ApostiladeQu MicaOrg Nica 2007 8725 2

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MATO GROSSO

UNED BELA VISTACURSO TÉCICO EM QUÍMICA

Professores:Francisco de Aquino BEZERRA

Luiz BOTHMaria Ubaldina Costa SANCHES

Olavo Ivo PEREIRAMarcos Feitosa PANTOJA

Wander Miguel de BARROS

APOSTILA DE QUÍMICA ORGÂNICA Práticas, teoria e exercícios

Módulos 1 e 2

Ano letivo: 2007/2

CEFETMT – UNED BELA VISTA – Técnico em Química - Química Orgânica – Mód. 1 e 2

Prezados alunos

Esta é uma proposta de trabalho para todas as bases científicas e tecnológicas

relacionadas à aplicação dos conhecimentos de Química Orgânica. É um material rico e

valioso selecionado por professores que além de químicos, farmacêuticos, foram

aprimorando através das experiências em sua prática.

Chamaremos de Material em Construção com base na Q. O. Procuramos em

nossa prática os conteúdos que entendemos necessários para buscar novas aventuras

no mercado, e na Ciência no vasto campo da fantástica Química Orgânica. Aceitamos

com prazer suas anotações e sugestões.

Durante o MÓDULO 1 e MÓDULO 2 do Curso de Química, estaremos

trabalhando as BASES científicas e tecnológicas relacionadas às HABILIDADES e

COMPETÊNCIAS desenvolvendo práticas e trabalhando as questões teóricas,

manuseando os materiais, vidrarias, equipamentos, reagentes e produtos químicos,

representando as fórmulas químicas, identificando a nomenclatura dos compostos

orgânicos (e inorgânicos) e os conceitos inerentes à compreensão dos fenômenos e a

importância que estes representam no nosso dia-a-dia.

Em virtude do grande número de atividades práticas, precisamos ter consciência

dos perigos que estes podem proporcionar à nossa saúde. Por isso, deveremos sempre

colocar em prática todas as normas de higiene e segurança de laboratório, bem como

usar os equipamentos de proteção individual e coletiva.

Por outro lado, deveremos dar atenção especial para a pesquisa e

desenvolvimento de atividades teóricas, proporcionando uma base forte para a

seqüência dos estudos. O campo de trabalho da área QUÍMICA é muito vasto e

emergente em nosso Estado e os que tiverem dedicação, força de vontade, espírito

crítico e empreendedor mais aprimorado alcançarão seus objetivos com muito sucesso.

A avaliação do desempenho será feita por meio de vários processos:

- esforço, interesse e desenvoltura nas atividades práticas;

- relatórios experimentais, observando as normas técnicas;

- provas escritas e trabalhos;

- assiduidade e pontualidade.

A seguir, estamos anexando os roteiros de práticas, tabelas e listas de exercícios.

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Entendendo os módulos, habilidades, bases e as práticas

Módulo 1. Ambiente laboratorial

H.3 – Química Orgânica (Aplicar as propriedades dos compostos orgânicos)

80 h/aula

0. Normas e funcionamento dos laboratórios de Química do B. V. (pág. 4)

Relatório experimental (pág. 9)

Prática 1. Identificação de compostos orgânicos (pág. 10)

Teoria necessária: introdução ao estudo dos compostos orgânicos

Pesquisa: Ficha técnica

Prática 2. Rotulagem (pág. 13)

Prática 3. Polaridade e solubilidade (pág. 14)

Teoria necessária. Solubilidade x polaridade...

Prática 4. Purificação da gasolina (pág. 18)

Prática 5. Destilação do vinho (pág. 22)

Prática 6. Destilação azeotrópica (pág. 23)

Prática 7. Combustão (pág. 25)

Prática 8. Extração por Soxhlet (pág. 27)

Prática 9. Cristalização e recristalização (pág. 29)

Prática 10. Fracionamento dos componentes do melhoral (pág. 31)

Prática 11. Álcoois: identificação, reatividade e isômeros (pág. 32)

Prática 12. Obtenção da acetona a partir do propan-2-ol (pág. 36)

Prática 13. Obtenção do nitrobenzeno (pág. 38)

Prática 14. Preparação do acetato de isopropila (pág. 41)

Módulo 2 – Análises químicas (pág. 44)

H.9 – Sínteses Orgânicas (Utilizar os procedimentos de síntese orgânica e

avaliação de catalisadores) 60h/aula

Prática 15. Diferenciação de hidrocarbonetos saturados e insaturados (pág. 44)

Prática 16. Detergente econômico (pág. 46)

Prática 17. Saponificação (pág. 48)

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Prática 18. Salicilato de metila (pág. 50)

Prática 19. Iodofórmio (pág. 52)

Prática 20. Polimerização – Obtenção de um plástico (pág. 54)

Prática 21. Extração da cafeína do guaraná e coca cola (pág. 58)

Prática 22. Destilação por arraste de vapor (pág. 59)

Prática 23. Preparação do AAS (pág. 62)

LISTAS DE EXERCÍCIOS:

1ª Lista – Ligações do carbono, fórmulas químicas, cadeias carbônicas, funções químicas (pág. 65)

2ª Lista - Hidrocarbonetos: formulação e nomenclatura (pág. 68)

3ª Lista – Funções orgânicas: formulação e nomenclatura (1) (pág. 71)

4ª lista – Funções orgânicas: formulação e nomenclatura (2) (pág. 73)

5ª Lista – Isomeria (pág. 75)

6ª Lista – Reações orgânicas (pág. 79)

7ª Lista – Reações orgânicas (Revisão) (pág. 84)

Referências (pág. 90)

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Normas de funcionamento dos Laboratórios de Química – UNED

Bela Vista - CEFETMT

“Com demasiada freqüência o homem acaba sendo aquilo que crê ser.Quando eu chego a convencer-me que algo está mais além de minhas forças, pode ser que acabe demasiadamente fraco.Se, pelo contrario, confio plenamente em minha capacidade para levar algo a contento, o mais provável é que o consiga, ainda que inicialmente não estivesse capacitado para ele!” Mahatma Gandhi

Relembrando....

1.0. Dos deveres pessoais

2.0. Normas Gerais

2.1. Dê atenção ao seu trabalho

2.2. Não jogue nenhum material sólido dentro da pia ou nos ralos

2.3. Localize os extintores de incêndio e familiarize-se com seu uso.

2.4. Dedique especial atenção a qualquer operação que necessite aquecimento

prolongado ou que desenvolva grande quantidade de energia.

2.5. Ao se retirar do laboratório, verifique se não há torneiras (água ou gás) abertas.

Desligue todos os aparelhos, deixe todo o equipamento limpo e lave as mãos.

2.6. Sempre que proceder a diluição de um ácido concentrado, adicione-o

lentamente, sobre a água e nunca ao contrário.

2.7. Não gastar soluções desnecessariamente

2.8. Não retornar para os frascos os restos das soluções que deles foram retirados,

evitando assim possíveis contaminações.

2.9. .Não aquecer bruscamente qualquer corpo sólido ou líquido.

2.10. Se algum ácido ou qualquer outro produto químico for derramado, lave o local

imediatamente com bastante água.

2.11. Não aqueça substâncias em recipientes fechados.

2.12. Nunca coloque vidro quente sobre superfícies frias, pois o choque término

poderá trincá-lo.

