Pipete uma alíquota de 10 mL da solução A e transfira para um erlenmeyer de 125 mL.

Adicione 3 gotas de solução indicadora de fenolftaleína.

c) Encha a bureta com solução padronizada de NaOH (0,15 mol L-1) e titule a solução. O ponto

final da titulação é alcançado quando surge e permanece a cor rósea. Anote o volume consumido

de solução de NaOH. Complete o volume da bureta e titule uma nova amostra de solução de ácido

propanóico (10 mL). Anote o volume consumido da solução de NaOH. A massa de ácido

propanóico presente na solução aquosa será calculada utilizando-se a média das duas medidas

obtidas na titulação.

2) Extração simples empregando-se como solvente extrator éter etílico

Pipete 10 mL da solução ácida (solução A) e transfira para um funil de separação.

Adicione 30 mL de éter dietílico. Agite a mistura, conforme ilustrado na Figura 5, tomando o

cuidado para aliviar a pressão interna no funil. Esta operação deve ser realizada no interior de uma

capela de exaustão, uma vez que o éter dietílico é muito volátil. Deixe o sistema em repouso até a

separação completa das fases. Recolha a camada aquosa (fase inferior no funil de separação) em

um erlenmeyer de 125 mL e adicione 3 gotas de solução indicadora de fenolftaleína. Complete o

volume da bureta com solução padronizada de NaOH (0,15 mol L-1) e titule a solução do ácido até

que surja e permaneça a cor rósea. Anote o volume consumido de solução de NaOH.

3) Extração múltipla empregando-se como solvente extrator éter etílico

Pipete 10 mL da solução aquosa de ácido propanóico anteriormente preparada (solução

A); transfira para um funil de separação e faça a extração com 15 mL de éter etílico, conforme

descrito no item 2. Separe a fase aquosa da fase orgânica e retorne-a para o funil de separação.

Extraia novamente a fase aquosa com mais 15 mL de éter dietílico. Recolha a fase aquosa em um

erlenmeyer de 125 mL e adicione 3 gotas de fenolftaleína. Complete o volume da bureta com

solução padronizada de NaOH (0,15 mol L-1) e titule a fase aquosa, conforme descrito

anteriormente. Anote o volume consumido de solução de NaOH.

4) Extração simples empregando-se como solvente extrator diclorometano

Repita o procedimento descrito no item 2, porém utilize como solvente extrator

diclorometano. O processo de extração também deverá ser realizado em capela de exaustão.



QUESTÕES

1) Calcule a massa (em gramas) de ácido propanóico presente na solução aquosa, que foi titulada

no item 1.

2) Calcule a massa (em gramas) de ácido propanóico restante nas soluções aquosas, após as

extrações realizadas nos itens 2 e 3.

3) Calcule a porcentagem do ácido propanóico que foi extraída nos itens 2 e 3. Com base nas

porcentagens de ácido propanóico calculadas, o que é possível concluir sobre a eficiência dos dois

tipos de extração?

4) Calcule a massa (em gramas) de ácido propanóico restante nas soluções aquosas, após as

extrações realizadas no item 4. Considerando os solventes éter dietílico e diclorometano, qual

possui maior eficiência para a extração do ácido propanóico?

5) Calcule o coeficiente de partição para o ácido propanóico utilizando os resultados obtidos nas

extrações simples com éter dietílico (procedimento 2) e com diclorometano (procedimento 4).

6) O que se deve fazer quando há dúvida sobre qual das fases é a orgânica em um procedimento

de extração?

7) A solubilidade do ácido subérico é 0,14 g/100 mL de água e 0,56 g/100 mL de éter dietílico.

Calcule o volume de éter dietílico necessário para remover 90 % do ácido subérico a partir de 100

mL de uma solução aquosa saturada, em uma única extração.

8) Mostre que para um composto hipotético A, cujo coeficiente de distribuição em água e éter

dietílico é 5, a realização de duas extrações com 50 mL de éter dietílico é mais eficiente que uma

extração com 100 mL de éter dietílico. Realize os cálculos das quantidades extraídas para

comprovar a maior eficiência do processo de extração múltipla.

BIBLIOGRAFIA

DIAS, A.G.; DA COSTA, M.A.; GUIMARÃES, P.I.C. Guia Prático de Química Orgânica. Volume I

– Técnicas e Procedimentos: Aprendendo a Fazer. Editora Interciência, Rio de Janeiro, 2004.

MARQUES, J.A.; BORGES, C.P.F. Práticas de Química Orgânica. Editora Átomo, Campinas,

2007.

PAVIA D.L.; LAMPMAN, G.M.; KRIZ, G.S.; ENGEL, R.G. “Química Orgânica Experimental –

técnicas de escala pequena”. Editora Bookman, 2ª ed, São Paulo, 2009.


Aula Prática 02: Extração Líquido-Líquido com solventes quimicamente ativos 34

Aula prática 02: Extração Líquido-Líquido com solventes quimicamente ativos

INTRODUÇÃO

A extração líquido-líquido convencional permite principalmente a separação de substâncias

orgânicas neutras. No caso da substância orgânica apresentar característica básica ou ácida, é

possível aumentar a eficiência da extração aproveitando-se dessa característica e desenvolvendo

um método especial de extração. Esse método, denominado extração por solventes quimicamente

ativos, baseia-se na facilidade com que certas substâncias podem ser transformadas em derivados

com solubilidades bastante diferenciadas das substâncias originais. Por exemplo, considere uma

solução etérea contendo um ácido carboxílico, um fenol, uma amina e uma cetona. As quatro

substâncias que constituem a mistura podem ser separadas utilizando-se de suas propriedades

ácidas ou básicas (Figura 1).

Figura 1. Extração por solventes quimicamente ativos.

Quando a solução etérea é tratada com solução de NaHCO3, o ácido carboxílico é

convertido no sal de sódio correspondente, segundo a reação mostrada a seguir.

RCOOH + NaHCO3 RCOONa + CO2 + H2O



O sal do ácido carboxílico é mais solúvel em água, o que provoca a sua migração para a

fase aquosa. Para obtenção do ácido carboxílico, deve-se acidificar a fase aquosa com HCl,

ocasionando a seguinte reação:

RCOONa + HCl RCOOH + NaCl

Nesse caso, o ácido carboxílico deve ser extraído da fase aquosa através da adição de

solvente orgânico

Na fase orgânica original restaram o fenol, a amina e a cetona. A essa fase pode-se

adicionar uma solução de NaOH, que irá reagir com o fenol (uma substância cujo caráter ácido é

menor que o do ácido carboxílico) resultando na formação de um fenóxido de sódio.

Analogamente ao que foi descrito para o sal do ácido carboxílico, o fenóxido de sódio pode ser

separado e, posteriormente, reconvertido ao fenol através da reação com HCl, segundo as

reações:

OH

+ NaOH

ONa

+ H2O

ONa

+ HCl

OH

+ NaCl

Assim, na fase orgânica ainda ficaram a amina e a cetona. Com a adição de uma solução

aquosa de HCl à fase orgânica, ocorrerá a reação de conversão da amina no cloridrato

correspondente, que por ser um sal é mais solúvel em água, e migrará para a fase aquosa.

RNH2 + HCl RNH3Cl

Após a separação das fases, a cetona estará presente na fase orgânica e o cloridrato na

fase aquosa. A posterior reação da fase aquosa com NaHCO3 e a extração com éter etílico

fornecerá a amina, segundo a reação mostrada a seguir.

RNH3Cl + NaHCO3 RNH2 + NaCl + CO2 + H2O



Para a separação final dos componentes nas respectivas fases etéreas pode-se proceder a

destilações ou, se conveniente, à evaporação do éter.

OBJETIVOS

O presente experimento tem como objetivos utilizar a técnica de extração líquido-líquido

com solventes ativos para separação dos componentes de uma mistura constituída por m-

nitroanilina, ácido benzóico e naftaleno.

MATERIAL E REAGENTES

- béquer de 50 mL - espátula

- erlenmeyer de 125 mL - banho de gelo

- funil de separação de 125 mL - ácido benzóico

- funil de vidro - ácido clorídrico (concentrado e 11 %, v/v)

- proveta de 10 mL - éter dietílico

- proveta de 25 mL - hidróxido de sódio (10 %, m/v)

- papel filtro - m-Nitroanilina

- suporte para funil - naftaleno

- papel indicador universal - sulfato de magnésio anidro


a) Antes de iniciar os procedimentos experimentais, verifique possíveis vazamentos na torneira e

na tampa do funil de separação, utilizando-se água destilada. Em um béquer de 50 mL, dissolva

1,50 g da mistura1 contendo m-nitroanilina, ácido benzóico e naftaleno em 15 mL de éter dietílico.

Transfira essa solução para um funil de separação de 125 mL.

b) O procedimento da separação da mistura está esquematizado na Figura 2 e está descrito em

detalhes a seguir.

1 A mistura contém 0,50 g de cada componente.



Figura 2. Procedimento de separação por extração líquido-líquido da mistura de m-nitroanilina, ácido

benzóico e naftaleno.

c) Ao funil de separação, contendo a fase etérea, adicione 15 mL de solução aquosa de HCl (11 %

v/v) e agite, tomando o cuidade de “aliviar” a pressão dentro do funil. Deixe as fases separarem e

colete a fase inferior (aquosa) em um erlenmeyer de 125 mL, previamente identificado como FA-1.

Repita o processo por mais 2 vezes, sempre coletando a fase aquosa no mesmo erlenmeyer (FA-

1). Faça mais uma extração, utilizando-se 5 mL de água destilada. Novamente colete a fase

aquosa no erlenmeyer FA-1. Reserve o erlenmeyer FA-1 para posterior procedimento de extração.

d) À solução etérea contida no funil de separação, adicione 15 mL de solução aquosa de NaOH

(10 %) e agite. Deixe as fases separarem e colete a fase inferior (aquosa) em um erlenmeyer de

125 mL, previamente identificado como FA-2. Repita o processo por mais 2 vezes, coletando a

NH2

NO2

COOH

1) 1,5 g da mistura em 15 mL de éter dietílico

2) Três extrações com 15 mL de solução de HCl (10 %)

3) Uma extração com 5 mL de água destilada

F.O. FA-1

NH3Cl

NO2

COOH

1) 15 mL de NaOH (10 %)

2) Duas extrações com 15 mL de éter dietílico

3) Lavagem com 5 mL de água destilada

F.A.FO-1

NH2

NO2

sais e outras impurezas

FA-2F.O.

NIT

NAF

COONa

1) Adição de HCl concentrado até pH ácido

2) Duas extrações com 15 mL de éter dietílico


F.A.FO-2

sais e outras impurezas

COOH

BEN

1) Três extrações com 15 mL de NaOH (10 %)




fase aquosa sempre no mesmo erlenmeyer (FA-2). Faça mais uma extração, utilizando-se 5 mL de

água destilada. Novamente colete a fase aquosa no erlenmeyer FA-2. Reserve o erlenmeyer FA-2

para posterior procedimento de extração.

e) A solução etérea que ficou no funil de separação, deve ser transferida para um erlenmeyer de

50 mL. Em seguida, adicione sulfato de magnésio anidro em quantidade suficiente para que a fase

etérea fique seca (observa-se que o sulfato de magnésio fica solto quando isso acontece). Filtre a

fase orgânica seca por gravidade, coletando a solução em um béquer de 50 mL previamente

pesado e identificado como NAF. Coloque esse béquer em capela de exaustão para a evaporação

do solvente e, então, pese o béquer novamente.

f) Adicione a fase aquosa FA-1 ao funil de separação de 125 mL, juntamente com 15 mL de

solução aquosa de NaOH (10 %) e 15 mL de éter dietílico. Agite e deixe as fases separarem,

colete a fase inferior (aquosa) em um erlenmeyer de 125 mL e a fase superior (orgânica) em outro

erlenmeyer de 125 mL previamente identificado como FO-1. Retorne a fase aquosa ao funil de

separação e adicione mais 15 mL de éter dietílico e agite. Deixe as fases separarem e colete a

fase aquosa no mesmo erlenmeyer anteriormente utilizado para a fase aquosa e a fase orgânica

no erlenmeyer FO-1. Voltar a fase orgânica FO-1 ao funil de separação e adicionar 5 mL de água

destilada. Agite, deixe as fases separarem e colete a fase aquosa em um erlenmeyer e a fase

orgânica no erlenmeyer FO-1. Adicione sulfato de magnésio anidro em quantidade suficiente para

secar a fase etérea contida no erlenmeyer FO-1. Filtre a fase orgânica seca por gravidade,

coletando a solução em um béquer de 50 mL previamente pesado e identificado como NIT.

Coloque esse béquer em capela de exaustão para a evaporação do solvente e, então, pese o

béquer novamente.

g) Adicione lentamente HCl concentrado à fase aquosa FA-2, até obter pH ácido (pH

aproximadamente 1). Para verificar o pH, utilize o papel indicador universal. Durante a adição do

ácido, mantenha o erlenmeyer FA-2 em banho de gelo. Transfira a fase aquosa para o funil de

separação de 125 mL, juntamente com 15 mL de éter dietílico. Agite, deixe as fases separarem e

colete a fase inferior (aquosa) em um erlenmeyer de 125 mL e a fase superior (orgânica) em outro

erlenmeyer de 125 mL previamente identificado como FO-2. Retorne a fase aquosa ao funil de

separação e adicione mais 15 mL de éter dietílico. Agite, deixe as fases separarem e colete a fase

aquosa no mesmo erlenmeyer anteriormente utilizado para a fase aquosa, e a fase orgânica no

erlenmeyer FO-2. Retorne a fase orgânica FO-2 ao funil de separação e adicione 5 mL de água

destilada. Agite, deixe as fases separarem e colete a fase aquosa em um erlenmeyer e a fase

orgânica no erlenmeyer FO-2. Adicione sulfato de magnésio anidro em quantidade suficiente para

secar a fase etérea contida no erlenmeyer FO-2. Filtre a fase orgânica seca por gravidade,

coletando a solução em um béquer de 50 mL previamente pesado e identificado como BEN.

Coloque esse béquer em capela de exaustão para a evaporação do solvente e, então, pese o

béquer novamente.



QUESTÕES

1) Discuta sobre a eficiência do processo de extração líquido-líquido para separação dos

componentes da mistura constituída por m-nitroanilina, ácido benzóico e naftaleno. Baseie suas

discussões na quantidade obtida de cada substância.

2) Quais as vantagens e desvantagens de se usar éter dietílico como solvente extrator?

3) Escreva todas as reações envolvidas no experimento.

4) Proponha um procedimento para separação dos seguintes compostos:

OH

Br

Br

N

CH3

CH3

CH3

COOH

5) A Panacetina® é um medicamento que contém ácido acetilsalicílico, sacarose e acetanilida ou

fenacetina. Estes compostos têm as seguintes características de solubilidade:

a) A sacarose é solúvel em água e insolúvel em diclorometano (CH2Cl2);

b) O ácido acetilsalicílico é solúvel em diclorometano e relativamente insolúvel em água. O

hidróxido de sódio converte o ácido no correspondente sal, que é solúvel em água;

c) A acetanilida e a fenacetina são solúveis em diclorometano e insolúveis em água.

Com base nessas informações, descreva um procedimento experimental para separação dos

constituintes da Panacetina através da extração com solventes quimicamente ativos.

BIBLIOGRAFIA

DIAS, A.G.; DA COSTA, M.A.; GUIMARÃES, P.I.C. “Guia Prático de Química Orgânica. Volume I – Técnicas e Procedimentos: Aprendendo a Fazer”. Editora Interciência, Rio de Janeiro, 2004. MARQUES, J.A.; BORGES, C.P.F. “Práticas de Química Orgânica”. Editora Átomo, Campinas, 2007. PAVIA, D.L.; LAMPMAN, G.M.; KRIZ, G.S.; ENGEL, R.G. “Química Orgânica Experimental – técnicas de escala pequena”. Editora Bookman, 2ª ed, São Paulo, 2009. HART, H.; CRAINE, L.E.; HART, D.J. “Organic Chemisty Laboratory Manual – A short Course”. Houghton Mifflin Company, Tenth Edition, Boston, 1999.


Aula Prática 03: Destilação simples, fracionada e a vácuo 40

Aula prática 03: Destilação simples, fracionada e a vácuo

INTRODUÇÃO

A destilação é um processo que consiste na vaporização do líquido, ou seja, na passagem

de um líquido para o estado gasoso com auxílio de calor e/ou por redução da pressão, seguido da

condensação desse vapor (liquefação) e coleta do condensado em outro recipiente. Um líquido só

entrará em ebulição quando sua pressão de vapor se igualar à pressão exercida sobre ele, ou seja,

à pressão atmosférica ou à pressão do sistema. O líquido obtido por esse processo na maioria das

vezes apresenta um elevado grau de pureza.

A destilação é um dos processos mais baratos e eficientes para purificação e/ou separação

de líquidos, sendo amplamente empregada em várias indústrias, especialmente para o refino de

petróleo e de outros produtos.

As técnicas existentes para se destilar um líquido variam de acordo com o grau de pureza

desejado e com o tipo de líquido que se deseja purificar ou separar. A dificuldade da separação

depende da volatilidade relativa dos componentes da mistura, ou seja, da diferença entre suas

temperaturas de ebulição. Existem quatro métodos principais de destilação: simples, fracionada, a

vácuo (ou à pressão reduzida) e por arraste de vapor.

Destilação simples

A destilação simples é empregada quando se deseja separar dois ou mais líquidos que

apresentem uma diferença entre suas temperaturas de ebulição superior a 80 ºC, ou separar um

componente mais volátil de uma solução onde os solutos são líquidos com elevadas temperaturas

de ebulição e estão presentes em baixa concentração (menor que 10 %). É utilizada ainda para

separar um líquido volátil que contém sólidos não voláteis dissolvidos.

A Figura 1 mostra uma aparelhagem típica para realização de uma destilação simples, que

consiste basicamente de: fonte de aquecimento, balão de destilação, cabeça de destilação,

termômetro, condensador (de Liebig), adaptador de vácuo (alonga) e frasco de coleta. O líquido a

ser destilado é colocado no balão de destilação e aquecido. O líquido aquecido se vaporiza e sobe,

passando pelo termômetro e entrando no condensador. O vapor é resfriado e se condensa,

escorrendo pela alonga até o frasco coletor.



Figura 1. Sistema utilizado em uma destilação simples.

A temperatura observada durante a destilação de uma substância pura permanece

constante durante o processo, enquanto vapor e líquido estiverem presentes no sistema em torno

do bulbo do termômetro. Quando uma mistura líquida é destilada, a temperatura não permanece

constante. Ela aumenta durante a destilação porque a composição do vapor varia durante a

destilação, sendo a composição do primeiro destilado mais rica no componente mais volátil.

Um exemplo da aplicação da destilação simples seria a separação de uma mistura

contendo o componente desejado A (te 140 ºC), contaminado com uma impureza B (te 250 ºC),

ambos dissolvidos em éter dietílico (te 36 ºC). O éter dietílico é removido facilmente em baixa

temperatura; o componente A é destilado em temperatura mais alta e coletado em um recipiente

diferente; o componente B pode ser destilado ou ser tratado como resíduo.

A) Aspectos práticos da destilação simples

Fonte de calor

As fontes de calor mais empregadas em um processo de destilação são: bico de Bunsen,

manta e banho de aquecimento. A escolha da fonte depende da disponibilidade e, principalmente,

do tipo de líquido ou mistura líquida que se deseja destilar. O bico de Bunsen pode ser empregado

prioritariamente para destilação de líquidos de temperaturas de ebulição mais elevadas (> 180 ºC).

Para líquidos voláteis apresentando temperaturas de ebulição inferiores a 60 ºC utiliza-se manta de



aquecimento ou banho-maria. Já para líquidos com temperaturas de ebulição entre 60 e 180 ºC

recomenda-se o emprego de banho de óleo (mineral ou de silicone) ou de glicerina. O aquecimento

deve ser controlado, permitindo uma liberação constante de gotas do destilado, a uma velocidade

de destilação de uma a duas gotas por segundo.

Balão de destilação

O balão de destilação é um balão de fundo redondo, que é desenhado para resistir ao calor

e ao processo de destilação. O balão utilizado não deve ter mais do que 2/3 e não menos do que a

metade de sua capacidade nominal preenchida com a mistura líquida a ser destilada. Assim, o

volume do balão dependerá da quantidade de líquido a ser destilada. Deve-se ter cuidado para

que, ao final da destilação, o balão não seja levado à secura, de forma a evitar um eventual

acidente, caso haja resíduos ou mistura de resíduos sólidos no balão.

“Pedras” de ebulição

Antes de se iniciar uma destilação devem ser introduzidas no balão de destilação algumas

pedras de porcelana porosa, pérolas de vidro ou pedra-pomes, a fim de se evitar o fenômeno de

superaquecimento, também conhecido como ebulição tumultuosa ou em saltos. Uma alternativa ao

uso das “pedras” de ebulição seria utilizar um sistema de agitação magnética.

O uso das pedras de ebulição garante a ebulição suave do líquido, sem a ocorrência de

projeções. As bolhas de ar contidas nas pedras porosas são eliminadas pelo aquecimento,

auxiliando as microbolhas, que são formadas no interior do líquido, a vencer a pressão da coluna

do próprio líquido. Assim, a formação de bolhas de grande volume é minimizada.

As pedras nunca devem ser adicionadas ao líquido já aquecido, pois grandes quantidades

de vapor serão liberadas, levando à projeção do líquido para fora do balão. Além disso, caso a

destilação seja interrompida, novas pedras devem ser utilizadas.

Cabeça de destilação

A cabeça de destilação dirige os vapores da destilação para o condensador e permite a

conexão do termômetro ao sistema. O termômetro deve ser colocado na cabeça de destilação de

forma que seu bulbo esteja completamente imerso no vapor (vide destaque da Figura 1). Isto

significa que o bulbo deve estar situado imediatamente abaixo da saída lateral da cabeça de

destilação, para que a leitura da temperatura seja acurada.

Condensador

O condensador é um sistema de refrigeração no qual o vapor é liquefeito. Na destilação,

emprega-se o condensador de tubo reto ou condensador de Liebig. Ele deve ser montado

inclinado, para facilitar o escoamento do líquido condensado.



O resfriamento é feito em contra-fluxo com o vapor, ou seja, a água entra pela parte de

baixo do condensador e sai por cima da camisa de refrigeração (Figura 1). O fluxo de água no

condensador deve ser moderado, para evitar vazamentos.

Adaptador

Uma destilação simples não pode ser efetuada em sistemas fechados, pois o aumento da

pressão do sistema pode levar à explosão da aparelhagem. Para evitar esse tipo de problema,

entre o condensador de Liebig e o frasco coletor se utiliza um adaptador, também conhecido com

adaptador de vácuo, unha ou alonga. Esse adaptador possui uma saída lateral, que permite ao

sistema permanecer aberto, além, é claro, de evitar a projeção do destilado para fora do frasco

coletor. Ele também pode proteger o destilado da umidade do ar, pois é possível conectar um tubo

com agente dessecante (como CaCl2 e Na2SO4 anidro) em sua saída lateral.

Frasco coletor

O frasco coletor, que fica após o adaptador, pode ser um balão de fundo redondo,

erlenmeyer ou qualquer outro recipiente. Com frequência, o destilado é coletado em porções ou

frações, substituindo-se o frasco de coleta por outro em intervalos regulares.

Se o líquido destilado for muito volátil e existir possibilidade de perdas por evaporação, é

aconselhável resfriar o balão de coleta em banho de água e gelo.

Todo o sistema (balão de destilação, cabeça de destilação, condensador, adaptador e

frasco coletor) deve ser bem preso por garras e mufas a suportes universais, de forma que as

garras estejam apertadas com firmeza, mas não causem tensão na vidraria.

As conexões entre as diversas peças de uma aparelhagem de destilação são feitas por

juntas de vidro esmerilhado. Nesse caso, é necessário lubrificar as juntas esmerilhadas com graxa

de silicone ou fitas de Teflon. Entretanto, deve-se tomar o máximo de cuidado para evitar a

contaminação do produto, quando da utilização de graxa de silicone.

Destilação fracionada

A destilação fracionada é empregada quando se deseja separar dois ou mais líquidos

miscíveis, cuja diferença entre suas temperaturas de ebulição seja inferior a 80 ºC. O sistema utilizado

para a realização da destilação fracionada (Figura 2) é bastante similar ao da destilação simples

(Figura 1), com exceção da presença de uma coluna de fracionamento entre o balão de destilação

e a cabeça de destilação. Uma coluna de fracionamento é basicamente um tubo de vidro recheado

ou com saliências internas.



Figura 2. Sistema utilizado em uma destilação fracionada.

O processo de destilação fracionada pode ser bem entendido ao se visualizar o fenômeno

que ocorre na coluna de fracionamento (Figura 3).

Figura 3. Vaporização-condensação em uma coluna de fracionamento.



A Figura 3 mostra um exemplo de destilação fracionada de uma mistura de dois líquidos A

(te 50 ºC) e B (te 90 ºC), que contém 5 % de A e 95 % de B. Essa solução é aquecida até a

ebulição (que se inicia a 87 ºC) e o primeiro vapor resultante (V1) contém 20 % de A e 80 % de B.

Portanto, o vapor ficou mais rico no componente mais volátil, mas A não está puro. Esse vapor se

condensa na coluna de fracionamento para dar o líquido L2 (20 % de A e 80 % de B), que evapora

parcialmente ainda dentro da coluna (te 78 ºC) para dar o vapor V2, que contém agora 50 % de A e

50 % de B. Portanto, a cada processo de vaporização-condensação, há o enriquecimento do vapor

no componente mais volátil A, de forma que o processo continua até o vapor V5, que contém 100

% de A. A condensação desse vapor e a coleta do destilado permitem a obtenção do líquido A

puro. Com a continuidade do processo, todo o líquido A é removido do balão de destilação,

deixando B quase puro. Se a temperatura aumentar, o líquido B pode destilar como uma fração

pura. Quanto maior for diferença entre as pressões de vapor (ou entre as temperaturas de

ebulição) de A e B, maior a concentração do componente mais volátil na fase vapor e mais fácil é a

separação de A e B por destilação fracionada. Portanto, em uma coluna de fracionamento ocorrem

sucessivas vaporizações e condensações.

Vários tipos de colunas de fracionamento podem ser utilizados. Os mais comuns são a

coluna de Vigreux, Hempel e Yung (Figura 4). A coluna de Vigreux é formada por um tubo de vidro

com protuberâncias internas que quase se tocam; a de Hempel é um tipo de coluna empacotada

com anéis ou pérolas de vidro; a de Yung é formada por uma espiral metálica ou de vidro em torno

de uma haste.

Figura 4. Tipos mais comuns de colunas de fracionamento.

A escolha da coluna de fracionamento é determinada pela dificuldade de se conseguir a

separação (ou seja, pela diferença entre as temperaturas de ebulição dos líquidos da mistura), pela

pressão em que será realizada a destilação e pela quantidade de líquido a destilar.



A eficiência de uma coluna de fracionamento está relacionada ao número de pratos

teóricos da coluna. Prato teórico é uma grandeza que se refere ao número de ciclos de

vaporização-condensação que ocorrem quando uma mistura líquida percorre a coluna, ou seja,

cada prato teórico corresponde a um ciclo de vaporização-condensação ou a uma destilação

simples que ocorre na coluna. Portanto, quanto maior o número de pratos teóricos, maior a

eficiência da coluna e, consequentemente, quanto maior a coluna, maior a sua eficiência. No

exemplo da Figura 3, seriam necessários cinco pratos teóricos para separar a mistura que

começou com a composição L1. O prato teórico também pode ser definido como um comprimento

X da coluna onde ocorre uma destilação simples. Esse comprimento X é chamado de altura

equivalente a um prato teórico (AEPT), sendo inversamente proporcional à eficiência da coluna.

Quanto menor for a diferença entre as temperaturas de ebulição dos líquidos, maior deve

ser o número de pratos teóricos e, portanto, mais eficiente deve ser a coluna de fracionamento. Em

geral, a coluna mais eficiente é a de Hempel, mas existem colunas como a de spinning-band que

são tão eficientes que permitem a separação de líquidos com uma diferença de temperatura de

ebulição de 0,5 e 1 ºC.

Cabe ressaltar que a eficiência da coluna também é influenciada pela temperatura, de

forma que o isolamento térmico adequado da coluna acarreta um aumento significativo de sua

eficiência. Tal isolamento pode ser feito com: amianto, amianto e papel laminado, lã de vidro e

papel laminado, algodão e papel laminado, etc.

Destilação a vácuo

A destilação a vácuo (ou destilação a pressão reduzida) é usada quando os compostos

têm elevadas temperaturas de ebulição (acima de 200 ºC), pois eles frequentemente se

decompõem nas temperaturas necessárias para a destilação em pressão atmosférica. Como

discutido anteriormente (Seção 4.3), a temperatura de ebulição de uma substância se reduz

substancialmente quando a pressão aplicada diminui. A destilação a vácuo também é usada no

caso de compostos que podem reagir com o oxigênio do ar, quando aquecidos, e, ainda, quando é

mais conveniente realizar a destilação em temperaturas mais baixas por causa das limitações

experimentais.

A destilação a vácuo pode ser realizada empregando-se tanto uma aparelhagem para

destilação simples (Figura 1) quanto fracionada (Figura 2). O vácuo é aplicado no sistema através

da saída lateral do adaptador de vácuo. Um esquema de destilação simples a vácuo é ilustrado na

Figura 5.



Figura 5. Sistema utilizado em uma destilação simples a vácuo.

Geralmente, a redução de pressão necessária para a destilação a vácuo é conseguida por

meio de uma bomba de vácuo. Existem dois tipos de bombas de vácuo mais usadas em

laboratório: a bomba d’água e a bomba de óleo. A primeira pode reduzir a pressão em até 30

mmHg, enquanto que a segunda chega a atingir uma pressão de 0,01 mmHg, sendo, portanto,

mais eficiente. Em ambos os casos, é recomendado que entre a aparelhagem de destilação e a

bomba seja colocado um frasco de segurança (trap) para se evitar que, ao se utilizar uma bomba

d’água haja a contaminação do destilado por refluxo de água para o sistema, quando há uma

queda de pressão ou, a contaminação da bomba a óleo por vapores provenientes da destilação.