2.13. Leia sempre as instruções da prática e do manual antes de entrar no laboratório.

2.14. Não trabalhe sozinho no laboratório.

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2.15. Use somente os tipos e quantidades de reagentes específicos no roteiro

2.16. O jaleco é peça obrigatória durante os trabalhos; cabelos soltos, pulseiras,

brincos, anéis e penduricalhos são vetados, e os calçados fechados.

2.17. Ande, no caso de incêndio, jamais corra.

2.18. Os corredores entre as bancadas devem sempre estar livres de

obstruções(cadeiras, bancos, caixas...)

2.19. Não armazenar material em capelas. Mantenha-as sempre limpas e livres.

2.20. Armazenagem: É preciso agrupar os produtos de tal maneira que o espaço seja

aproveitado da melhor maneira possível. Quando são negligenciadas as

propriedades físicas e químicas dos produtos químicos armazenados, pode-se

ter incêndios, explosões, emissão de gases tóxicos, vapores, pó, radiações e

combinações variadas destes efeitos.

2.21. Faça montagens o mais longe possível da borda das bancadas.

2.22. Material que pode rolar (termômetros, tubos capilares, pipetas) deve ser mantido

perpendicular às bancadas.

2.23. Vidro quebrado deve ser recolhido com uma escova. Pedaços menores são

retirados com algodão seguro com uma pinça. Nunca use toalhas.

2.24. Nunca aqueça substancias voláteis ou inflamáveis diretamente na chama; use o

banho-maria.

2.25. Sempre torça, nunca empurre tubos, termômetros, funis.... para que entrem as

rolhas. Unte-os com silicone ou vaselina.

2.26. Não prenda vidro muito fortemente com garras, pois eles se dilatam com o calor.

2.27. Ao despejar as soluções na pia, dilua ou neutralize, com grande quantidade de

água.

2.28. Todo vidro não vazio deverá ter uma etiqueta bem legível.

2.29. Antes de fazer alterações no processo a ser seguido ou na quantidade ou

qualidade dos reagentes, consulte o professor.

2.30. Nunca aponte a abertura do tubo de ensaio para um colega e nem olhe pela

abertura se o tubo contiver água quente ou reagentes.

2.31. Leia com muita atenção os rótulos dos reagentes a serem usados

2.32. É obrigação de todos conservar o material e os equipamentos em bom estado.

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2.33. Reparos são da alçada da “manutenção” ou “serviços gerais”. Você não é

mecânico, eletricista nem bombeiro e não queira ser para evitar desastres.

2.34. Não opere aparelhos sem estar para isto designado.

2.35. Limpeza e arrumação são necessidades para:

Operações seguras

Análise com melhor precisão

Melhor rendimento do trabalho

2.36. Seja em todo trabalho, metódico, asseado, sereno, prudente, delicado e...

elegante!

3. 0 Normas específicas

As normas específicas ficarão a cargo dos professores das disciplinas técnicas,

porque envolve metodologia e estratégias específicas, que ficam livres para cada

instrutor.

4.0. Procedimento em caso de acidente

4.1. Em caso de acidente comunicar imediatamente o professor

4.2. Em caso de cortes e ferimentos, mesmo sendo leves, desinfetar e proteger

4.3. Queimadura com ácido lavar com bastante água e em seguida com sol.

de bicarbonato de sódio.

4.4. Queimadura com álcalis lavar com muita água e em seguida com

solução diluída de ácido acético.

4.5. Queimaduras na pele..... por agentes cáusticos ou corrosivos Lavar abundantemente com água corrente em torneira, no chuveiro de

emergência se necessário e no lava olhos quando no rosto Remover as vestimentas contaminadas, cortando-as se necessário Lavar bem as mãos antes de socorrer ( luvas) Encaminhar para atendimento médico Se necessário praticar respiração artificial

4.6. Queimaduras pequenas provocadas por fogo ou material inflamável Lavar abundantemente com água corrente em torneira, no chuveiro de

emergência se necessário e no lava olhos quando no rosto devem ser tratadas com pomadas apropriadas como vaselina ou ácido

pícrico.( picrato de Butesin) cobrir com gaze estéril, atar sem apertar o ferimento e encaminhar no caso de queimaduras extensas e profundas, limitar-se a cobrir com

gaze estéril e encaminhar imediatamente

4.7. Ferimentos com ferramentas ou materiais cortantes

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Lavar bem as mãos e utilizando-se de gaze estéril e algodão comprimir o ferimento e atar

Pequenas hemorragias podem ser estancadas com sol. cloreto férrico em água destilada

4.8. Intoxicações agudas com gases ou vapores ácidos Remover o acidentado do local do acidente para local arejado,

tomando os devidos cuidados de segurança para entrar na área do acidente.( proteção)

Mantê-lo deitado e moderadamente aquecido Respiração boca a boca se necessário Solicitar assistência médica urgente

4.9. Ingestão de agentes químicos O vômito poderá ser provocado somente se a pessoa estiver

consciente e se o produto ingerido não for corrosivo( ácido ou base)Fornecer ao indivíduo uma solução emética:

1.Solução de sabão ( não usar sabão em pó)2.Um ovo diluído em meio copo d’água

. 3.Uma colher de sal de cozinha em meio copo de água morna 4. Mostarda em água morna:1 colher de sopa para cada copo

5. Sulfato de zinco: 1 g dissolvido em um copo de água quente

Administrar o antídoto específico para o produto ingerido. Verificar no rótulo as indicações do fabricante

4.10. Intoxicação com ácido ......................tomar bastante leite de magnésiaÁlcalis......................ácido acético diluído a 3%Sais.........................tomar bastante leiteGases e vapores.....respirar profundamente ao ar livre

Papel da água, do leite e dos ovos: A água é imprescindível no socorro, pura ou em soluções eméticas na

diluição dos venenos. leite é muito empregado no socorro, pois sua proteína atacada pelos

ácidos, coagula acarretando-os. Combina-se com alguns tóxicos formando compostos inócuos.

Do ovo a clara tem a albumina que coagula com alguns venenos. Usado após o vomito como antídoto.

Carvão: possui propriedades absorventes, e é inofensivo empregado para socorro. 1g de carvão absorverá 40 mg de fenol e até 500 mg de estricnina.

Antídoto Universal;Carvão pulverizado 2 partes ( pão torrado, pulverizado)Ácido tânico 1 parte( chá forte)

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Óxido de magnésio 1 parte( leite de magnésia)dose: 1 colher de chá para cada copo de águaTorna-se emético quando toma-se 3 a 4 vezes

Primeiros socorros – Substancias envolvidas

Mercurocromo: Cicatrizante de cortes – curativos Álcool amoniacal; estimulante Bicarbonato de sódio: neutralização de ácidos fortes Tintura de iodo a 10%: curativos, queimaduras, limpeza Álcool canforado1%: reanimante, não para cardíacos Ácido pícrico 2%: queimaduras ( não por reagentes químicos) Solução amoniacal 5%;neutralização de ácidos fortes Água oxigenada a 10%: limpeza de ferimentos Cloreto férrico a 10%: Coagulagem ( pequenos hemorragias) Hidróxido de sódio 0,1N: neutralização de ácidos fortes Água de cal: neutralização estomacal Álcool purificado: limpeza de ferimentos, soltar curativos Mistura éter/acetona: limpeza de curativo Água boricada 3%: colírio Glicerina alcalina: queimaduras Cloreto de sódio 30%: emético Ácido acético 5%: neutralização de bases fracas

5.0.Sugestões

5.1. Relatórios

Para redigir, de maneira geral, qualquer texto, deve-se seguir este parâmetro:

O que? Por quê

Quem?Onde?