Vários cuidados devem ser tomados ao se realizar uma destilação a pressão reduzida.

Antes de iniciar a destilação à vácuo, é aconselhável verificar se a vidraria que constitui o sistema

não apresenta nenhuma trinca e se está devidamente conectada, sem nenhum vazamento. O

sistema só pode ser fechado lentamente após se ligar a bomba e, então, ser aquecido. A abertura

do sistema é realizada após o resfriamento do balão de destilação, sendo a pressão normalizada

lentamente e, só, então a bomba de vácuo deve ser desligada.

A) Evaporador rotatório (Rotaevaporador)

O evaporador rotatório (ou rotaevaporador) é um equipamento utilizado para evaporar o

solvente de uma mistura sob pressão reduzida. Ele é constituído por um motor para rotação do

balão de destilação, um banho de aquecimento e um sistema de destilação simples a vácuo

(Figura 6).



Figura 6. Evaporador rotatório.

Aplica-se vácuo ao sistema e o motor gira o balão de destilação. A rotação espalha um

filme fino de líquido pela superfície do vidro, aumentando a área superficial do líquido e,

consequentemente, acelerando a evaporação. Além disso, a rotação evita o problema de ebulição

tumultuosa. Tanto a rotação quanto o aquecimento do balão de destilação podem ser controlados,

de forma a atingir uma velocidade desejada de evaporação. Quando o solvente evapora, os

vapores são resfriados pelo condensador e recolhidos no outro balão (coletor de solvente). O

produto desejado (soluto não volátil ou pouco volátil) permanece no balão de destilação.

Portanto, o evaporador rotatório permite a evaporação rápida da maior parte dos solventes

(te ≤ 120ºC) devido à grande área superficial de líquido formada com a rotação do balão e à

pressão reduzida do sistema.

OBJETIVOS

A presente experiência tem os seguintes objetivos:

- aprendizagem das técnicas de destilação simples, destilação fracionada e destilação a

vácuo (especificamente do uso de evaporador rotatório);

- purificação de água por destilação simples a partir de uma solução aquosa de sulfato de

cobre;

- separação de misturas acetona:água (2:5) e diclorometano:etanol (2:5) por destilação

fracionada;

- evaporação de acetona em evaporador rotativo.




- adaptador de vácuo - tubos de ensaio

- algodão - glicerina

- balão de fundo redondo de 125 e 250 mL - silicone

- cabeça de destilação - acetona

- cápsula de porcelana - diclorometano

- chapa de aquecimento - etanol

- coluna de Vigreux - solução de 2,4-dinitrofenilidrazina*

- condensador de Liebig - sulfato de cobre

- funil de vidro

- papel de alumínio * Preparação da solução de 2,4-

dinitrofenilidrazina

Dissolver 3 g de 2,4-

dinitrofenilidrazina em 15 mL de ácido

sulfúrico concentrado. Adicionar a

solução, com agitação, a 20 mL de água

e 70 mL de etanol 95%. Misturar bem e

filtrar.

- pedras de porcelana

- presilhas de segurança

- suporte para tubo de ensaio

- termômetro (0-200 ºC),

com e sem junta esmerilhada

- mangueiras de látex ou silicone

- suporte universal, garras e mufas


1) Destilação simples da solução aquosa de sulfato de cobre

a) Coloque em um balão de fundo redondo de 250 mL, 125 mL da solução aquosa de sulfato de

cobre, juntamente com algumas pedras de porcelana.

b) Faça a montagem da aparelhagem necessária para a realização de uma destilação simples

(Figura 1). A fonte de aquecimento será um banho de glicerina contido em uma cápsula de

porcelana, que ficará sobre a chapa de aquecimento. Lubrifique as conexões com graxa de

silicone, verificando se estão bem adaptadas. Abra a torneira e regule a saída de água do

condensador até que se estabeleça um fluxo contínuo de água. A temperatura do banho de

aquecimento deve ser controlada por um termômetro mergulhado na glicerina.

c) Inicie a destilação, aquecendo lentamente o balão de destilação. Observe o comportamento dos

vapores ao longo da montagem da destilação. Recolha o destilado (água) em um balão de fundo

redondo de 125 mL, registrando a temperatura de ebulição. Colete aproximadamente 70 mL de

água destilada.



2) destilação fracionada das misturas acetona/água e diclorometano/etanol

a) Coloque em um balão de fundo redondo de 250 mL, 70 mL da mistura acetona/água (2:5) ou da

mistura diclorometano:etanol (2/5), juntamente com algumas pedras de porcelana. A mistura a ser

destilada será indicada pelo seu professor.

b) Faça a montagem da aparelhagem necessária para a realização de uma destilação fracionada

(Figura 2). A fonte de aquecimento será um banho de glicerina contido em uma cápsula de

porcelana, que ficará sobre a chapa de aquecimento. Lubrifique as conexões com graxa de

silicone, verificando se estão bem adaptadas. Abra a torneira e regule a saída de água do

condensador até que se estabeleça um fluxo contínuo de água. A temperatura do banho de

aquecimento deve ser controlada por um termômetro mergulhado na glicerina. Cubra a coluna de

Vigreux com algodão e papel alumínio.

c) Inicie a destilação, aquecendo lentamente o balão de destilação. Observe o comportamento dos

vapores ao longo da montagem da destilação.

d) Recolha frações de 5 mL do destilado em tubos de ensaio, registrando sempre a temperatura de

cada fração coletada.

e) No caso da destilação da mistura de acetona/água, faça o teste das frações com a solução de

2,4-dinitrofenilidrazina. Para isso, adicione em um tubo de ensaio, 3 mL dessa solução e 2 mL de

uma das frações coletadas. Observe a ocorrência de um precipitado alaranjado, que é indicativo da

presença de carbonila de aldeído ou cetona na amostra. Para comparação, realize este teste com

a acetona pura.

f) Após coletar 8 frações, desligue o aquecimento.

3) Evaporação da acetona em evaporador rotatório

O uso do evaporador rotatório será demonstrado pelo seu professor.

QUESTÕES

1. Por que a destilação simples não deve ser empregada na separação de líquidos com

temperaturas de ebulição próximas?

2. Quais dos seguintes pares de solventes podem ser separados por destilação simples?

a) Acetona (56 ºC) e anilina (184 ºC)

b) Acetato de butila (126 ºC) e Butanol (117 ºC)

c) Cicloexano (81 ºC) e Cicloexanol (161 ºC)

d) Hexano (69 ºC) e Tolueno (111 ºC)

3. O petróleo é constituído principalmente por uma mistura bastante complexa de hidrocarbonetos,

com diferentes temperaturas de ebulição. Qual a técnica de destilação mais adequada para o

refino do petróleo? Justifique. Como a eficiência da separação dos constituintes do petróleo pode

ser aumentada?



4. Na purificação de cicloexanona (te=156 ºC) seria conveniente a utilização da destilação a vácuo,

sob uma pressão de 2.0 mmHg? Use o monógrafo dado na Experiência 1 para auxiliar na sua

resposta. Que cuidados especiais deveriam ser tomados nessas circunstâncias?

BIBLIOGRAFIA

DEMUNER, A.J.; MALTHA, C.R.A.; BARBOSA, L.C.A.; PERES, V. “Experimentos de Química

Orgânica”. Editora UFV, 2ª ed, Viçosa, 2004.

DIAS, A.G.; DA COSTA, M.A.; GUIMARÃES, P.I.C. “Guia Prático de Química Orgânica. Volume I –

Técnicas e Procedimentos: Aprendendo a Fazer”. Editora Interciência, Rio de Janeiro, 2004.

MARQUES, J.A.; BORGES, C.P.F. “Práticas de Química Orgânica”. Editora Átomo, Campinas,

2007.




Aula Prática 04: Síntese e recristalização da acetanilida 52

Aula prática 04: Síntese e Recristalização da acetanilida

INTRODUÇÃO

Muitas reações químicas produzem substâncias orgânicas sólidas que, geralmente, estão

contaminadas com subprodutos ou resíduos de reagentes. A purificação desses sólidos orgânicos

pode ser realizada utilizando-se o processo da recristalização, sendo esse um método amplamente

empregado seja em escala laboratorial seja em escala industrial. O processo de recristalização

fundamenta-se na diferença de solubilidade do composto de interesse e das impurezas em um

solvente adequado ou em mistura de solventes a uma dada temperatura.

Etapas envolvidas no processo de recristalização

A técnica geral envolve a dissolução do material em um solvente (ou em uma mistura de

solventes) sob aquecimento e o resfriamento lento da solução resultante.

As etapas envolvidas no processo de recristalização podem ser assim descritas:

1) Escolher o solvente.

2) Dissolver a amostra no solvente a quente ou em ebulição.

3) Filtrar a mistura, a quente, para remover impurezas insolúveis.

4) Deixar o filtrado resfriar lentamente, até temperatura ambiente, para ocorrer a cristalização.

5) Separar os cristais da solução por meio de filtração a vácuo. O filtrado nesse caso é chamado

de “água-mãe”.

6) Lavar os cristais com solvente adequado para remover a “água-mãe” residual que fica aderida à

superfície dos cristais.

7) Secagem dos cristais para remover o solvente residual.

8) Verificar a pureza da substância.

Cabe destacar que as impurezas que forem insolúveis no solvente a quente serão

removidas durante a primeira filtração. Entretanto, as impurezas solúveis nesse solvente a quente

deverão também ser solúveis a frio, pois serão separadas dos cristais durante a segunda filtração.

A escolha do solvente

A escolha do solvente é um dos aspectos mais importantes quando se deseja realizar uma

recristalização. As características ideais que um solvente deve possuir para ser utilizado numa

recristalização são:

a) Ser quimicamente inerte, isto é, ele não deve reagir com nenhum dos componentes da

mistura a ser purificada;

b) Solubilizar muito bem a substância a ser purificada à temperatura próxima a sua

temperatura de ebulição e não solubilizar a substância à temperatura ambiente;



c) Não solubilizar a(s) impureza(s) à temperatura próxima à sua temperatura de ebulição, ou

então, dissolver prontamente a(s) impureza(s) à temperatura ambiente;

d) O solvente deve ser facilmente removido das substâncias após a cristalização, ou seja,

solventes com elevadas temperaturas de ebulição, tais como dimetil sulfóxido (DMSO) e

N,N-dimetilformamida (DMF), que apresentam baixa volatilidade, não são comumente

utilizados. A água, apesar de sua baixa volatilidade, é muito utilizada em recristalizações.

Nesse caso, o baixo custo, a não-toxicidade e a possibilidade de utilização cuidadosa de

bico de gás, para uma rápida dissolução, são os pontos mais favoráveis.

A Figura 1 representa a solubilidade de um sólido em três solventes A, B e C, em diferentes

temperaturas.

So

lub

ilid

ad

e(g

/10

0m

Ld

os

olv

ente

)

C

B

A

Temperatura

Figura 1. Solubilidade de uma substância sólida, em função da temperatura, em três solventes diferentes.

Pela inspeção do diagrama da Figura 1, pode-se perceber que o solvente C é inapropriado

para a recristalização, pois a substância sólida apresenta uma elevada solubilidade em todas as

temperaturas. A recristalização, quando efetuada nesse solvente, apresentaria baixo rendimento,

pois grande quantidade da substância seria perdida devido à sua alta solubilidade, mesmo a

temperaturas mais baixas. O solvente B também não é apropriado devido à baixa solubilidade do

sólido neste solvente mesmo a temperaturas elevadas. O solvente A é o mais indicado uma vez

que este solubiliza o sólido a temperatura mais elevadas, sendo que, em temperaturas mais

baixas, essa solubilidade diminui consideravelmente possibilitando, assim, a obtenção do

composto com bom rendimento após a recristalização.

A utilização de solventes tóxicos tais como tetracloreto de carbono, dioxano e benzeno

bem como o uso de solventes altamente inflamáveis e de baixa temperatura de ebulição (tais como

éter dietílico e éter de petróleo) devem ser, por questões de segurança, evitadas.



Aspectos práticos do processo de recristalização

Durante o processo de recristalização, é desejável que o solvente a quente (ou em

ebulição) seja saturado de modo a minimizar as perdas de material na “água-mãe”. Para tal efeito,

é importante que o solvente seja aquecido até a temperatura de ebulição e a amostra, contendo a

substância a ser recristalizada seja dissolvida na menor quantidade possível de solvente. Neste

contexto, um procedimento útil é manter um recipiente com solvente em ebulição (em uma placa

de aquecimento). Transfere-se uma pequena quantidade de solvente deste recipiente para o

Erlenmeyer que contém o sólido a ser recristalizado. A mistura é aquecida com agitação eventual

(por movimentos circulares) até que volte a ferver.

Caso não haja dissolução do sólido após a adição da primeira porção de solvente a quente

(ou em ebulição), uma nova porção de solvente deve ser adicionada ao frasco contendo o sólido. O

sistema deve ser aquecido e agitado novamente até que volte a ferver. Essas etapas descritas

devem ser repetidas até que ocorra a dissolução completa do sólido. É importante enfatizar que as

porções adicionadas de solvente devem ser pequenas de modo a garantir que o menor volume

possível de solvente seja utilizado no processo de recristalização.

Se após o processo de dissolução do sólido restarem impurezas insolúveis, deve ser

realizada a filtração a quente e empregando-se uma montagem como a mostrada na Figura 2.

Figura 2. Montagem para filtração a quente.

Nesse caso, deve-se aquecer o funil e o papel de filtro pregueado. Para isso, coloca-se o

filtro pregueado no funil e este último é posicionado sobre o topo do Erlenmeyer que irá recolher o

filtrado. (Figura 2). O Erlemeyer com o funil e o filtro deve, então, ser colocado sobre uma placa de

aquecimento. Em seguida, molha-se o papel de filtro e o funil com o solvente quente usado no

processo de dissolução da amostra sólida a ser recristalizada. A mistura a ser filtrada deve ser,

então, levada à ebulição e passada pelo filtro em pequenas porções. É necessário manter as

soluções de ambos os frascos na temperatura de ebulição para evitar a cristalização prematura. O



refluxo do filtrado mantém o funil aquecido e reduz a possibilidade de entupimento do filtro pelos

cristais que eventualmente se formem durante a filtração. Com solventes mais voláteis haverá

perdas significativas durante a execução das operações supracitadas. Esse problema deve ser

contornado pela adição de mais solvente. Caso haja formação de cristais no papel de filtro, é

aconselhável adicionar um pouco de solvente em ebulição para removê-los e permitir que a

solução passe pelo papel. O solvente de lavagem é combinado, posteriormente, com o filtrado

original.

Uso do carvão ativo (carvão ativado)

É bastante frequente que a solução do composto que se deseja purificar por recristalização

esteja contaminada com substâncias coloridas ou resinosas. Essas impurezas devem ser

removidas da solução, pois, caso contrário, serão obtidos cristais impuros. O emprego de carvão

ativo (ou ativado) é indicado para esse propósito. O carvão ativado é um sólido de grande área

superficial (1 grama de carvão ativado possui cerca de 500 m2 de área superficial), onde as

impurezas são facilmente adsorvidas. A quantidade de carvão ativado não deve ser superior a 2-

3% da massa da substância a ser purificada; caso contrário haverá perda significativa por adsorção

da substância, comprometendo o rendimento do processo de recristalização. Recomenda-se que a

adição de carvão ativado seja feita antes da etapa de filtração descrita no item 1.3.

Cristalização

Após a etapa de filtração descrita no item 1.3, a solução resultante deve ser deixada

esfriar lentamente. Esse resfriamento lento favorece a formação de cristais mais perfeitos e de

maior grau de pureza, enquanto que, o resfriamento brusco da solução, favorece a formação de

cristais menores.

Terminada a cristalização, os cristais são coletados por filtração a vácuo em um funil de

Büchner. Os cristais devem ser lavados com uma pequena quantidade de solvente gelado (para

remover a água-mãe que adere à superfície dos cristais) e secos, resultando na obtenção da

substância pura desejada. A determinação da temperatura de fusão ou a cromatografia em

camada delgada são métodos simples que podem ser utilizados para verificação da pureza dos

cristais obtidos.

Comentários adicionais sobre o processo de recristalização

a) O processo de recristalização deve ser conduzido em frasco de Ernlenmeyer e não em um

béquer. Não deve ser utilizado o béquer porque a abertura larga faz com que o solvente evapore

muito rapidamente. Além disso, o uso do Erlenmeyer evita a contaminação do sistema com

partículas de poeira.



b) É de fundamental importância que o sólido a ser recristalizado não seja aquecido antes da

adição de uma porção de solvente a quente. Algumas substâncias são termicamente instáveis e

podem se decompor com o aquecimento excessivo.

c) Pode ocorrer o não aparecimento de cristais após o resfriamento da solução à temperatura

ambiente. Nesses casos, o procedimento correto seria inocular a solução com um pequeno cristal

da substância que se deseja cristalizar. Esse cristal servirá como germe de cristalização induzindo

a cristalização. Caso não se disponha desse cristal no laboratório, pode-se, alternativamente,

utilizar um bastão de vidro para atritar cuidadosamente as paredes laterais do frasco contendo a

solução. Esse atrito causará pequenas ranhuras nas paredes do frasco que servirão como sítios,

por onde se iniciará a cristalização. Caso ainda não se obtenha o resultado esperado, o

resfriamento da solução abaixo da temperatura ambiente poderá funcionar.

d) Após a cristalização, é desejável esfriar o frasco contendo os cristais em um banho de água e

gelo. Uma vez que o soluto é menos solúvel em temperaturas mais baixas, este procedimento faz

aumentar o rendimento dos cristais. Cabe salientar que este procedimento não resultará na

cristalização completa da substância a partir da “água-mãe”. Em outras palavras, haverá sempre

parte do composto de interesse dissolvida na “água-mãe”.

Síntese e recristalização da acetanilida

A acetanilida pertence a um grupo de fármacos usados para aliviar dores de cabeça.

Acetanilida, fenacetina e acetaminofeno (Figura 3) são analgésicos (aliviam a dor) leves e

antipiréticos (reduzem a febre) e são importantes, juntamente com a aspirina, em muitos

medicamentos de uso livre2.

N N NH C H C H C

O O O

CH3 CH3 CH3

Acetanilida

OCH2CH3 OH

Fenacetina Acetaminofeno

Figura 3. Estruturas da acetanilida, fenacetina e acetaminofeno.

Aminas primárias e secundárias são normalmente acetiladas com anidrido acético. A

acetilação com cloreto de acetila nem sempre é satisfatória, pois uma quantidade do sal de amônio

é simultaneamente produzida. No entanto, fornece bons resultados na presença de uma base

(podendo ser outro equivalente da amina) para neutralizar o ácido formado.

2 Medicamentos de uso livre são aqueles que podem ser comprados sem receita médica.



2 RNH2 + CH3COCl CH3CONHR + RNH3+Cl-

Aminas primárias reagem sob aquecimento com anidrido acético produzindo o derivado

monoacetilado. Se o aquecimento é prolongado na presença de excesso de anidrido acético, o

produto diacetilado é formado juntamente com o produto monoacetilado. Em geral, os derivados

diacetilados são hidrolisados ao produto monoacetilado na presença de água.

Nesse experimento a acetanilida será preparada a partir da anilina, segundo a reação de

acetilação mostrada no Esquema 1.

NH2

Anilina

NH C

O

CH3

H3C O CH3

O O

+

Anidrido acéticoAcetanilida

+ CH3COOH

Ácido acético

Esquema 1. Síntese da acetanilida a partir do anidrido acético.

A acetanilida bruta contém impurezas coloridas3 que serão removidas pelo carvão ativado. Além

disso, a acetanilida será purificada por recristalização em água quente. A Tabela 1 contém

informações sobre as substâncias envolvidas nesse experimento.

Tabela 1. Alguns dados sobre os principais compostos envolvidos nesse experimento

Substância Aparência Propriedades físicas

Solubilidade Toxicidade Aplicações

Anilina Líquido incolor

Te= 185 oC ; Tf = -6 oC; d = 1,02 g cm-

3

1g/ 28,6 mL de água; 1g/15,7 mL de água fervente.

Tóxica por inalação, ingestão, absorção cutânea. LD50-ratos

= 0,440 g/kg

Manufatura de corantes, remédios, resinas, vernizes, perfumes, borracha vulcanizada.

Acetanilida Sólido branco

Tf = 113-115 oC

1g/185 mL água; 1g/3,4 mL etanol; 1g/20 mL água fervente .

LD50-ratos = 0,800 g/kg

Antipirético; analgésico; corantes; estabilizante para H2O2; componente de vernizes.

3 As impurezas coloridas são oriundas da anilina impura utilizada neste experimento.



Tabela 1. cont.

Anidrido Acético

Líquido incolor

Te = 139 oC; d = 1,08 g cm-

3

Reage com água e álcool; solúvel em éter

Irritante para a pele e olhos. LD50-ratos

= 1,78 g/kg

Manufatura de compostos acetilados; em sínteses orgânicas fornece grupos protetores; agente desidratante (remoção de água)

Ácido acético

Líquido incolor

Te = 118 oC Solúvel em água, álcool e éter.

Irritante para olhos e pele. Por ingestão causa corrosão da boca e trato intestinal. LD50-ratos

= 3,53 g/kg

Um dos componentes do vinagre; solvente; manufatura de plásticos e borrachas; conservante de alimentos; acidificante.

Tf: temperatura de fusão Te: temperatura de ebulição LD: Dose letal mediana (dose letal para 50% da população em teste) d: densidade

OBJETIVOS


- sintetizar a acetanilida por meio da acetilação da anilina com anidrido acético;

- purificar a acetanilida sintetizada empregando-se a técnica de recristalização.




- balão de fundo redondo de 50 mL - cápsula de porcelana

- condensador de Liebig - espátula metálica

- chapa de aquecimento - anidrido acético

- barra de agitação magnética - anilina

- béquer de 100 mL - gelo

- funil de Büchner - carvão ativado

- bomba de vácuo - aparato para determinação de temperatura de

fusão

- 3 Erlenmeyers de 125 mL - vidro de relógio

- balança - etanol

- funil de vidro - estufa

- Kitasato - bastão de vidro

- papel de filtro qualitativo - proveta de 100 mL

- suporte universal com haste e anel

para filtração

- vidro de relógio

- etanol


1) Síntese da acetanilida

Em um balão de fundo redondo (50 mL), coloque 5 mL de anilina e adapte o condensador

de Liebig. Inicie a mistura sob agitação magnética. Adicione pelo topo do condensador 15 mL de

anidrido acético e agite por 30 minutos. Após este período, verta a mistura reacional sobre água

destilada e gelo triturado em um béquer (100 mL). Agite com um bastão de vidro e filtre sob vácuo.

Lave os cristais com água destilada gelada e transfira o sólido para um vidro de relógio

previamente pesado. Deixe secar em estufa a 50 oC por 30 minutos ou até massa constante e

determine o rendimento bruto da reação.

2) Recristalização da acetanilida

a) Em um Erlenmeyer de 125 mL, contendo 50 mL de água destilada e 10 mL de etanol, adicione 2

g de acetanilida recém preparada, agitando com bastão de vidro para tentar dissolvê-la.

b) Aqueça a mistura até a ebulição e continue agitando até que todo o sólido tenha se dissolvido.

Se a solução estiver colorida, retire o Erlenmeyer da placa e adicione uma ponta de espátula de

carvão ativo (lembre-se que normalmente a quantidade de carvão ativo utilizada é de



aproximadamente 2 a 3% da massa da amostra a ser recristalizada). Filtre a mistura a quente,

conforme mostrado na Figura 2, recolhendo o filtrado em outro Erlenmeyer

c) Deixe o filtrado resfriar até a temperatura ambiente. Coloque o Erlemeyer em banho de gelo e

deixe em repouso até que a acetanilida se recristalize completamente. Quando isso acontecer,

filtre a mistura a vácuo, em funil de Büchner, lavando os cristais com água gelada.

d) Coloque a acetanilida recristalizada em um vidro de relógio e deixe secando em estufa a 50 oC.

Após secagem completa dos cristais, determine a massa de acetanilida obtida bem como sua

temperatura de fusão.

QUESTÕES

1. Complete a tabela abaixo com os resultados experimentais encontrados durante a síntese e

purificação da acetanilida.

Temperatura de fusão determinada para a acetanilida sintetizada

Rendimento da acetanilida bruta

Rendimento do processo de recristalização

Deixe indicados os cálculos de modo a explicitar o seu raciocínio. 2. Escreva o mecanismo da reação que você realizou, supondo a formação do produto

monoacetilado.

3. Qual composto deve apresentar o menor pKb, a anilina ou a acetanilida? Qual seria a relação

entre esse fato e a obtenção do produto monoacetilado ser favorecida em relação à obtenção do

diacetilado?

4. Escreva o mecanismo da hidrólise de um possível subproduto diacetilado dessa reação

[C6H5N(COCH3)2], na presença de água.

5. Para dissolver 1 g de acetanilida são necessários 185 mL de água. Para dissolver 1 g de anilina,

são necessários 28,6 mL de água (temperatura ambiente). Explique a diferença.

6. Explique como a amostra de acetanilida pode se tornar mais pura através do processo de

recristalização.

7. Como se deve escolher um solvente (ou mistura de solventes) para recristalização?

8. Por que foi usado carvão ativo na purificação da acetanilida?

9. Por que os cristais, após a filtração, foram lavados com água destilada fria?

10. Ao purificar um composto por recristalização, é aconselhável esfriar a solução lenta ou

rapidamente? Explique.



BIBLIOGRAFIA






2007.


Aula Prática 05: Extração de óleos essenciais e sua análise por CCD 62

Aula prática 05: Extração de óleos essenciais através de destilação por arraste de vapor e sua análise por Cromatografia em Camada Delgada (CCD)

INTRODUÇÃO

Os óleos essenciais são misturas complexas de substâncias voláteis, lipofílicas, odoríferas

e líquidas. A denominação “óleo essencial” está relacionada à aparência oleosa (à temperatura

ambiente) e ao aroma agradável e intenso (essências) dessas misturas.

Além das funções biológicas (inibidores de germinação, proteção contra predadores,

atração de polinizadores, proteção contra a perda de água e aumento de temperatura), os óleos

essenciais têm importância econômica e medicinal. Atualmente, existem pelo menos 200 óleos

essenciais de importância econômica.

Os óleos essenciais são encontrados, freqüentemente, nas glândulas ou nos espaços

intercelulares dos tecidos de plantas. Eles podem ocorrem em todos os órgãos das plantas (flores,

folhas, cascas dos caules, raízes, frutos, sementes, etc), mas são encontrados com maior

freqüência nas folhas, sementes e flores. Sua composição química, características físico-químicas

e odores podem variar com a localização na planta.

Os óleos essenciais são misturas que podem conter mais de 300 substâncias dentre elas

hidrocarbonetos, álcoois, compostos carbonilados e ésteres. Os componentes dos óleos essenciais

usualmente pertencem a dois grupos de produtos naturais: terpenos (ou terpenóides) e

fenilpropanóides.

Os produtos naturais são classificados em função da rota metabólica pela qual são obtidos

e não por seus grupos funcionais. Os terpenos são biossintetizados a partir do

isopentenilpirofosfato (IPP) e do ácido mevalônico. O IPP é isomerizado a dimetilalilpirofosfafo

(DMAPP) (Figura 1).

Figura 1. Biossíntese de terpenos.

Várias unidades de IPP e DMAP combinam-se dando origem a compostos que possuem

número de átomos de carbonos múltiplo de cinco. As unidades se juntam formando estruturas

abertas ou cíclicas. Desta forma, os terpenos podem ser classificados em monoterpenos (C10),

sesquiterpenos (C15), diterpenos (C20), sesterterpenos (C25), triterpenos (C30) e tetraterpenos (C40).

Um aspecto histórico relativo aos terpenos merece destaque nesse ponto. Antes do

conhecimento dos detalhes da rota metabólica envolvida na biossíntese dos terpenos, acreditava-

HOOCOH

OH

Ácido mevalônico

OPP OPP

Terpenos

IPP DMAPP



se que essas substâncias seriam formados por unidades de isopreno (Figura 2). Como resultado

deste fato, foi formulada uma regra para a classificação dos terpenos, chamada de regra do

isopreno.

Figura 2. Isopreno: unidade básica (C5) dos terpenos.

A regra do isopreno estabelece que um terpeno deva ser divisível, pelo menos

formalmente, em unidades isopreno. As estruturas de alguns terpenos, juntamente com uma

divisão formal de suas estruturas em unidades isopreno, são apresentadas na Figura 3.

Figura 3. Alguns terpenos constituintes de óleos essenciais.

Os fenilpropanóides são compostos aromáticos que tem como base um esqueleto de

fenilpropano e são biossintetizados através de uma via bioquímica chamada de via do ácido

chiquímico. Eles são estruturalmente relacionados a alguns aminoácidos comuns, como

fenilalanina e tirosina (Figura 4). O ácido caféico, que é um dos constituintes do café, é um

exemplo de um fenilpropanóide.



Figura 4. Fenilpropanóides e aminoácidos estruturalmente relacionados.

Óleo essencial de cravo

O cravo é uma planta usada como tempero desde a antiguidade. Ela também é utilizada,

há mais de 2.000 anos, para fins medicinais pois apresenta propriedades antiséptica, bactericida e

anestésica.

Os principais consumidores mundiais de cravo são os habitantes da Indonésia,

responsável pelo consumo de mais de 50 % da produção mundial. Neste país, o principal uso do

óleo essencial de cravo é na aromatização de cigarros.

O conteúdo total de óleo em cravos pode chegar a 15 %. O óleo é constituído,

basicamente, por eugenol (70 a 80%), acetato de eugenol (15%) e -cariofileno (5 a 12%) (Figura

5). Os dois primeiros são fenilpropanóides e o último é um sesquiterpeno.

Figura 5. Constituintes majoritários do óleo essencial de cravo.

Óleo essencial de eucalipto

Entre as aproximadamente 600 espécies de eucaliptos descritas, pouco mais de 200 foram

examinadas com relação à produção e ao teor de óleo essencial e menos de 20 têm sido usadas

na exploração comercial. No Brasil, as principais espécies cultivadas para a produção de óleo são

Eucalyptus globulus, E. citriodora e E. staigeriana. E. globulus é a principal espécie utilizada para

COOH

NH2

R OHOH

CH=CHCOOH

fenilpropano R = H, fenilalanina

R = OH, tirosina

ácido caféico

H3CO

RO

R = H, eugenol

R = Ac, acetato de eugenol

-cariofileno



obtenção de óleo essencial com fins medicinais. Já a espécie E. citriodora é usada para se obter

óleo para indústria de perfumes.