Quando?Como?

Quanto?E daí?

A ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas determina as orientações

técnicas para a construção de relatórios, monografias, dissertações, teses, ou seja,

trabalhos científicos. Estaremos estabelecendo a normatização de nossos relatórios.

Relatório Experimental

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O relatório experimental é formado das seguintes partes:

CAPA: nome (superior, centralizado), relatório experimental (centralizado, meio da página), data do relatório (inferior, centralizado)

FOLHA DE ROSTO: Superior: Instituição, curso, módulo, bloco, habilidade, professorCentralizado: Título da práticaInferior: data da prática

DEDICATÓRIA (opcional)

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO1.1 – Objetivos1.2 – Fundamentação teórica

2. TÉCNICAS E MÉTODOS2.1 – Materiais, equipamentos e reagentes2.2 – Procedimento2.3 – Esquema simplificado (desenho do sistema, foto, recorte)

3. DISCUSSÃO DOS RESULTADOS3.1 – Observações, cálculos, resultados3.2 – Questionário

4. CONSIDERAÇÕES (conclusão)

REFERÊNCIAS (bibliografia, observar normas técnicas)

ANEXOS (se tiver: tabelas, gráficos, fichas técnicas...)

O relatório, de preferência, é digitado, observando as seguintes características: - papel A4- Fonte: Times New Roman- Tamanho da letra: 12 (citações, rodapé = 10)- Espaço: 1,5 (citações, rodapé = simples)

A capa não tem numeração; folha de rosto, dedicatória, sumário podem ser enumeradas por i, ii, iii; a partir da Introdução, é paginado – superior, direita, a partir de 4 (ou 3, sem dedicatória).

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PRÁTICA 1. IDENTIFICAÇÃO DE COMPOSTOS ORGÂNICOS E INORGÂNICOS

Para iniciar o estudo da química orgânica, vamos catalogar os principais reagentes

químicos do nosso laboratório, fazendo a leitura do rótulo e completando o quadro a seguir:

NomeRótulo

Fórmula estrutural

Classificação Nome sistemático

Observações

Acetato de cálcio

Acetato de etila

Acetato de sódio

Acetona

Ácido acético (glacial)

Ácido benzóico

Ácido bórico

Ácido clorídrico

Ácido nítrico

Ácido salicílico

Ácido sulfônico

Ácido sulfúrico

Álcool isoamílico

Álcool butílico normal

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Álcool isobutílico

Álcool etílico

Álcool metílico

Álcool isopropílico

Álcool propílico normal

Aldeído benzóico

Anidrido acético

Anilina

Benzeno

Ciclo-hexano

Ciclo-hexeno

Cloreto de magnésioCloreto de sódio

Clorofórmio

Éter etílico (éter sulfúrico)

Fenol ou ácido fênico

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Formol (formaldeído)

Glicerina

Hexano

Hidróxido de sódioIodo ressu-blimado

Naftaleno (naftalina)

Nitrobenzeno

Sulfato cúprico

Sulfato de magnésio

Tetracloreto de carbono

Tolueno (toluol)

β-naftol

Xileno (xilol)

PRÁTICA 2. ROTULAGEM

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Nos laboratórios químicos precisamos usar de diversas soluções. Quando

produzimos um composto, este é armazenado em recipiente adequado. Para ambos os

casos, os recipientes devem ser rotulados. O rótulo deve ter as informações sobre o

produto, bem como do responsável.

Nesta prática, observaremos os rótulos de diversos frascos coletores existentes no

laboratório.

Verifique os rótulos de:

um reagente químico;

uma solução;

um extrato ou produto obtido nas práticas.

Escolha um dos produtos analisados e faça um rótulo usando etiqueta, observando

as seguintes informações:

Modelo francês

Letras maiores

Letras menores

Modelo espanholx

4x

x

PRÁTICA 3. POLARIDADE E SOLUBILIDADE

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Escola ou empresa

Nome da solução

Fórmula Concentração

Data Preparador

Escola ou empresa

Nome da solução

Fórmula ConcentraçãoData Preparador


A. Compostos iônicos e compostos covalentes moleculares

Os compostos químicos são classificados em iônicos ou moleculares de acordo

com o tipo de ligação que apresentam.

O NaCl (cloreto de sódio ou sal de cozinha) é formado por um aglomerado de

íons Na+ e Cl-. Já o composto H2O é formado por ligações covalentes:

Os compostos iônicos apresentam ao menos uma ligação iônica

e os compostos moleculares apresentam todas as ligações covalentes

entre seus átomos.

Vejamos algumas características dos compostos orgânicos e inorgânicos.

Principais diferenças entre compostos orgânicos e inorgânicos

Compostos Inorgânicos

Compostos Orgânicos

Elementos envolvidos Todos os elementos conhecidos

C,H,O,N,S, halogêneos e alguns metais

Tipos de ligações (prdominância)

Iônicas Covalentes

Catalisador Normalmente não necessitam

Geralmente sim

Mecanismos de reação Iônicos VáriosPropriedades físicas

1. Ponto de fusão

2. Ponto de ebulição

3. Solubilidade

4. condutividade

Maior que 700º

Alto

Água

Eletrólito

Menor que 300º

Baixo

Solventes orgânicos

Não eletrólito

Nº de compostos conhecidos *

200.000 15.000.000

* NETO, Antônio de Carvalho Nogueira & DIAS, José Ricardo Gomes, 2005.

B. POLARIDADE

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H — O \ H


Os compostos moleculares podem ser polares ou apolares de acordo com a

natureza de seus átomos.

Os átomos de flúor, oxigênio, cloro, nitrogênio, bromo... são eletronegativos, isto

é, têm a propriedade de atrair os pares eletrônicos de suas ligações com outros

átomos. Por exemplo, na ligação H — Cl, o Cl, por ser mais eletronegativo, atrai o par

eletrônico da ligação formando um pólo negativo. O H, por sua vez, forma um pólo

positivo. Como a molécula de HCl apresenta dipolo, a molécula é polar.

A molécula de Cl2 é apolar porque os dois átomos não apresentam diferença de

eletronegatividade.

A molécula de H2O, se fosse linear, seria apolar, pois a resultante das forças

atrativas entre os átomos seria nula. Mas como as ligações são angulares, a resultante

entre as duas forças é maior do que zero.

Eletronegatividade de alguns átomos:H = 2,1; C = 2,5; O = 3,5; N = 3,0; F = 4,0; Cl = 3,0; Br = 2,8; I = 2,5; S = 2,5; P = 2,1

Atividade:Verifique se os seguintes compostos são polares ou apolares:

a) I2

b) H2

c) NH3

d) CH4

e) CH4Of) C2H6O (etanol)g) C4H10O (éter dietílico)h) CH3 Cli) CH2Cl2j) CHCl3k) CCl4l) C2H4

m) C2H2

n) C3H8

o) C3H8O (propan-2-ol)p) C6 H6 (benzeno)

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H — O — H ⇒ H → O ← H(Errado)

H — O ⇒ H → O \ H H(Certo)


C. SOLUBILIDADE E MISCIBILIDADE

Quando colocamos uma pitada de sal num copo de água, o sal desaparece, ou

seja, os íons Na+ e Cl- se separam e permanecem dissociados no meio aquoso.