Com relação ao óleo essencial de E. citriodora, os rendimentos variam de 1-1,6 %, ou seja,

para cada tonelada de folhas, 10-16 kg de óleo essencial são obtidos. A concentração do seu

componente principal, o citronelal (Figura 6), varia entre 65-85 %.

H

O

Figura 6. Fórmula estrutural do citronelal, o componente principal do óleo essencial de Eucalyptus

citirodora.

Óleo essencial de limão

O óleo essencial obtido de cascas de limão é composto basicamente por monoterpenos.

Em pesquisas realizadas com folhas e cascas de limão das espécies Citrus limon (limão siciliano) e

C. aurantifolia (limão taiti e galego), determinou-se que nos óleos essenciais das cascas dessas

espécies a quantidade de substâncias olefínicas é maior que a de substâncias oxigenadas. O

limoneno é o principal constituinte de todos esses óleos, cuja concentração varia de 39,9 a 94,4 %.

Dentre os terpenos oxigenados, -terpineol, linalol, acetato de linalila, neral, geranial, acetato de

nerila e acetato de geranila estão presentes em praticamente todas as amostras. A Figura 7

apresenta alguns terpenos representativos dos constituintes do óleo de limão.

Figura 7. Estruturas químicas de alguns terpenos constituintes do óleo essencial de limão.



Métodos de extração de óleos essenciais

Os métodos de extração de óleos essenciais variam conforme a localização do óleo volátil

na planta e com a proposta de utilização do mesmo.

Existem vários métodos de extração de óleos essenciais. Dependendo do método

empregado para extração de um óleo essencial, suas características químicas poderão ser

totalmente alteradas. O calor e a pressão usados no ato da extração podem, por exemplo, interferir

na qualidade final do óleo essencial, pois no momento da extração as moléculas sensíveis de um

princípio ativo podem ser quebradas e oxidadas em produtos de menor eficácia, ou às vezes, até

tóxicos. Um exemplo é o óleo de bergamota que perde bergapteno (furanocumarina que causa

manchas de pele) se destilado e não extraído por prensagem a frio das cascas. Métodos mais

rápidos de extração podem reduzir o custo de um produto. No entanto, conforme o óleo a ser

extraído, isso poderá alterar drasticamente suas qualidades terapêuticas para um tratamento.

As técnicas mais comuns de extração são: enfloração (enflurage), destilação por arraste de

vapor d’água; prensagem; extração com solventes orgânicos (de forma contínua ou descontínua) e

extração por dióxido de carbono (CO2) supercrítico. Hoje com a tecnologia disponível, os óleos

essenciais podem ser extraídos com alta pureza e concentração. É o caso da extração por CO2

que permite a obtenção de um produto final de extrema pureza e qualidade.

A) Destilação por arraste de vapor

A destilação por arraste de vapor é o método mais comum de extração de óleos

essenciais. Normalmente é empregado para obtenção de óleos essenciais a partir de folhas e

ervas, mas nem sempre é indicado para extrair-se o óleo essencial de sementes, raízes, madeiras

e algumas flores.

As partes frescas ou secas da planta são colocadas em contato com a água ou vapor

d’água (Figuras 8 e 9). O vapor d’água força a quebra das bolsas intercelulares ou a abertura das

paredes celulares, fazendo liberar os óleos essenciais presentes na planta. Os óleos voláteis

apresentam pressão de vapor mais elevadas que a da água, sendo, por isso, arrastadas pelo vapor

d'água. Então, a água e óleo são condensados. Nesse produto de saída pode se ver a diferença de

duas fases, óleo na parte superior e a água na fase inferior. As fases são separadas por um

processo de decantação ou por extração líquido-líquido (conceitos apresentados no Experimento

3). A água que sobra deste processo recebe o nome de água floral, destilado, hidrosol ou hidrolato.

O óleo essencial extraído deve ser seco com um agente secante.



Figura 8. Destilação por arraste de vapor pelo método direto.

Figura 9. Destilação por arraste de vapor pelo método indireto.

De modo geral, a destilação por arraste de vapor é utilizada para: separar líquidos

imiscíveis com o solvente de arraste; isolar e purificar sólidos que sejam insolúveis a frio e solúveis

a quente no solvente de arraste; separar ou purificar líquidos que se decompõem na temperatura

de ebulição a pressão atmosférica; e, para extrair óleos essenciais.

A destilação por arraste de vapor se baseia no fato de que quando dois ou mais

componentes imiscíveis ou levemente miscíveis formam uma mistura, a pressão de vapor da



mistura será a soma das pressões de vapor que esses componentes exerceriam se estivessem

sozinhos.

Quando uma mistura de líquidos imiscíveis é destilada, ela entra em ebulição no momento

em que a pressão de vapor da mistura (ou a soma das pressões de vapor das substâncias) se

iguala à pressão externa (geralmente, a pressão atmosférica). Portanto, a temperatura na qual uma

mistura destila é menor do que o ponto de ebulição de qualquer componente puro. Quando se usa

água como um dos componentes na destilação por arraste de vapor, a destilação dos compostos

orgânicos ocorre a uma temperatura inferior a 100 C.

A composição do destilado, ou seja, a relação dos dois líquidos será diretamente

proporcional às suas pressões de vapor. Além disso, quanto maior a pressão de vapor de uma

dada substância, menor a quantidade de vapor de água necessária para destilar certa massa

dessa substância. Por isso a destilação por arraste de vapor é um método eficiente para obtenção

dos constituintes voláteis que compõem os óleos essenciais com alto rendimento.

As únicas restrições para que a destilação por arraste de vapor possa ser usada são que:

as substâncias a serem “arrastadas” devem ser imiscíveis ou apenas levemente solúveis em água;

essas substâncias não podem reagir com a água; e, elas devem exercer alguma pressão de vapor,

mesmo que pequena, a 100 C.

As Figuras 8 e 9 mostram duas montagens utilizadas na destilação por arraste de vapor. A

principal diferença entre elas é na geração do vapor. No método direto (Figura 8), não há um balão

gerador de vapor. O vapor é gerado in situ no próprio balão de destilação. Nesse caso, pode-se

adicionar a quantidade total de água que será usada na destilação por arraste de vapor ou

adicioná-la por um funil de adição, que tem a vantagem de evitar a interrupção da destilação para

reposição do líquido de arraste. No método indireto (Figura 9), o vapor é gerado em outro balão,

que funciona como uma caldeira. Esse método é mais usado quando o material é sensível ao

calor.

Quando se realiza a destilação por arraste de vapor para extração de óleos essenciais a

partir de material vegetal, recomenda-se que o material sólido seja macerado ou cortado em

pequenas partes logo antes da destilação. Esse procedimento aumentará a superfície de contato

do material e assim diminuirá o tempo necessário para a obtenção do óleo essencial.

Cromatografia em Camada Delgada (CCD)

A cromatografia é definida como um método físico-químico de separação dos componentes

de uma mistura, que é realizada através da distribuição de tais componentes entre duas fases,

uma estacionária e outra móvel, que estão em contato íntimo. A fase estacionária é fixa e possui

grande área superficial, enquanto a fase móvel é um fluido que percola através da fase

estacionária. O termo cromatografia origina-se das palavras gregas chrom (cor) e graphe

(escrever), pois era inicialmente uma técnica para separação de misturas de substâncias coloridas.



Existem vários critérios para a classificação das técnicas cromatográficas, dentre eles:

mecanismo de separação, técnica empregada, tipo de fase móvel. O critério mais importante para

classificação das cromatografias baseia-se no mecanismo de separação.

Todos os métodos cromatográficos dependem basicamente das solubilidades ou das

adsortividades diferenciais das substâncias, que constituem a mistura, em relação às fases

estacionária e móvel.

Quando a fase estacionária é líquida, o processo ocorre por absorção ou partição e,

portanto, está baseado na solubilidade dos componentes de uma dada mistura na fase

estacionária e na fase móvel. Por exemplo, quando se tem uma fase móvel líquida na qual está

dissolvido um analito, movendo-se através da fase estacionária, o analito se moverá mais ou

menos rápido, dependendo da relação de solubilidade na fase móvel e na fase estacionária. Este

fenômeno é conhecido como partição. Portanto, este tipo de cromatografia envolve a partição da

amostra entre duas fases líquidas imiscíveis, devido à diferença de solubilidade dos componentes

da amostra entre as fases. Neste tipo de cromatografia geralmente a fase estacionária é a água.

Cromatografia com fase estacionária líquida normalmente requer um suporte, que pode

ser, por exemplo, sílica gel, celite (terra diatomácea) ou celulose. O tipo mais simples dessa

cromatografia é a cromatografia em papel, na qual a água (fase estacionária) fica presa sobre os

polímeros de celulose. O papel pode conter de 5 – 20 % de água. As técnicas mais sofisticadas

desse tipo envolvem a cromatografia gás-líquido.

Quando a fase estacionária é sólida, o principal mecanismo de separação está baseado no

fenômeno de adsorção. O sólido utilizado como fase estacionária pode ser qualquer material que

não se dissolva na fase líquida. As fases estacionárias mais comuns são sílica gel (SiO2.xH2O) e

alumina Al2O3.xH2O, que são utilizados na forma pulverizada.

A adsorção da amostra ocorre na interface entre as fases móvel e estacionária, devido à

presença de grupos ativos na superfície da fase sólida. Por exemplo, se alumina finamente dividida

é utilizada como fase estacionária (Figura 10), as substâncias orgânicas irão adsorver (aderir) nas

partículas de sólido. Forças intermoleculares de intensidades diferentes estão envolvidas no

processo de adsorção: atração eletrostática (íon-íon), forças de van der Waals, interações dipolo-

dipolo, ligações de hidrogênio, etc. A Figura 10 ilustra estes tipos de interação. Por conveniência, a

Figura 10 mostra somente uma parte da estrutura da alumina. Interações semelhantes ocorrem

com sílica gel.

A força de interação varia, portanto, com os tipos de compostos. Quanto mais polar o

composto, maior a sua interação com a alumina e com a sílica gel.

O equilíbrio de distribuição das moléculas sobre a superfície da fase estacionária sólida é

dinâmico, com moléculas sendo constantemente adsorvidas e dessorvidas. Esse equilíbrio e as

diferenças de adsorção entre os compostos de uma mistura são a base do processo de separação

cromatográfica.



Figura 10. Principais tipos de interações entre compostos orgânicos e alumina.

Uma classificação bastante comum dos métodos cromatográficos baseia-se na geometria

da superfície na qual a separação ocorre: se dentro de um tubo (de vidro ou metal), a

cromatografia é denominada em coluna; se em uma superfície plana (placa de vidro ou metal

impregnada com a fase estacionária ou então uma folha de papel de filtro embebida com solvente),

a cromatografia é planar.

A cromatografia em camada delgada (CCD) é um caso particular de cromatografia planar e

de adsorção. Na química orgânica, a CCD é utilizada, principalmente como uma ferramenta eficaz

de análise qualitativa da pureza de uma amostra, avaliação do número de componentes de uma

mistura, determinação da identidade de uma amostra por comparação com um padrão,

identificação de uma ou mais substâncias presentes em uma mistura por comparação com

padrões, monitoramento do progresso de uma reação química, escolha de uma fase móvel

apropriada para uma separação cromatográfica em coluna e monitoramento de uma separação por

cromatografia em coluna.

A CCD consiste em uma fase estacionária sobre uma placa (de vidro, alumínio ou material

plástico), na qual se aplica a amostra (Figura 11). Realiza-se a eluição da placa de forma

ascendente em uma câmara fechada (Figura 12), chamada de cuba cromatográfica, contendo a

fase móvel apropriada.



Figura 11. Aplicação de uma amostra em placa cromatográfica.

Figura 12. Cuba cromatográfica para eluição da placa de CCD.

A) Aspectos práticos da CCD

Placas de CCD

As principais fases estacionárias utilizadas na CCD são sílica gel, alumina, sílica gel de

fase reversa, celulose e poliamida. Essas fases são impregnadas sobre placas de vidro, plástico ou

alumínio.

As placas de CCD podem ser adquiridas comercialmente ou ser preparadas em

laboratório. Nesse último caso, elas devem ser secas ao ar e, então, “ativadas” em estufa a 110-

120 ºC, durante 1 hora. As placas devem ser guardadas em lugares onde a atmosfera seja a mais

seca possível.



Aplicação das amostras

As amostras a serem analisadas por CCD devem ser previamente dissolvidas em solvente

orgânico volátil. A aplicação dessa solução sobre a placa cromatográfica deve ser efetuada a

aproximadamente 1 cm de sua base inferior (Figura 11).

Nessa aplicação, pode-se utilizar um tubo capilar, cuja extremidade inferior esteja

uniformemente seccionada. O capilar não pode danificar a fina camada de adsorvente, pois os

resultados não serão reprodutíveis.

Quando mais de uma amostra for aplicada sobre uma mesma placa, os pontos de

aplicação devem ser separados por, no mínimo, 1 cm.

Desenvolvimento do cromatograma (Eluição)

Após a aplicação da amostra sobre a placa, ela deve ser introduzida em uma cuba

cromatográfica contendo a fase móvel apropriada.

A altura da fase móvel na cuba não pode ultrapassar o ponto de aplicação da amostra na

placa. Para que bons resultados sejam obtidos na CCD, é necessário que a cuba fique saturada

com vapores da fase móvel. Para isso, as paredes laterais internas da cuba devem ser recobertas

com papel filtro (Figura 12).

Uma vez introduzida a placa na cuba cromatográfica, o solvente ascenderá, por

capilaridade, até a extremidade superior. Ao ascender, o solvente arrastará mais os compostos

menos adsorvidos na fase estacionária, separando-os dos compostos mais adsorvidos. A placa

deve ser retirada da cuba um pouco antes da frente do solvente alcançar a extremidade superior

da placa.

Após a eluição da placa, seca-se a placa por simples exposição ao ar ou com um secador

de ar quente. Como a maioria dos compostos orgânicos é incolor, deve-se realizar a revelação da

placa cromatográfica.

Um exemplo de cromatograma final é mostrado na Figura 13. Nessa figura, pode-se

observar que a amostra continha dois componentes: o 1, que ficou mais adsorvido na fase

estacionária, e o 2, que ficou menos adsorvido na fase estacionária, tendo uma maior afinidade

pela fase móvel. Se, para esse exemplo, a fase estacionária fosse sílica, a conclusão que se

poderia chegar é que a substância 1 era mais polar que a substância 2.

Na Figura 13, são apresentados os valores de Rf (fator de retenção) para os componentes

1 e 2. O Rf é definido como a razão entre a distância X percorrida por um dado componente da

amostra (desde o ponto de aplicação até o centro da mancha) e a distância Y percorrida pelo

solvente (desde o ponto de aplicação até a linha final de avanço do solvente).

Y

XRf



Figura 13. Exemplo de cromatograma e de cálculo de Rf.

O valor de Rf é um número adimensional, que pode variar entre 0 e 1. Dentro dessa faixa,

substâncias com baixos valores de Rf possuem maior afinidade pela fase estacionária, e

substâncias com valores de Rf próximos a 1 possuem maior afinidade pela fase móvel do que pela

fase estacionária.

Embora seja característico de cada substância, o valor de Rf pode sofrer alterações devido

a condições experimentais (variação de fase estacionária, eluente, temperatura, etc). Portanto,

para fins comparativos, é essencial realizar a análise sob as mesmas condições.

Escolha da fase móvel

A escolha da fase móvel adequada para uma determinada separação por CCD é uma

tarefa trabalhosa, para qual não existem regras fixas. Entretanto, considerando-se os conceitos

básicos de polaridade de moléculas orgânicas e, através da experiência adquirida, a escolha da

fase móvel se torna mais fácil.

Para se obter um bom cromatograma por CCD, o composto deve alcançar uma altura entre

a metade e 2/3 da placa. Na Figura 14(a), a fase móvel (também chamada de eluente) é tão pouco

polar, que os dois componentes da amostra têm muita afinidade pela fase estacionária e nenhuma

pela fase móvel. Na Figura 14(c), a situação é totalmente oposta, ou seja, como a polaridade do

eluente é muito alta, os dois componentes têm igual afinidade pela fase móvel, percorrendo a placa

cromatográfica juntamente com a linha de frente do solvente. Assim, não se observa separação

alguma.

Na Figura 14(b), têm-se o eluente ideal, ou seja, com polaridade intermediária, que permite

a interação das substâncias tanto com a fase móvel quanto com a fase estacionária. Isto permite a



diferenciação entre as interações dos dois componentes pelo eluente e fase estacionária,

causando a separação.

Figura 14. Escolha da fase móvel.

Nos casos em que a utilização de solventes puros não é suficientemente eficaz

para se obter a separação desejada, pode-se usar mistura de solventes. A Tabela 1 mostra alguns

solventes em ordem crescente de polaridade.

Tabela 1. Poder de eluição de alguns solventes

Reveladores

Como a maioria das substâncias orgânicas é incolor, após a eluição e secagem da placa

cromatográfica, ela deve ser revelada. Os reveladores mais comuns são: luz UV, iodo, e reagentes

químicos (ácido fosfomolibídico, solução de permanganato de potássio, etc).

Para a placa ser revelada em câmara UV, a fase estacionária deve conter substâncias

fluorescentes, na concentração de aproximadamente 1%. A substância fluorescente absorverá luz

na região do ultravioleta ( = 254 nm) e emitirá luz em outra região do espectro. Essa emissão tem

uma coloração característica esverdeada e brilhante. Assim, os locais onde houver substâncias



orgânicas, principalmente aquelas contendo duplas ligações conjugadas ou sistemas aromáticos,

impedirão a emissão de luz, aparecendo como manchas escuras.

Outra forma de revelação é introduzir a placa cromatográfica em uma câmara contendo

cristais de iodo. Este, na forma de vapor, interage com os compostos orgânicos insaturados da

placa, resultando em manchas de coloração marrom. Normalmente a interação com o iodo é

reversível e a placa revelada dessa maneira, deixada em repouso por algum tempo, após o

desaparecimento das manchas pode ser revelada por outros métodos químicos. Somente

compostos orgânicos que interagem com o iodo podem ser revelados dessa forma. Compostos,

saturados, por exemplo, não se revelam e devem ser visualizados utilizando outros reagentes

químicos, que constituem métodos destrutivos de revelação.

Os métodos destrutivos de revelação consistem usualmente na oxidação dos compostos

orgânicos que estão sobre a superfície da placa, utilizando-se oxidantes fortes e às vezes

temperaturas elevadas. Exemplos desses reagentes são o ácido fosfomolíbdico e o permanganato

de potássio. Esses reveladores são preparados na forma de solução, que é aspergida sobre a

placa. A placa deve ser então aquecida em estufa, chapa de aquecimento ou com soprador

térmico. As substâncias orgânicas serão oxidadas e reveladas na forma de pontos escuros.

Além dos reveladores de aplicação geral, existem reveladores que detectam apenas

alguns compostos contendo certos grupos funcionais. Solução de 2,4-dinitrofenilidrazina, por

exemplo, produz manchas amarelo-avermelhadas quando o composto possui função aldeído e/ou

cetona, e o reagente de Dragendorff origina manchas alaranjadas para alcalóides. A Tabela 2

descreve alguns reveladores gerais e específicos.

Tabela 2. Reveladores para CCD

Reagente Revelador

Vanilina/H2SO4 Universal

Ácido fosfomolibídico Universal

Ninidrina Específico: aminas

Anisaldeído Específico: compostos carbonílicos

Ftalato de anilínio Específico: açúcares redutores

OBJETIVOS


- aprendizagem da técnica de destilação por arraste de vapor e da cromatografia em

camada delgada (CCD);

- extração de óleos essenciais (de cravo, eucalipto e limão) por destilação por arraste de

vapor;

- caracterização dos óleos essenciais por CCD e por testes químicos.




- adaptador de vácuo - água de bromo (1 gota de Br2 para 4 mL de

água destilada)

- balão de fundo redondo de 100 e 250 mL - botões de cravo

- béquer de 50 mL - diclorometano

- cabeça de destilação - cascas de limão

- capilares para cromatografia - éter dietílico

- cápsula de porcelana - folhas de eucalipto

- chapa de aquecimento - glicerina

- condensador de Liebig - hexano

- cuba cromatográfica - solução de ácido fosfomobídico (1 g ácido em

25 mL de Etanol)

- erlenmeyer de 125 mL - solução de 2,4-dinitrofenilidrazina*

- funil de vidro - solução de permanganato de potássio 1%

- funil de separação de 250 mL - sulfato de magnésio anidro

- lâmpada para revelação no UV

- mangueiras de látex * Preparação da solução de 2,4-

difenilidrazina

Dissolver 3 g de 2,4-dinitrofenilidrazina

em 15 mL de ácido sulfúrico concentrado.

Adicionar a solução, com agitação, a 20 mL de

água e 70 mL de etanol 95%. Misturar bem e

filtrar.

- placas cromatográficas de sílica

- pipeta Pasteur

- proveta de 10 mL

- termômetro (0-200 ºC), com e sem junta

esmerilhada

- tubos de ensaio




1) Extração de óleos essenciais

a) Faça a montagem necessária para uma destilação por arraste de vapor pelo método direto

(Figura 8) ou para uma destilação simples (Aula Prática 3, Figura 1). Abra a torneira e regule a

saída de água até que se estabeleça um fluxo contínuo de água pelo condensador.

b) Coloque 10 g do material vegetal (botões de cravo da índia ou folhas de eucalipto) no balão de

fundo redondo de 250 mL e adicione água destilada até completar, no máximo, 2/3 do balão. No

caso dos limões, utilizam-se as cascas obtidas de dois limões. Descasque os limões de modo a

não permitir a presença de bagaço e suco.

c) Inicie a destilação, aquecendo a mistura em banho de glicerina. Observe as mudanças ocorridas

na mistura.

d) Recolha 50 mL de destilado em um balão de fundo redondo de 125 mL. Separe 10 mL desse

destilado em um béquer, para a realização de testes químicos (seção 4.3), e transfira o restante do

destilado para um funil de separação.

e) Ao funil de separação, adicione 10 mL de diclorometano e agite suavemente, tomando o cuidado

em aliviar a pressão interna, como descrito na Aula Prática 1. Essa operação deve ser feita em

capela de exaustão. Deixe o sistema em repouso até que ocorra a separação completa das fases.

Recolha a fase orgânica em um erlenmeyer de 125 mL previamente identificado como FO. Lembre-

se que, nesse caso, a FO será a inferior.

f) Adicione mais 10 mL de diclorometano à fase aquosa contida no funil de separação e repita o

procedimento de extração líquido-líquido. Recolha a fase orgânica no mesmo erlenmeyer

identificado como FO.

g) Adicione sulfato de sódio anidro à solução do erlenmeyer FO em quantidade suficiente para que

a fase orgânica fique seca. Filtre, então, a fase orgânica seca por gravidade.

2) Análise por CCD

a) Aplique em três placas cromatográficas distintas, a amostra de destilado obtida no item 4.1. A

aplicação deve ser realizada com o auxílio de capilar e da forma descrita na seção 1.5.1 e ilustrada

na Figura 11.

b) Prepare a fase móvel, misturando hexano e éter dietílico na proporção 2:1 (v/v). Elua,

separadamente, as placas em câmara cromatográfica, conforme descrito na seção 1.5.1 e ilustrado

na Figura 12.

c) Após o término da eluição, retire a placa da cuba cromatografia e marque com um lápis a

distância percorrido pelo solvente. Deixe o solvente evaporar da placa e observe-a placa em

câmara de luz ultravioleta. Marque com um lápis as manchas observadas na placa.

d) Separadamente, revele as placas cromatográficas com solução de ácido fosfomolíbdico, solução

de permanganato de potássio e solução de 2,4-dinitrofenilidrazina.



e) Faça o desenho de cada uma das placas reveladas e marque a distância percorrida pela

substância. Compare os resultados obtidos com o uso de cada revelador.

3) Testes químicos

A) Ensaio de Bayer

Em um tubo de ensaio, coloque 3 mL de solução aquosa de permanganato de potássio

(1%) e adicione 2 mL do destilado, que foi reservado para testes químicos. Observe as mudanças

ocorridas na mistura.

B) Ensaio com a água de bromo

Em um tubo de ensaio, coloque 3 mL de solução aquosa de bromo (água de bromo) e

adicione 2 mL do destilado, que foi reservado para testes químicos. Observe as mudanças

ocorridas na mistura.

C) Ensaio com solução de 2,4-dinitrofenilidrazina

Em um tubo de ensaio, coloque 3 mL de solução de 2,4-dinitrofenilidrazina e adicione 2 mL

do destilado, que foi reservado para testes químicos. Observe as mudanças ocorridas na mistura.

QUESTÕES

a) Faça um desenho das placas cromatográficas revelada em câmara de UV. Faça o mesmo após

a revelação das placas com os diferentes agentes reveladores. Determine os valores de Rf para as

substâncias reveladas nas placas cromatográficas. Qual a utilidade em se revelar as placas com

diferentes reagentes?

b) Com base nas informações sobre a constituição química de cada óleo essencial, indique quais

das substâncias apresentadas nas Figuras 5, 6 e 7 são quirais.

c) Considere uma mistura constituída por bifenila, ácido benzóico e álcool benzílico. A mistura é

submetida à análise por CCD. Coloque as substâncias em ordem crescente de Rf na CCD.

d) Uma mistura contendo um ácido dicarboxílico e um ácido tricarboxílico foi analisada por CCD,

utilizando como eluente a acetona. Entretanto, verificou-se que, após a eluição, a mancha da

mistura continuava no ponto de aplicação. O que se pode fazer nesse caso, para se conseguir uma

análise cromatográfica que forneça a separação dos componentes da mistura?

e) Quais são os grupos funcionais que podem ser identificados pelos ensaios com água de bromo,

solução de Baeyer e solução de 2,4-dinitrofenilidrazina? Escreva as equações químicas das

reações envolvidas quando esses reagentes são utilizados.



BIBLIOGRAFIA

BARBOSA, L.C.A. “Introdução à Química Orgânica”. Editora Pearson, 2a ed., São Paulo, 2004.

COLLINS, C.H.; BRAGA, G.L.; BONATO, P.S. “Fundamentos de Cromatografia”, Editora

UNICAMP, Campinas, 2006.





LANÇAS, F.M. “Cromatografia Líquida Moderna”. Editora Átomo, Campinas, 2009.


2007.



SILVA, R.S.; RIBEIRO, C.M.R.; BORGES, M.N.; BLOIS, G.S.O. “Óleo essencial de limão no ensino

de cromatografia em camada delgada”. Quim. Nova, 32(8): 2234-2237, 2009.

SIMÕES, C.M.O.; SCHENKEL, E.P.; GOSMANN, G.; MELLO, J.C.P.D.; MENTZ, L.A.;

PETROVICK, P.R. “Farmacognosia – da planta ao medicamento”. Ed. UFRGS, Porto Alegre, 5a

ed, 2003.


Aula Prática 06: Separação por cromatografia em coluna de carotenóides e clorofilas do espinafre 80

Aula prática 06: Separação por cromatografia em coluna de carotenóides e clorofilas do espinafre

INTRODUÇÃO

A cromatografia é um dos métodos mais modernos e eficazes para separação,

identificação e quantificação de compostos orgânicos. Ela se baseia na distribuição diferencial dos

componentes de uma dada mistura entre duas fases (estacionária e móvel). Conforme discutido no

Experimento 6, vários são os critérios para classificação das técnicas cromatográficas. Dentre

esses, o mecanismo envolvido na separação é um dos mais importantes. Também a geometria da

superfície na qual a separação ocorre é outra maneira de se classificar a cromatografia. Nesse

sentido, no Experimento 6 foi apresentada a cromatografia em camada delgada (CCD), que é uma

cromatografia planar e por adsorção, muito útil na análise qualitativa da pureza de uma amostra,

avaliação do número de componentes de uma mistura, determinação da identidade de uma

amostra, monitoramento do progresso de uma reação química, etc.

Se a fase estacionária sólida não estiver sobre a superfície de um suporte, mas contida em

um tubo cilíndrico, normalmente de vidro, a cromatografia será classificada como cromatografia em

coluna. Analogamente à CCD, a cromatografia em coluna também é uma cromatografia de

adsorção. Ela é utilizada para separação e purificação de substâncias e os princípios que regem

esse tipo de cromatografia são similares aos discutidos para CCD no Experimento 6.

A técnica da cromatografia em coluna consiste em adicionar um sólido adsorvente

apropriado (fase estacionária) a um tubo de vidro na posição vertical, acrescentando-se, no topo da

coluna, a mistura que se deseja fracionar (Figura 1). Um eluente líquido (fase móvel), que pode ser

constituído por um ou mais solventes miscíveis entre si, é adicionado ao sistema e, ao percorrer a

coluna, “arrasta” as substâncias adsorvidas na fase estacionária. Os componentes da mistura que

interagirem mais fortemente com a fase estacionária apresentarão um deslocamento mais lento

pela coluna. Os componentes que apresentarem interações mais fracas com a fase estacionária e

mais fortes com a fase móvel se deslocarão mais rápido pela coluna. A diferença na velocidade de

eluição dos componentes da mistura, devido às suas diferentes interações com a fase móvel e

estacionária, farão com que eles se separem e formem bandas na coluna, que podem, então, ser

coletadas. Assim, se alumina for utilizada como adsorvente, um composto de menor polaridade

formará uma banda que será eluída mais rapidamente do que a banda de um composto mais polar

(Figura 2).



Figura 1. Coluna cromatográfica.

Figura 2. Etapas de uma separação em coluna cromatográfica com adsorvente polar.



Aspectos práticos da cromatografia em coluna

Apesar da cromatografia em coluna ser uma técnica versátil, sua eficiência depende do

ajuste de alguns fatores, tais como: escolha do adsorvente, polaridade da fase móvel, tamanho

(comprimento e diâmetro) da coluna em relação ao material a ser cromatografado e velocidade de

eluição (fluxo). Além disso, uma separação cromatográfica eficiente depende da realização correta

dos procedimentos envolvidos na cromatografia em coluna (empacotamento, aplicação da

amostra, etc).