Dizemos, então, que o sal dissolve na água. Os íons são capazes de conduzir a

corrente elétrica.

Quando colocamos uma pitada de açúcar num copo de água, as moléculas de

açúcar (sacarose) se separam e permanecem distantes no meio aquoso. O açúcar é

solúvel em água, mas não conduz a corrente elétrica.

Quando misturamos álcool etílico com água, os dois formam uma mistura

homogênea, quaisquer que sejam as proporções. Etanol tem solubilidade infinita em

água, ou seja, água e álcool são miscíveis em quaisquer proporções.

Quando misturamos gasolina e água, formam uma mistura heterogênea. A

gasolina é insolúvel em água. Gasolina e água são imiscíveis.

A gasolina comum apresenta em solução até 24% de álcool etílico. O álcool é

limitadamente solúvel em gasolina.

Observe a polaridade dos compostos acima citados. Verifique que:

polar dissolve polar, apolar dissolve apolar; ou

semelhante dissolve semelhante.

D. ATIVIDADE PRÁTICA

OBJETIVOS

Diferenciar substâncias polares e apolares.

Verificar a solubilidade das substâncias.

MATERIAIS

05 tubos de ensaio com estante, pipetas, pêras, espátulas, um suporte universal com

garra, uma bureta de 50 mL, um béquer, um bastão de vidro (ou caneta ou ebonite ou

canudos de refrigerante), proveta de 50 mL, água destilada, naftaleno, metanol, óleo

de soja, iodo, ácido benzóico, álcool butílico normal, hexano, éter dietílico, clorofórmio,

parafina.

PROCEDIMENTO

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Primeira parte: Polaridade

Numa haste metálica, prender uma bureta de 50 mL. Completar a bureta

com água destilada.

Atritar o bastão de vidro (ou caneta ou ebonite) em lã ou no cabelo até

conseguir um campo elétrico (teste-o com papel picado) ou use um ímã.

Abrir a torneira até conseguir um filete do líquido. Aproximar o bastão

atritado e verificar se há desvio do filete de água.

Repetir o teste com álcool butílico, hexano, metanol

OBS: no final do teste, armazenar o metanol, álcool butílico e hexano (e rotular) para a próxima prática.

Segunda parte: solubilidade

Pegar 5 tubos de ensaio, enumerá-los de 1 a 5 e colocar um grânulo de iodo

em cada um deles.

acrescentar 5 mL de água no 10, 5 mL de éter dietílico no 20 , 5 mL de

clorofórmio no 30, 5 mL de álcool butílico normal no 40 e 5 mL de etanol no 50.

anotar no quadro as suas observações.

Repetir o teste com naftaleno, cloreto de sódio e óleo de cozinha, tendo

sempre o cuidado de usar quantidades iguais do mesmo soluto.

Solvente Iodo Naftalina Ácido benzóico

Óleo de cozinha (1mL)

Parafina

Água

Éter dietílico

Clorofórmio

Álcool butílico

Metanol

Hexano

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PRÁTICA 4. PURIFICAÇÃO DA GASOLINA

INTRODUÇÃO

Do petróleo são separadas, por destilação diversas frações, uma das quais é a

gasolina. As diversas frações destilam de acordo com a faixa de ebulição e massa

molecular relativa expressa pelo número de átomos de carbono.

FRAÇÃO TEMPERATURA DE DESTILAÇÃO (0C)

NÚMERO DE ÁTOMOS DE CARBONO

Ás Abaixo de 40 C1 a C4

Éter de petróleo 40 a 70 C5 a C6

Nafta leve ou ligroína 90 a 120 C8 a C9

Gasolina natural 40 a 200 C6 a C11

Querosene 150 a 300 C10 a C16

Óleo diesel 250 a 400 C15 a C18

Óleo lubrificante Acima de 400 C16 a C20

Parafinas Acima de 400 Acima de C20

Piche asfáltico e resinas Acima de 400 Acima de C22

Cada uma das frações constitui uma mistura de hidrocarbonetos de difícil

separação. Este elevado número de compostos se deve à ocorrência de muitos

isômeros em cada fração (depois do gás).

Os compostos derivados do petróleo, de modo geral, são combustíveis. Destes,

a fração mais importante é a gasolina. A fração gasolina é insuficiente para atender a

demanda. Faz-se, então, o craqueamento (ou cracking – do inglês “to crack” = quebrar)

das frações de alto ponto de ebulição.

O cracking consiste na quebra de moléculas de elevado peso molecular em

outras menores, na presença de catalisador de silício- alumínio finamente dividido, à

temperatura de 450-5500C e pequena pressão.

Exemplo:

O cracking tem as seguintes finalidades:

produzir gasolina em maior quantidade e melhor qualidade;

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C14 H30 catalisadores C8 H18 + C6 H12

Δ (alcano – (alceno) Gasolina)


produzir alcenos e outros derivados para a indústria petroquímica.

O principal componente da gasolina é o iso-octano (2,2,4-trimetilpentano). É o

componente que apresenta melhor resistência à compressão nos motores à gasolina. A

mistura gasolina – ar é submetida à compressão no interior do carburador, que varia

com a potência do motor. Quanto maior a potência, maior será a compressão. A

simples compressão da mistura pode produzir a sua detonação antes de chegar a

faísca da vela. Esta detonação prematura (pré-ignição) diminui a potência do motor. A

qualidade da gasolina depende de sua maior ou menor resistência à compressão sem

detonação quando em mistura com o ar.

Foi estabelecida a octanagem ou índice de octanas para avaliar a resistência da

gasolina à compressão. Foi atribuído o valor de 100 % ao isooctano (melhor

desempenho) e zero ao heptano (pior desempenho). Assim, uma gasolina com índice

de octanagem 73 é aquela que oferece resistência à compressão idêntica à de uma

mistura que contêm 75 % de iso-octano e 23 % de heptano. De modo geral, a gasolina

amarela apresenta índice de octanas igual a 73; a gasolina azul, 85; o

isopropilbenzeno, 130.

Existem substâncias que, adicionadas à gasolina, aumentam sua resistência à

compressão. São os antidetonantes. Exemplos: tetraetilplumbano (proibido), naftalina,

decalina, álcool etílico, MTBE...

No Brasil, como é grande a produção de álcool etílico, é permitido adicionar até 24

% de etanol à gasolina. Na prática de hoje, vamos determinar a porcentagem de álcool

existente numa amostra de gasolina.

OBJETIVOS

Separar misturas homogêneas através da solubilidade seletiva.

Determinar a porcentagem de álcool na gasolina.

Formular e nomear hidrocarbonetos e outros compostos orgânicos.

MATERIAIS

Gasolina, solução saturada de cloreto de sódio, proveta de 25, 50 e 100mL, funil de

separação, suporte universal, garra com anel, funil de vidro,.

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PROCEDIMENTO1. Numa proveta, medir 25 mL de gasolina e transferir para o funil de separação.

2. Acrescentar 25 mL de solução saturada de NaCl.

3. Agitar vigorosamente durante 2 minutos. De vez em quando, com a ponta do

funil para cima, abrir a torneira para deixar escapar os gases.

4. Deixar decantar até a separação completa das fases.

5. Separar as fases, medir separadamente os novos volumes da gasolina e da

água e calcular a porcentagem de álcool da gasolina.

6. Repetir a experiência juntando 50 mL de água destilada e 50 mL de gasolina

numa proveta de 100 mL com tampa; agitar a mistura e deixar decantar; medir o

volume de gasolina e determinar a porcentagem de álcool.

7. Medir 25 mL de água destilada e 25 mL de etanol, juntar numa proveta de 50 mL

e observar o volume final. Houve contração de volume? Por quê? Que implicações

isto pode ter nos procedimentos usados nos postos para medir a porcentagem de

álcool na gasolina?

QUESTÕES

a. Qual o percentual de álcool contido na gasolina?

b. De que maneira a solução saturada de NaCl retira o álcool da gasolina?

c. Como poderíamos separar o álcool da solução saturada de NaCl?

d. Qual a finalidade da operação de craqueamento na indústria petroquímica?

e. Indique um processo para aumentar a resistência à compressão da gasolina.

f. O que significa a gasolina apresentar octanagem 70?

g. Qual a importância social e econômica da adição do álcool à gasolina?

h. Cite os processos de separação de misturas usados nesta prática.

i. Quais são os principais componentes do gás de cozinha?

j. Dê a fórmula estrutural e a classificação dos seguintes compostos:

1. metano

2. etano

3. propano

4. butano

5. pentano

20


6. hexano

7. heptano

8. octano

9. metilpropano

10.2,2-dimetilpentano

11.2,3,4-trimetilpentano

12.2,2,4-trimetilpentano

13.eteno

14.etino

15.ciclopentano

16.propadieno

17.buta-1,3-dieno

18.ciclo-hexeno

19.benzeno

20.metilbenzeno

21. isopropilbenzeno

22.naftaleno

23.decalina

24.etanol

25.butan-1-ol

26. tetraetilplumbano ou tetraetil-chumbo

27.MTBE (etil terc-butil éter) ou éter terc-butílico e metílico

28.Etoxietano

29.Benzenol (ou hidroxibenzeno fenol comum)

30.Benzenamina (ou fenilamina ou anilina)

31.Nitrobenzeno

32.Etanal

33.ácido etanóico

34.anidrido etanóico

21


PRÁTICA 05. DESTILAÇÃO DO VINHO

OBJETIVOS

Montar um sistema de destilação simples.

Separar componentes de mistura através da destilação.

Identificar componentes do vinho.

MATERIAIS

Sistema de destilação (balão, condensador de Liebig, rolhas, termômetro, mangueiras

de borracha), béquer, tripé, tela de amianto, bico de bunsen, pérolas de vidro, proveta

de 100 mL, funil.

PROCEDIMENTO

1) Montar o sistema para destilação simples.

2) Colocar no balão de destilação, através de um funil, 100 mL de vinho tinto, junto com

cinco pérolas de vidro para evitar a superebulição.

3) Fechar o balão com uma rolha que contenha um termômetro e iniciar o aquecimento.

4) Observar o aquecimento da solução até a ebulição, acompanhando o aumento da

temperatura fazendo os registros. Considera o tempo inicial quando destila a primeira

gota, anotando a respectiva temperatura.

t(min) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 ....

T(°C)

V(mL) 0

5) Observar a destilação. Identificar pela cor, cheiro e intervalo de ebulição o líquido

destilado até 20 mL. Continuar a destilação até a temperatura chegar a 100° C.

6) Observar a cor e o aspecto do resíduo no balão de destilação e o líquido formado na

parte superior do balão e na base do termômetro. Desligar o bico de Bunsen. Esperar

esfriar. Desmontar o sistema, lavar e guardar os materiais.

QUESTÕES

1) O vinho é substância pura ou mistura? Por quê?

22


2) Qual a temperatura de ebulição no início da destilação do vinho? E a temperatura

final?

3) Qual a utilidade das pérolas de vidro?

4) Por que a entrada de água no condensador é feita pela parte inferior?

5) Qual o álcool obtido na destilação do vinho? Dê a fórmula estrutural, molecular,

nome sistemático e classe funcional.

6) O que é mistura azeotrópica?

7) Qual a faixa de temperatura de destilação do álcool puro?

8) Qual é o intervalo de temperatura de ebulição da mistura álcool-água?

9) Qual a temperatura inicial de destilação da água pura?

9) Construir os gráficos:

a) Tempo (ordenada) x Temperatura (abcissa)

b) Curva de destilação volume (abcissa) x temperatura (ordenada).

11) Observe o rótulo do vinho e identifique alguns dos componentes do resíduo que

permanece no balão de destilação.

PRÁTICA 06. DESTILAÇÃO AZEOTRÓPICA

Certas substâncias, quando misturadas dentro de determinadas proporções fixas

e variáveis, apresentam comportamento semelhante ao das espécies químicas com

relação à temperatura de ebulição. Tais misturas são chamadas azeotrópicas e, como

exemplo, temos a mistura álcool comum e água, quando estão na proporção de 95,5%

de álcool e 4,5% de água. Quando esta proporção varia, o comportamento da mistura

com relação ao ponto de ebulição também varia.

Nesta prática faremos a destilação azeotrópica da mistura etanol-acetona.

Observe cuidadosamente ao temperatura de início da destilação e faça as anotações

precisas em cada intervalo de tempo. Traçando os gráficos, podemos observar as

variações, indicando a diferença na composição da mistura.

OBJETIVOS

- Determinar o ponto de ebulição de substâncias.

- Traçar gráficos e curvas de destilação.

23


SUBSTÂNCIAS: Acetona e álcool etílico.

MATERIAIS

Sistema de aquecimento (chapa ou manta ou bico de Bunsen), balão de destilação,

condensador de Liebig, três provetas de 50 ou 100 mL, termômetro, suporte, garras,

rolhas, pérolas de vidro, mangueiras de borracha.

PROCEDIMENTO:

1 – Montar o sistema de destilação simples. Introduzir 150 mL da SP (75 mL de acetona

+ 75 mL de álcool etílico) e algumas pérolas de vidro no balão de destilação. Aquecer o

sistema e anotar a temperatura (0C) de 2 em 2 minutos após a primeira variação. Anotar

o PE. (recolher o destilado na proveta, trocando-a a cada 50 mL, aproximadamente)

. Elaborar tabelas de T(0C) x t (min) para a substância usada:

t

(min) 0

T

(0C)

V

(mL) 0

ATIVIDADES

1 - Traçar os gráficos em papel quadriculado ou milimetrado.

c) Tempo (ordenada) x Temperatura (abcissa)

d) Curva de destilação volume (abcissa) x temperatura (ordenada).

2 – Desenhar o esquema da montagem.

3 – Questões:

a) Elaborar um conceito para ponto de ebulição.

b) Conceituar pressão de vapor.

c) Como a pressão externa influencia no ponto de ebulição?

d) Explicar a estabilização durante a mudança de fase.

e) Explicar o uso das pérolas de vidro.

24


f) Conceituar mistura azeotrópica

PRÁTICA 07. COMBUSTÃO

INTRODUÇÃO

Combustão é a reação do combustível com o O2 do ar (comburente). É o

fenômeno químico resultante da ação recíproca do material combustível e do

comburente.