Escolha do adsorvente

Vários tipos de adsorventes podem ser usados em cromatografia em coluna (sílica gel,

alumina, celulose, florisil, etc). A escolha do adsorvente depende dos tipos de compostos a serem

separados. Celulose, amido e açúcares são usados para separar compostos polifuncionais de

origem natural, que são muito sensíveis a interações ácido-base. Sílica gel e florisil são usados

para separar muitos tipos de compostos (hidrocarbonetos, álcoois, cetonas, ésteres,

azocompostos, aminas, etc). Alumina também é amplamente empregada para separações por

cromatografia em coluna.

Escolha da fase móvel

Os mesmos solventes empregados na CCD (Experimento 6, Tabela 1) podem ser

utilizados como fase móvel na cromatografia em coluna. A CCD pode ser, inclusive, empregada

para a escolha da fase móvel que será utilizada na cromatografia em coluna. Às vezes, um único

solvente é capaz de separar todos os componentes de uma mistura. Outras vezes, deve-se utilizar

uma mistura de solventes. Entretanto, uma prática muito comum é começar a eluição com um

solvente apolar e aumentar gradualmente a polaridade da fase móvel. Isto é chamado de eluição

gradiente. A eluição é dita isocrática quando se mantém a mesma polaridade da fase móvel

durante todo o processo de separação.

Em geral, os compostos apolares são eluídos mais rapidamente que os compostos

polares, quando se utiliza um adsorvente polar como sílica ou alumina.

Escolha do tamanho da coluna e da quantidade de adsorvente

O tamanho da coluna e quantidade de adsorvente são parâmetros que também devem ser

corretamente selecionados para que se tenha uma separação eficiente por cromatografia em

coluna.

Como regra geral, a quantidade recomendada de adsorvente é de 25 a 30 vezes (em

massa) da quantidade de material a ser separado e a coluna deve ter uma razão de 8:1 entre o

comprimento e o diâmetro. Entretanto, a escolha do tamanho da coluna e da quantidade de



adsorvente depende significativamente da separação entre os componentes da mistura.

Compostos que se separam com dificuldade podem exigir colunas mais longas e mais adsorvente

do que o especificado pela regra geral. Contrariamente, se os compostos se separam facilmente,

uma coluna mais curta e menos quantidade de adsorvente podem ser utilizados.

Fluxo da fase móvel

A velocidade com que a fase móvel flui pela coluna também é um importante fator na

eficiência da separação. Em geral, o tempo que a mistura a ser separada fica na coluna é

diretamente proporcional ao grau atingido pelo equilíbrio entre as fases móvel e estacionária.

Assim, compostos semelhantes podem ser separados, se ficarem na coluna tempo suficiente.

Entretanto, se o fluxo é muito lento, as substâncias dissolvidas da mistura podem difundir mais

rapidamente do que serem eluídas. Neste caso, as bandas ficam mais largas e a separação piora.

Portanto, um fluxo adequado de fase móvel deve ser utilizado para permitir a separação eficiente

dos constituintes da mistura. Como regra geral, fluxo de 5-50 gotas por minuto costuma fornecer

separações satisfatórias.

Empacotamento da coluna

O empacotamento da coluna deve ser “homogêneo”, ou seja, livre de irregularidades,

bolhas de ar ou falhas. Além disso, a face superior do adsorvente empacotado deve estar na

horizontal assim como a coluna deve estar perfeitamente na vertical. A falha desses fatores pode

ocasionar bandas não-horizontais (Figura 3), que prejudicam a separação.

Figura 3. Comparação das bandas obtidas com e sem nivelamento.

Outro fenômeno, que pode prejudicar a separação, é a ondulação ou canalização (Figura

4). Isto ocorre quando a superfície do adsorvente tem falhas ou irregularidades ou se existirem



bolhas de ar. Nesse caso, a parte da frente da banda avança mais rapidamente do que a maior

parte da banda, pois se move pelo canal.

Figura 4. Problemas de canalização na coluna cromatográfica.

Antes do empacotamento, coloca-se uma pequena quantidade de algodão na extremidade

inferior da coluna, de forma a evitar o escoamento da fase estacionária. Pode-se adicionar uma

camada de areia sobre o algodão e depois sobre a fase estacionária empacotada (Figura 1). As

camadas de areia têm a finalidade de manter a coluna de fase estacionária nivelada.

A introdução da fase estacionária na coluna pode ser feita na forma de uma suspensão na

fase móvel. Essa suspensão deve ser adicionada lentamente à coluna, batendo-se continuamente

ao longo da mesma, para que todo ar seja expulso e uma compactação uniforme seja obtida.

Nunca o nível do solvente pode ficar abaixo do nível da fase estacionária, pois isso poderia causar

a entrada de ar e a conseqüente formação de rachaduras na fase estacionária, que prejudicariam a

separação.

Aplicação da amostra

Se a amostra a ser purificada for líquida (e de baixa viscosidade), ela pode ser diretamente

aplicada na coluna. Entretanto, se a amostra for um líquido viscoso ou um sólido, a amostra pode

ser introduzida na coluna na forma de uma solução, que contém a amostra dissolvida em uma

pequena quantidade de solvente (em geral, 2-3 mL). Essa pequena quantidade de solvente é

necessária para que uma banda estreita da amostra seja obtida, que é ideal para a melhor

separação dos constituintes da amostra.

Em casos em que a amostra é muito viscosa ou de solubilidade muito baixa na fase móvel,

incorpora-se essa amostra em pequena quantidade da fase estacionária e, então, distribui-se

uniformemente a amostra na forma de pó no topo da coluna.

Eluição



Uma vez introduzida a amostra, deve-se iniciar a eluição, utilizando a fase móvel

adequadamente escolhida. Ao contrário da CCD, na qual se utiliza eluição isocrática, na

cromatografia em coluna é mais comum utilizar-se a eluição gradiente, que permite alterar

gradativamente a composição da fase móvel. Assim, a eluição da amostra começa com um

solvente apolar e, ao longo da análise, aumenta-se gradativamente a polaridade da fase móvel,

através da adição de maior porcentagem de solventes mais polares à fase móvel. Geralmente, a

polaridade da fase móvel não pode ser drasticamente mudada. Se os calores de solvatação do

adsorvente nos dois solventes forem muito diferentes, pode-se gerar aumento de temperatura na

coluna, provocando “rachaduras” no seu interior, que prejudicam a eficiência da separação. A

coluna pode rachar também se o nível da fase móvel ficar abaixo do nível da fase estacionária, ou

seja, se a coluna secar. O uso de colunas com reservatório de solvente ou mesmo de funil de

adição é conveniente para evitar a adição contínua de pequenas quantidades de solvente,

aumentando a chance da ocorrência da secagem da coluna.

Monitoramento das frações coletadas

Quando os compostos a serem separados são coloridos, pode-se monitorar visualmente a

separação das bandas e coletá-las separadamente. Entretanto, como a maior parte dos compostos

orgânicos não é colorida, outros métodos devem ser utilizados para a análise das frações

coletadas. O mais comum deles, é a CCD.

Então, o que se faz é coletar frações de volume fixo. O volume coletado depende da

quantidade de amostra e da facilidade de separação. Em separações mais difíceis, devem ser

recolhidas frações com volumes menores. Após a coleta, as frações são analisadas por CCD

(Figura 5). De acordo com os resultados obtidos nessa análise, algumas frações podem ser

reunidas e o processo de cromatografia em coluna encerrado.

Figura 5. Monitoramento por CCD das frações coletadas em uma separação em coluna.



Pigmentos vegetais

Os vegetais produzem uma infinidade de substâncias química, conhecidas como

metabólitos. Estes metabólitos podem ser classificados em dois grandes grupos: metabólitos

primários, que estão envolvidos no metabolismo básico da planta, e metabólitos secundários, que

possuem diversas outras funções (defesa contra predadores, atração de polinizadores, etc).

Os carotenóides constituem um grupo de metabólitos secundários encontrado em muitas

plantas, que trazem benefícios para a saúde por sua atividade antioxidante e anticancerígena.

Alguns desses compostos apresentam também atividade pró-vitamínica A.

As substâncias pertencentes a esse grupo são caracterizadas pela presença de um grande

número de ligações duplas conjugadas, fazendo com que absorvam luz na região do visível e,

portanto, contribuindo para a coloração das plantas. A coloração dos carotenóides varia do

amarelo, passando pelo laranja, até o vermelho. O -caroteno (Figura 6) é o pigmento amarelo-

alaranjado da cenoura e o licopeno é a substância avermelhada do tomate.

Os carotenóides podem ser classificados de duas maneiras. A primeira considera a

existência de duas grandes famílias: os carotenos (carotenóides hidrocarbonetos) e as xantofilas

(carotenóides oxigenados). O segundo sistema divide os carotenóides em três grupos: acíclicos

(por exemplo, o licopeno), monocíclicos (por exemplo, o -caroteno) e bicíclicos (por exemplo, o -

caroteno e o -caroteno).

Outros metabólitos associados à coloração das plantas são as clorofilas, que são os

pigmentos verdes das plantas que funcionam com fotorreceptores. As estruturas das clorofilas a e

b diferem apenas quanto a um dos grupos substituintes, como mostra a (Figura 7).

Figura 6. Fórmula estrutural do -caroteno.

Figura 7. Fórmula estrutural das clorofilas a e b.



OBJETIVOS


- aprendizagem da técnica de cromatografia em coluna;

- separação de pigmentos do espinafre por cromatografia em coluna;

- monitoramento da cromatografia em coluna por CCD.


- algodão - Acetona

- almofariz e pistilo - Espinafre

- capilar para CCD - Etanol

- coluna cromatográfica (bureta de 25 mL) - Hexano

- cuba cromatográfica - Sílica Gel

- erlenmeyer de 125 mL

- funil de vidro

- papel de filtro

- pipeta de Pasteur

- placa cromatográfica

- provetas de 50 e 100 mL

- suporte universal com garras

- suporte para tubos de ensaio

- 15 tubos de ensaio


1) Extração dos pigmentos do espinafre

A) Preparo da mistura de solventes para extração das folhas

Em capela de exaustão, adicione 40 mL de hexano e 10 mL de acetona a um Erlenmeyer de 125 mL, tampe e reserve.

B) Preparo da amostra

Essa parte do procedimento deverá ser realizada em conjunto com outro grupo.

Pese cerca de 25 g de folhas de espinafre. Corte ou rasgue as folhas em pequenas partes

e coloque-as em um almofariz, juntamente com 50 mL de uma mistura de hexano:acetona ( 4:1

v/v). Amasse as folhas até que a solução adquira uma coloração esverdeada. Com uma pipeta,

transfira a solução para um erlenmeyer de 125 mL.



2) Separação dos pigmentos em coluna cromatográfica

A) Empacotamento da coluna

a) Com o auxílio de uma vareta, coloque um pequeno pedaço de algodão na ponta da coluna.

Ajuste a coluna na posição vertical.

b) A um erlenmeyer de 125 mL, adicione cerca de 9 g de sílica gel e hexano até que se obtenha

uma suspensão de sílica no solvente. Este procedimento deve ser realizado em capela de

exaustão.

c) Agite e transfira a suspensão para a coluna com o auxílio de um funil de boca larga. Utilize

pequenas porções de hexano para auxiliar na transferência quantitativa da sílica do erlenmeyer

para a coluna. À medida que a sílica decanta, bata suavemente ao longo do tubo de vidro ou

exerça leve pressão no topo da coluna com uma bomba manual (tipo pêra de borracha) ou

compressor de ar. Isto fornecerá um empacotamento mais perfeito da fase estacionária, livre de

bolhas de ar.

d) Feche a torneira quando o eluente estiver aproximadamente 0,2 cm acima da sílica. O eluente

coletado pode ser reutilizado no fracionamento da amostra.

B) Aplicação da amostra

a) Com uma pipeta de Pasteur, adicione 4 mL do extrato bruto (obtido na seção 4.1.2) ao topo da

coluna. Faça a aplicação cuidadosa da amostra de forma a não alterar a superfície da sílica.

b) Abra a torneira e deixe a amostra penetrar na sílica, coletando o eluente em um erlenmeyer, até

que reste cerca de 0,1 cm de líquido acima da coluna de sílica.

c) Adicione, cuidadosamente, cerca de 0,5 mL de hexano à coluna, fazendo com que escorra pelas

paredes internas da coluna. Abra a torneira e deixe escoar o eluente até que reste uma coluna de

0,1 cm de solvente acima da sílica.

Repita esta operação (c) duas ou três vezes, até que a amostra já tenha “penetrado”

totalmente na coluna de sílica, ou seja, até que a coluna de líquido acima da sílica esteja incolor. O

eluente coletado até esse ponto pode ser reutilizado no fracionamento da amostra.

C) Fracionamento da amostra

a) Encha a coluna com hexano. Colete o eluente em erlenmeyer até que a banda amarela, relativa

ao -caroteno, esteja próxima à saída. A partir daí, colete frações de 5 mL em tubos de ensaio.

b) Após a separação da banda amarela, deixe o nível do hexano ficar até 0,1 cm acima da sílica e

encha a coluna com álcool etílico. Colete o eluente em erlenmeyer até que a banda verde, relativa

às clorofilas, esteja próxima à saída. A partir daí, colete frações de 5 mL em tubos de ensaio até

que toda a banda de coloração verde tenha sido eluída da coluna.



3) Análise das frações por CCD

Antes da realização dessa etapa, reveja os procedimentos da CCD discutidos na

Aula Prática 5.

a) Em uma placa cromatográfica, aplique as frações coloridas coletadas durante o procedimento

descrito na seção 4.2.3.

b) Prepare a fase móvel, misturando hexano e acetona na proporção 4:1 (v/v) e elua a placa em

câmara cromatográfica.

c) Após o término da eluição, retire a placa da cuba cromatográfica e marque com um lápis a

distância percorrida pelo solvente. Deixe o solvente evaporar da placa e observe as manchas

coloridas na placa. Faça o desenho da placa e marque a distância percorrida por cada substância.

QUESTÕES

1. Com base nas estruturas moleculares apresentadas nas Figuras 6 e 7, explique por que o -

caroteno foi eluído da coluna cromatográfica antes das clorofilas a e b.

2. Calcule os Rfs das manchas obtidas na análise cromatográfica da seção 4.3. Com base nesses

valores, discuta por que a separação dos pigmentos do espinafre foi possível. Se as substâncias

separadas não tivessem cor, que método de revelação poderia ser utilizado? Explique sua

resposta.

3. A páprica é um condimento de cor vermelha-intensa preparado a partir do pimentão vermelho

(Capsicum annuum), seco e moído, sendo utilizada tanto na culinária como na agroindústria. Os

principais pigmentos encontrados nesse condimento são o β-caroteno (Figura 6) e a capsatina.

A cromatografia em coluna é uma técnica que pode ser utilizada para a separação dos pigmentos

da páprica. Nesse caso, qual das substâncias seria eluída primeiro, se fosse utilizada sílica como

fase estacionária?