Combustível é todo material suscetível de queimar; comburente é a substância

que alimenta a combustão. O ar atmosférico, por intermédio do oxigênio que contém, é

o comburente por excelência.

Se o comburente é representado por uma única substância, o combustível

comumente se encontra sob as mais variadas formas. Assim, os combustíveis podem

ser orgânicos ou minerais, naturais ou artificiais, sólidos, líquidos ou gasosos. Entre os

minerais destacam-se carbono, enxofre, fósforo, arsênico, hidrogênio e alguns minerais.

Entre os combustíveis orgânicos destacam-se os hidrocarbonetos, álcoois, éter,

acetona, ácidos graxos, etc.

Os produtos da combustão dependem da composição química do combustível. O

C transforma-se em CO2, o H em H2O(v), o S em SO2, o P em P2O5, o N transforma-se

no gás elementar N2.

Além do combustível e do comburente, é necessário um “iniciador” da reação

(faísca ou chama).

A combustão pode ser completa ou incompleta. A combustão será completa

quando houver excesso de O2 e formará CO2 e H2O, com o fornecimento de energia na

forma de calor e de luz. Neste caso, todo o C é transformado em CO2.

Quando houver escassez de O2 , a combustão será incompleta. Além de CO2 e H2O, há

formação de CO ou fuligem (C) ou negro-de-fumo. Diz-se, então, que entre os produtos

da combustão ainda se encontram gases combustíveis como CO e H2.

Seja a combustão do metano:

a) CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O +

b) CH4 + 3/2 O2 → CO + 2 H2O +

c) CH4 + O2 → C + 2 H2O + (o C formado é conhecido como “negro de fumo”)

25


A finalidade do combustível para fins industriais é a produção de calor. Por esse

motivo, exigem-se das substâncias requisitos especiais para que sejam enquadradas

entre os combustíveis. Denomina-se combustível toda substância que queima em

contato com o ar produzindo calor. Para isso, deve satisfazer às seguintes condições:

queimar lentamente, existir em abundância na natureza, extração econômica, não

produzir gases corrosivos e tóxicos.

Os combustíveis industriais podem ser naturais e artificiais.

São combustíveis naturais:

A – sólidos: lenha e carvões fósseis (antracito, hulha, linhita, turfa);

B – Líquido: petróleo;

C – gasoso: gás de pântano.

São combustíveis artificiais:

A – Sólidos: carvão de madeira, coque;

B – líquidos: metanol, etanol, derivados do petróleo;

C – gasosos: gás de iluminação, gás d’água, gás de gerador, gás de alto-forno, gás de

esgoto, gás acetileno.

OBJETIVOS

- Diferenciar o tipo de combustão que ocorre em diferentes substâncias orgânicas.

- Observar o calor liberado, e o tipo de reação (endotérmica ou exotérmica).

MATERIAIS

- placa de petri ou cadinho de porcelana, pipetas, fósforo.

REAGENTES

- metanol, etanol, álcool isopropílico, álcool isobutílico, gasolina, benzeno, hexano,

benzina.

PROCEDIMENTO

a) Medir 1 mL de metanol, colocar na placa de petri (ou cadinho de porcelana).

26


b) Acender o metanol com fósforo, observar a cor da chama e o calor desprendido.

Verificar se desprende fumaça ou fuligem.

c) Repetir o procedimento, um por um, com etanol, álcool isopropílico, álcool

isobutílico, gasolina, benzeno, éter de petróleo, benzina (para estes três últimos,

molhar o bastão de vidro com os combustíveis e testar no bico de bunsen).

QUESTÕES

1) Dê a fórmula estrutural e nome sistemático de cada reagente usado.

2) Equacione a reação de combustão completa de cada combustível usado

(observe o balanceamento das reações).

3) Para que serve o “negro de fumo”?

4) Qual das reações acima apresenta chama azulada?

5) Quais das combustões acima são fuliginosas?

6) Conceitue combustível e comburente.

7) Em que se diferenciam os combustíveis comuns dos industriais?

PRÁTICA 08. EXTRAÇÃO POR SOXHLET

INTRODUÇÃO

Para extração contínua de substâncias de vegetais ou outros materiais, o

aparelho de soxhlet é comumente usado. Este processo consiste em passar através do

material algum solvente de polaridade compatível com a substância que pretendemos

extrair. Os solventes mais usados são: metanol, etanol, hexano, benzeno, clorofórmio,

água, éter de petróleo, acetona, etc.

O aparelho de soxhlet consiste em três peças: balão, extrator (peça

intermediária) e condensador de refluxo. O solvente é colocado no balão, juntamente

com pérolas de porcelana ou de vidro; no extrator é colocado o material do qual se quer

fazer a extração, que, depois de macerado, é colocado dentro de um cartucho próprio.

O solvente é aquecido em chapa ou manta elétrica ou bico de bunsen, e seus vapores

misturam com o material contido no extrator. Os vapores são condensados e voltam ao

27


extrator, dissolvendo as substâncias contidas no material. Quando o material extraído

atinge o topo do extrator, é sifonado para dentro do balão. O processo se repete

automaticamente até que se completa a extração.

Pela extração isolam-se e purificam-se numerosos produtos naturais como: óleos

essenciais, vitaminas, alcalóides, gorduras, corantes, etc. O extrato obtido será

submetido a outros processos como destilação, cristalização, decantação, evaporação,

separando o solvente da substância desejada.

OBJETIVOS:

- Extrair materiais orgânicos de vegetais.

- Manipular corretamente o aparelho de soxhlet.

- Diferenciar solventes polares e apolares

MATERIAIS

Almofariz e pistilo, aparelho de soxhlet, mangueiras de borracha, papel de filtro, pérolas

de vidro, béquer, proveta, faca.

REAGENTES

Solvente (álcool etílico, hexano), sementes (ou cascas, tubérculos, bulbos, folhas ou

frutos).

EQUIPAMENTOS

Chapa ou manta de aquecimento ou bico de bunsen. No caso de bico de bunsen,

necessita de tripé, tela de amianto e suporte universal com garra. E para manta de

aquecimento, necessita de suporte universal com garra.

PROCEDIMENTO

Cada grupo terá um material diferente para fazer a extração: girassol, amendoim,

casca de laranja, mamona, beterraba cenoura, cebola, acerola.. seguindo o

procedimento:

28


- Macerar o material em almofariz, colocar dentro do cartucho (que pode ser de

papel de filtro); ajustar o cartucho na base do corpo do extrator, tendo o cuidado

de deixar livre o refluxo do solvente.

- Colocar algumas pérolas de ebulição no balão e acrescentar cerca de 200 mL do

solvente (metanol, etanol, propanol-1, propanol-2).

- Adaptar ao extrator o condensador de refluxo, completar a montagem do sistema

cuidando para não haver perda de vapores, iniciar o aquecimento.

- Observar a formação de vapores, a condensação, o preenchimento do extrator, o

refluxo ao menos três vezes.

- Desligar o sistema de aquecimento, esperar esfriar o extrato, desligar o

condensador, desmontar todo o sistema.

- Guardar o extrato para posterior separação e purificação.

QUESTÕES

1) Desenhe o sistema usado para extração por soxhlet.

2) Cite outros tipos de extração de substâncias naturais.

3) Pesquise os principais componentes (nome, fórmula estrutural) de cada extrato

obtido.