4. Uma amostra foi submetida à cromatografia em coluna. A fase estacionária utilizada foi sílica gel

e a fase móvel foi diclorometano. Todos os componentes da amostra foram eluídos, mas não se

obteve separação. Por que isso aconteceu e o que poderia ser feito de forma a se conseguir a

separação?



BIBLIOGRAFIA

COLLINS, C.H.; BRAGA, G.L.; BONATO, P.S. “Fundamentos de Cromatografia”, Editora

UNICAMP, Campinas, 2006.



LANÇAS, F.M. “Cromatografia Líquida Moderna”. Editora Átomo, Campinas, 2009.


2007.




Aula Prática 07: Síntese de Biodiesel da soja 91

Aula prática 07: Síntese de biodiesel da soja

INTRODUÇÃO

A história da aplicação de óleos vegetais como combustível começou em 1898 na Feira

Mundial de Paris, onde Rudolf Diesel apresentou um motor abastecido com óleo de amendoim

mais eficiente que os motores a vapor usados na época. Entretanto, desde o início do século XX, o

óleo mineral tornou-se o combustível para esse tipo de motor, devido ao seu menor custo e a

melhores propriedades físico-químicas. O óleo mineral é comumente chamado óleo diesel em

reconhecimento a Rudolf Diesel.

Atualmente, as mudanças climáticas associadas à liberação de gases da queima de

combustíveis minerais, o alto preço internacional do petróleo e a preocupação com o

desenvolvimento sustentável começam a retomar a intenção original de Diesel de empregar óleos

vegetais nos motores ciclo diesel.

Os óleos vegetais apresentam várias vantagens para uso como combustível, como elevado

poder calorífico, ausência de enxofre em suas composições e são de origem renovável. Contudo, o

uso direto de óleos vegetais nos motores ciclo diesel é problemático devido a sua alta viscosidade,

maior densidade e baixa volatilidade.

Essas características geram vários problemas como combustão incompleta, formação de

depósitos de carbono nos sistemas de injeção, diminuição da eficiência de lubrificação, obstrução

nos filtros de óleo e sistemas de injeção de combustível das máquinas, comprometimento da

durabilidade do motor e emissão de acroleína (substância altamente tóxica e cancerígena). Várias

abordagens têm sido consideradas para contornar esses problemas, sendo que a transformação

de óleos vegetais e gorduras animais em ésteres de ácidos graxos tem importância estratégica

para o setor energético, pois possibilita a obtenção do chamado biodiesel, com características

físico-químicas semelhantes ao óleo diesel. Além disso, este processo relativamente simples reduz

a massa molecular para um terço em relação aos triacilglicerídeos, reduzindo a viscosidade e

aumentando a volatilidade.

O biodiesel é um combustível renovável, biodegradável, que apresenta menor emissão de

poluentes, maior ponto de fulgor e maior lubricidade quando comparado ao diesel mineral. Ele é

perfeitamente miscível com o diesel mineral, podendo ser utilizado puro ou em mistura, sem que

qualquer adaptação nos motores seja necessária. As misturas binárias de biodiesel e diesel

mineral são designadas pela abreviação BX, onde X é a porcentagem de biodiesel adicionada à

mistura. Desde 1º de janeiro de 2010, a lei brasileira estabelece a obrigatoriedade da adição de 5

% de biodiesel ao diesel mineral (B5). Só o Brasil produziu 1,6 bilhões de litros de biodiesel em

2010 e essa quantidade pode levá-lo ao terceiro lugar no ranking mundial de produção de

biodiesel.



Reação de transesterificação de óleos e gorduras

Os óleos vegetais e as gorduras animais são constituídos predominantemente de

substâncias conhecidas como triglicerídeos (também chamadas de triacilgliceróis ou

triacilglicerídeos), que são ésteres formados a partir de ácidos carboxílicos de cadeia longa (ácidos

graxos) e glicerol. Além dos triglicerídeos, os óleos vegetais apresentam em sua composição

quantidades apreciáveis de ácidos graxos livres, fosfolipídeos, esteróis e tocoferóis.

Assim, os óleos e gorduras são majoritariamente constituídos por triglicerídeos, que

diferem apenas no tipo de ácido graxo que esterifica a unidade glicerol. Os ácidos graxos variam

na extensão da cadeia carbônica, no número, orientação e posição das ligações duplas. Cerca de

20 a 30 ácidos graxos podem ser encontrados nas gorduras e óleos e é bastante comum eles

serem compostos por 10 a 12 ácidos graxos diferentes. Os ácidos graxos de ocorrência mais

ampla possuem 12, 14, 16 ou 18 carbonos. A Tabela 1 apresenta os ácidos graxos mais comuns e

suas estruturas.

Tabela 1. Ácidos graxos de ampla ocorrência na natureza

Nome Número de carbonos

Estrutura

Ácido láurico 12 CH3(CH2)10COOH

Ácido mirístico 14 CH3(CH2)12COOH

Ácido palmítico 16 CH3(CH2)14COOH

Ácido palmitoléico 16 CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH

Esteárico 18 CH3(CH2)16COOH

Oléico 18 CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH

Linoléico 18 CH3(CH2)4(CH=CHCH2)2(CH2)6COOH

Linolênico 18 CH3CH2(CH=CHCH2)3(CH2)6COOH

A composição média do óleo de soja, por exemplo, é: 50-59 % de ácido linoléico, 21-29 %

de ácido oléico, 6-10 % de ácido palmítico, 4-8 % de ácido linolênico, 2-6 % de ácido esteárico e 0-

1 % de ácido mirístico.

Os ácidos graxos saturados tendem a ser sólidos e os insaturados líquidos. Desta forma, o

tipo de ácido graxo que esterifica a unidade glicerol influencia nas propriedades físicas e químicas

do óleo e da gordura. De maneira geral, as gorduras tendem a ser sólidas a temperatura ambiente,

devido à presença majoritária de ácidos graxos saturados, enquanto os óleos tendem a ser

líquidos, pois possuem uma quantidade maior de ácidos graxos insaturados.

O biodiesel é obtido através da transesterificação dos triglicerídeos de óleos e gorduras de

origem vegetal ou animal com um monoálcool de cadeia curta, tipicamente metanol ou etanol, na

presença de um catalisador, produzindo uma mistura de ésteres alquílicos de ácidos graxos e



glicerol (Figura 1). O processo mais comum de transesterificação para obtenção do biodiesel

utiliza metanol e um catalisador básico, tal como hidróxido de sódio ou potássio.

O glicerol é o principal co-produto da transesterificação, mas ácidos graxos livres, mono-,

di-, triglicerídeos, água, álcool, catalisador residual e outras impurezas podem também constituir o

produto final.

Figura 1. Reação de transesterificação de um triglicerídeo.

Transesterificação é um termo geral usado para descrever uma importante classe de

reações orgânicas onde um éster é transformado em outro através da troca do resíduo alcoxila.

Quando o éster original reage com um álcool, o processo de transesterificação é denominado

alcoólise. Esta reação é reversível e prossegue essencialmente misturando os reagentes. Contudo,

a presença de um catalisador (ácido ou base) acelera consideravelmente esta conversão e

contribui para aumentar o rendimento da mesma.

O processo geral é uma sequência de três reações consecutivas, na qual mono- e

diglicerídeos são formados como intermediários (Figura 2). Para uma transesterificação

estequiometricamente completa, uma proporção molar 3:1 de álcool por triglicerídeo é necessária.

Entretanto, devido ao caráter reversível da reação, o agente transesterificante (álcool) geralmente

é adicionado em excesso contribuindo, assim, para aumentar o rendimento do éster, bem como

permitir a sua separação do glicerol formado.



Figura 2. Etapas da transesterificação de um triglicerídeo.

As características físico-químicas de cada biodiesel dependerão do tipo de fonte utilizada

para sua obtenção. O Brasil é um país que contém grandes plantações de oleaginosas e,

consequentemente, usufrui de uma diversidade de opções para produção de biodiesel a partir de

plantas como palma, babaçu, soja, girassol, amendoim, mamona e dendê. Óleos vegetais usados

também são considerados como uma fonte promissora para obtenção do biocombustível, em

função do baixo custo e por envolver reciclagem de resíduos. O produto obtido é comparável com

o biodiesel obtido a partir do óleo refinado. Em 2009, mais de 80 % do biodiesel comercializado no

Brasil eram oriundos de soja.

Com relação ao agente transesterificante, o processo reacional ocorre preferencialmente

com álcoois de baixa massa molecular (metanol, etanol, propanol, butanol e álcool amílico), mas

metanol e etanol são os mais frequentemente empregados. Metanol é o mais utilizado devido ao

seu baixo custo na maioria dos países e às suas vantagens físicas e químicas (polaridade, reação

rápida com triglicerídeo e fácil dissolução do catalisador básico). Além disso, permite a separação

simultânea do glicerol. A mesma reação usando etanol é mais complicada, pois requer um álcool

anidro e um óleo com baixo teor de água.



OBJETIVOS

A presente experiência tem como principal objetivo a síntese de biodiesel de soja a partir

da reação de transesterificação de óleo de soja refinado com metanol, sob catálise básica.


- balão de fundo redondo de 250 mL - Ácido acético

- cápsula de porcelana - Hidróxido de potássio

- chapa de aquecimento - Iodo (cristais para revelação)

- cuba cromatográfica - Metanol

- erlenmeyer de 125 mL e 250 mL - Óleo de soja refinado

- funil de separação de 250 mL - solução de ácido clorídrico (0,5 %)

- funil de vidro - solução saturada de NaCl

- papel de filtro - sulfato de sódio anidro

- papel indicador de pH - acetona

- picnômetro de 5 mL - éter dietílico

- placa cromatográfica - hexano

- proveta de 50 mL, 100 mL

- termômetro (0-100 ºC)


1) Preparação do metóxido de potássio

Em um erlenmeyer de 125 mL, dissolva 1,5 g de hidróxido de potássio (KOH) em 35 mL de

metanol. A dissolução deve ser feita com o auxílio de agitação magnética e sob aquecimento em

banho-maria (45 ºC). Este procedimento deve ser realizado em capela.

2) Reação de transesterificação do óleo de soja

a) Em um balão de fundo redondo de 250 mL, adicione 100 mL do óleo de soja e aqueça até 45 ºC

em banho-maria e sob agitação magnética.

b) Adicione toda a solução de metóxido de potássio recentemente preparada segundo

procedimento descrito na seção 4.1.

c) Mantenha a mistura reacional sob agitação durante 10 minutos a 45 ºC.

3) Etapas de elaboração do biodiesel

Antes de realizar os procedimentos desta seção, reveja os conceitos apresentados

na Aula Prática 1.



a) Transfira a mistura reacional (obtida através dos procedimentos descritos na seção 4.2.) para

um funil de separação de 250 mL. Deixe as fases separarem, o que deve ocorrer no período de 15

minutos. Para os casos onde houver formação de emulsão, as mesmas deverão ser desfeitas com

o auxílio de um bastão de vidro, agitando-se lentamente a camada emulsificada. Colete a fase

inferior (glicerol e impurezas) em um erlenmeyer de 125 mL.

b) A fase superior (biodiesel), que ficou no funil de separação, deve ser lavada com 50 mL de

solução aquosa de ácido clorídrico (0,5%, v/v). Realize o processo de extração líquido-líquido,

agitando a mistura e fazendo o alívio de pressão por 3 vezes. Deixe as fases separarem e colete a

fase inferior (aquosa) no mesmo erlenmeyer de 125 mL.

c) A fase superior (biodiesel), que ficou no funil de separação, deve ser então lavada com 50 mL

de solução saturada de NaCl. Realize o processo de extração da mesma forma que descrito

anteriormente e colete a fase inferior (aquosa) em um erlenmeyer de 125 mL.

d) Finalmente, a fase superior (biodiesel), que ficou no funil de separação, deve ser lavada com 50

mL de água destilada. Realize o processo de extração da mesma forma que descrito anteriormente

e colete a fase inferior (aquosa) em um erlenmeyer de 125 mL. Deve-se medir o pH da fase

aquosa com papel indicador de pH, sendo que este deve estar aproximadamente neutro. Caso

necessário, repita o processo de lavagem com água destilada.

e) Colete a fase superior em um erlenmeyer de 250 mL e adicione sulfato de sódio anidro, até que

a fase orgânica esteja seca. Filtre então a mistura por gravidade, empregando papel de filtro

pregueado, coletando o biodiesel em erlenmeyer de 250 mL. O biodiesel obtido deve ser um

líquido límpido de coloração amarela.

4) Caracterização do biodiesel

A) Análise por CCD

Antes de realizar os procedimentos desta seção, reveja os conceitos apresentados

na Aula Prática 5.

Dissolva uma alíquota do biodiesel de soja e outra de óleo de soja em hexano. Aplique

ambas em uma placa cromatográfica de sílica. Faça a eluição da placa em uma câmara

cromatográfica contendo a fase móvel, constituída por uma mistura de hexano:éter etílico (8:1).

Após a eluição, a cromatoplaca deve ser revelada com vapores de iodo.

B) Determinação da densidade Antes de realizar os procedimentos desta seção, reveja os conceitos apresentados

na Seção 4.3.

a) Determine a massa do picnômetro seco e vazio.



b) Coloque o biodiesel no picnômetro, completando seu volume, de modo a não deixar espaço

vazio.

c) Tampe o picnômetro e limpe-o com papel absorvente. Determine a massa do picnômetro.

d) Esvazie o picnômetro, lave-o com hexano, com acetona e, em seguida, com água destilada.

e) Complete o volume do picnômetro com água destilada, enxugando o excesso com papel

absorvente. Determine a massa do picnômetro com água.

QUESTÕES

1. Dê o mecanismo da reação de transesterificação do óleo de soja para obtenção do biodiesel de

soja.

2. Quando se utiliza catálise básica no processo de transesterificação, por que o óleo vegetal deve

apresentar baixo conteúdo de ácidos graxos livres? Explique com base nas reações laterais que

podem acontecer.

3. Calcule os Rfs do biodiesel e do óleo de soja. Faça um esquema da placa cromatográfica

observada após revelação com iodo.

4. Calcule, a partir dos dados experimentais obtidos, a densidade do biodiesel e compare com o

valor da literatura.4

5. Sabendo-se que o óleo de dendê é composto majoritariamente por triglicerídeos com cadeias

graxas saturadas, o que você poderia dizer sobre a facilidade de solidificação desse biodiesel em

comparação com o biodiesel de soja? O biodiesel de dendê seria mais ou menos suscetível a

reações de degradação oxidativa? Explique.

BIBLIOGRAFIA

GERIS, R.; DOS SANTOS, N.A.C.; AMARAL, B.A.; MAIA, I.S.; CASTRO, V.D.; CARVALHO, J.R.M.

“Biodiesel de soja – reação de transesterificação para aulas práticas de química orgânica”. Quim.

Nova, 30(5): 1369-1373, 2007.



Revista Biodieselbr.

RINALDI, R.; GARCIA, C.; MARCINIUK, L.L.; ROSSI, A.V.; SCHUCHARDT, U. “Síntese de

biodiesel: uma proposta contextualizada de experimento para laboratório de química geral”. Quim.

Nova, 30(5): 1374-1380, 2007. 4 Nas condições utilizadas no experimento proposto, os biodieseis obtidos a partir de óleo de soja in natura possuem densidade de 0,877 g/mL a 25 oC.

aulas práticas de orgânica experimental

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