PRÁTICA 09. CRISTALIZAÇÃO E RECRISTALIZAÇÃO

INTRODUÇÃO

Análise Orgânica é a parte da Química que trata da purificação e da identificação qualitativa e quantitativa dos elementos constituintes de uma substância. Estes trabalhos podem ser enquadrados em duas classes de pesquisas: análise imediata e caracterização das substâncias puras.

A análise imediata é o conjunto de processos utilizados para separação e purificação dos componentes de uma mistura.

Os principais métodos de separação e de purificação empregados são: extração, recristalização, destilação e sublimação.

A purificação por recristalização é a mais empregada em química orgânica. Os principais dissolventes utilizados são o metanol, o etanol, éter comum, éter de petróleo, propanona, clorofórmio, tetracloreto de carbono e sulfeto de carbono.

Na maioria dos casos, uma substância tem poucos dissolventes apropriados que podem ser utilizados na sua purificação. Em cada caso, é preciso investigar qual é o mais apropriado. O melhor dissolvente é aquele no qual a substância seja bastante solúvel a quente e pouco a frio e onde as impurezas sejam bem solúveis.

29


Uma vez escolhido o melhor dissolvente, a substância é dissolvida a quente; em seguida, faz-se a filtração a quente; depois, é resfriada. A substância cristaliza ao esfriar e é separada por filtração do resto da solução na qual ficaram dissolvidas as impurezas. Comumente, são feitas diversas recristalizações até que a substância atinja um grau de pureza aceitável.

Na presente prática, faremos e recristalização da naftalina (ou naftaleno comercial) testando os seguintes dissolventes: metanol, etanol, propanol e butanol.

OBJETIVOS

- Identificar os princípios da recristalização.- Reconhecer a importância do solvente adequado na purificação de uma

substância a partir da recristalização.

MATERIAIS E REAGENTES

Naftalina, metanol, etanol, propan-1-ol, butan-1-ol, acetona, clorofórmio, éter comum, tetracloreto de carbono, balança vidro de relógio, espátula, proveta de 50mL, 2 erlenmeyer de 125 ou 250 mL, chapa de aquecimento, papel de filtro, bastão de vidro, funil de vidro, dois papéis de filtro.

PROCEDIMENTO

- Formar quatro grupos. Cada grupo irá trabalhar com dissolvente diferente.- Pesar 5 g de naftalina pulverizada. Colocá-la no erlenmeyer. Juntar 50 mL do dissolvente. Aquecer sobre a chapa de aquecimento. Preparar um papel de filtro na forma de cone ondulado e filtrar a quente a solução em funil de vidro. Dividir o filtrado em duas partes iguais. Deixar esfriar a solução filtrada – uma na geladeira e outra à temperatura ambiente - e observar a recristalização do naftaleno. Filtrar em filtro liso recolhendo o filtrado em erlenmeyer. Deixar secar ao ar os cristais. Pesar os cristais secos e calcular o rendimento percentual da recristalização. Comparar os resultados dos quatro grupos. - Verificar se o naftaleno é solúvel em éter comum, clorofórmio, acetona, tetracloreto de carbono, colocando alguns cristais em tubo de ensaio e acrescentando 1 mL do solvente.

QUESTÕES

1. Entre os dissolventes usados na recristalização do naftaleno, qual é o mais adequado? Por quê?

2. A recristalização foi mais eficiente à temperatura normal ou na geladeira?3. Qual a finalidade da recristalização? Que outros processos podem ser usados

para a mesma finalidade?4. Os dissolventes usados na recristalização são polares ou apolares? Qual é mais

polar? Por quê?5. Comparar os cristais de naftaleno com a naftalina. Em que eles diferem? 6. Sugira um dissolvente apropriado para a recristalização de:A – ácido benzóico

30


B – benzofenona C – ácido cítrico

7. Os solventes – acetona, éter, clorofórmio e tetracloreto de carbono- são polares ou apolares? Estabeleça uma ordem de polaridade entre eles.

8. Dê a fórmula estrutural, nome sistemático, nomes classe-funcionais e função de cada um dos compostos orgânicos citados nesta prática.

PRÁTICA 10. FRACIONAMENTO DOS COMPONENTES DO MELHORAL Extração ácido-base


Comprimidos Melhoral (ao menos 5), clorofórmio, sol. aquosa de bicarbonato de sódio a

5%, sol. de HCl a 5%, gral com pistilo, béquer de 100 mL, papel de filtro, funil de

buchner, trompa de vácuo ou bomba de vácuo, funil de decantação de 200 mL, sistema

de destilação simples, gral (almofariz) com pistilo.

PROCEDIMENTO

1. Pulverizar os comprimidos (cerca de 5) de Melhoral num gral. Pesar a massa.

2. Transferir o pó para um béquer de 100 mL e adicionar cerca de 30 mL de

clorofórmio (lavar o gral com clorofórmio). Misturar até dissolução do A.A.S. e

cafeína.

3. Filtrar num funil de buchner e desprezar o resíduo.

4. Transferir o filtrado para um funil de decantação de 200 mL e colocar cerca 15

mL de solução aquosa de bicarbonato de sódio a 5%. Agitar o funil de

decantação por várias vezes para que todas as moléculas de AAS possam reagir

com o bicarbonato, transformando-se no sal sódico correspondente, solúvel em

água. Inverter o funil e abrir a torneira após cada agitação, para que os gases

formados possam ser eliminados.

5. Colocar o funil no suporte e destampá-lo. Após decantação, haverá uma mistura

bifásica onde a fase mais densa é a mistura clorofórmio + cafeína, e a menos

densa, a solução aquosa do sal correspondente ao AAS.

31


6. Coletar a fase clorofórmica num béquer tarado previamente. Evaporar o solvente

na chapa de aquecimento. Após esfriar, pesar novamente o béquer. A diferença

de peso é a massa de cafeína obtida. Comparar com a indicação do rótulo.

7. No funil de decantação, adicionar 20 mL de solução de HCl a 5% à solução

aquosa do sal correspondente ao AAS. Agitar o funil por diversas vezes e

proceder como no caso anterior para eliminação dos gases.

8. Adicionar cerca de 30 mL de clorofórmio, agitar novamente para que AAS passe

para a fase clorofórmica e deixar decantar. Tem-se uma mistura bifásica onde a

mais densa é o clorofórmio + ácido salicílico.

9. Coletar a fase clorofórmica num béquer tarado previamente. Evaporar o solvente

na chapa de aquecimento. Retirar o béquer da chapa antes de secar e terminar a

evaporação à temperatura ambiente, pois o AAS decompõe com o calor. Após

esfriar, pesar novamente o béquer. A diferença de peso é a massa de AAS

obtida. Comparar com a indicação do rótulo.

QUESTÕES

1. Quais são os principais componentes do “Melhoral”? Indique a porcentagem.

2. Dê a fórmula estrutural da cafeína, clorofórmio, AAS e ácido salicílico.

3. Equacione a reação do AAS com bicarbonato de sódio.

4. Equacione a reação do sal correspondente ao AAS com HCl.

5. De que é formada a solução aquosa formada no procedimento 8?

6. Indique um método de separação do ácido acético da solução aquosa de NaCl.

PRÁTICA 11. ÁLCOOIS - IDENTIFICAÇÃO, REATIVIDADE E

ISÔMEROS

INTRODUÇÃO

Nesta prática estaremos reforçando a formulação e nomenclatura dos álcoois, o

conceito de isomeria, classificação de alguns álcoois isômeros e a observações de

algumas propriedades químicas.

32


Álcoois são compostos orgânicos de fórmula geral R - OH, como –OH (hidroxila)

ligado a carbono saturado.

A nomenclatura sistemática dos álcoois é dada usando-se o prefixo (nº de

átomos de carbono), infixo (tipo de ligação entre os carbonos) e o sufixo ol. Muitas

vezes precisamos fazer a numeração do carbono onde está ligada a hidroxila, bem

como das ramificações. A nomenclatura atual exige a numeração dentro do nome, por

exemplo, butan-2-ol.

A nomenclatura classe funcional é feita usando-se o termo álcool seguido do

nome do radical + ico. Exemplo: álcool etílico.

Também é usada a nomenclatura de Kolbe, que considera o metanol como

carbinol. Em outros álcoois, cita-se os radicais + carbinol. Exemplo: metil carbinol. Esta

nomenclatura não é recomendada pela IUPAC.

Complete o quadro:

FÓRMULA ESTRUTURAL FÓRMULA MOLECULAR

NOME SISTEMÁTICO

NOME CLASSE FUNCIONAL

H3C - OH C H4 O metanol álcool metílico

H3C - CH2 - OH

H3C - CH2 - CH2 - OH

H3C-CH2-CH2 - CH2 - OH

H3C - CH - CH3

OHH3C - CH - CH2- CH3

OHH3C - CH - CH2 - OH CH3

CH3

H3C - C - OH CH3

H3C - CH - CH2 - CH2 - OH CH3

33


Quando um álcool apresenta a -OH ligado ao carbono primário, é chamado de

álcool .................................. Exemplos: ....................................

Quando a -OH está ligada ao carbono ......................................., o álcool é

chamado secundário. Exemplos: ................................

Quando a -OH está ligada ao carbono terciário, o álcool é

chamado ......................... Exemplo: .............................

Quais desses álcoois apresentam a mesma fórmula molecular?

Os compostos que apresentam a mesma fórmula molecular são chamados

de .....................

Destes, os ..................... e .................. são isômeros constitucionais

posicionais e os ..................... e ............................. são isômeros constitucionais

esqueletais (de cadeia).

O éter etílico, de fórmula estrutural

é isômero constitucional funcional dos álcoois .........................................................

Considere o ciclobutanodiol. Este álcool pode existir na forma de dois isômeros

constitucionais posicionais. Dê sua fórmula estrutural.

Esse dois álcoois apresentam estereoisomeria (antes chamada de isomeria

espacial geométrica). Represente-os através de estruturas espaciais cis e trans.

São diastereoisômeros, pois não formam objeto e imagem.

Considere o 2-metil-ciclopropan-1-ol. Verifique a ocorrência de estereoisomeria

cis-trans. Neste exemplo há mais que dois ligantes em dois carbonos distintos

do ciclo. Neste caso, precisamos usar os termos Z (zusamen = juntos = cis) e E

(entgegen = opostos = trans) para diferenciar os isômeros (diastereoisômeros).

Represente as formas Z e E.

Considere o butan-2-ol. Verifique a presença de carbono assimétrico em sua

estrutura, o qual torna a molécula quiral. Represente, através de modelos

espaciais, a estrutura dos enantiômeros (objeto e imagem). Julgue qual a forma

R (rectum = direito) e qual a forma S (sinistrum = esquerdo).

34


ATIVIDADE PRÁTICA – REATIVIDADE DOS ÁLCOOIS

1. Pegar três tubos de ensaio; enumerá-los de 1 a 3. No primeiro, colocar 2 mL de

etanol; no segundo, 2 mL de propan-2-ol; e no terceiro, 3 mL de álcool butílico terciário.

Em cada tubo de ensaio, acrescentar um pedacinho de sódio metálico (cuidado com o

sódio metálico; logo depois de cortado o pedacinho, deve voltar ao frasco com hexano).

Observar o que acontece. ............................................................

Equacionar as reações.

2. Em três tubos de ensaio enumerados, coloque 2 mL de solução de KMnO4 0,01 N

(conhecido como reativo de Baeyer). Acrescentar igual volume de etanol, propan-2-ol e

álcool terc-butílico, respectivamente. Fechar o tubo de ensaio com rolha e agitar.

Observar o que acontece.

Equacionar as reações.

3. Num béquer e na capela, preparar o reagente de Lucas: 5 g de ZnCl2 + 20 mL de

HCl(concentrado). Em três tubos de ensaio enumerados, colocar, respectivamente, 5

mL etanol, propan-2-ol e 2-metilpropan-2-ol. Acrescentar 2 mL de reagente de Lucas

em cada tubo de ensaio. Anotar as observações.

4. Repetir o teste com os mesmos álcoois, adicionando 2 mL de HCl concentrado a

cada álcool. Anotar as observações.

5. Em três placas de petri, colocar, respectivamente, 0,5 g de ácido bórico. Acrescentar

no primeiro 1 mL de metanol, no segundo, 1 mL de etanol e no terceiro, 1 mL de

propan-2-ol. Acenda com fósforo e observe a cor da chama.

35


6. Testar os seguintes compostos: álcool octílico e álcool isoamílico. Estes álcoois são

primários, secundários ou terciários? Por quê?

7. Considerando o álcool octílico como terciário, sugerir três estruturas isômeras para este álcool.

PRÁTICA 12. OBTENÇÃO DA ACETONA A PARTIR DO PROPAN-2-OL (álcool isopropílico)

INTRODUÇÃO

A propanona pode ser obtida a partir do álcool isopropílico mediante uma

oxidação cuidadosamente controlada. O reagente mais utilizado é uma solução aquosa

de H2SO4 e K2 Cr2 O7 ou KmnO4 . A oxidação com dicromato de potássio é uma reação

muito exotérmica sendo controlada mediante uma adição gradual da solução oxidante.

A transformação do álcool isopropílico em propanona requer unicamente a eliminação

de dois átomos de hidrogênio (desidrogenação intramolecular) segundo a reação:

. Constantes físicas da acetona: Líquido incolor, volátil, inflamável, de odor etéreo e

agradável, solúvel em água, etanol e éter etílico em todas as proporções, PF –950C, PE

56,30C.

Aplicações da acetona:

como solvente de óleos, gorduras, tintas, vernizes, esmaltes, resinas,

acetileno, acetato e nitrato de celulose, perfumes, plásticos;

36

K2 Cr2 O7 / H2 SO4

H3C CH CH3 H3C C CH3 + H2O Δ ‖ OH O


como matéria prima na fabricação de medicamentos (sulfas, anestésicos

locais), clorofórmio, iodofórmio, etc.

OBJETIVOS

Preparar a propanona a partir da oxidação do álcool isopropílico.

Montar e manusear corretamente um sistema de destilação simples.

MATERIAIS

Pipetas, provetas, funil de separação de 250 mL, balão de destilação, cuba de vidro ou

béquer grande, condensador de Liebig, adaptadores (garra com anel, rolhas

perfuradas, tubos de borracha), suporte universal, tripé, tela de amianto, bico de

bunsen, termômetro, espátulas, água gelada, balança, tubo de ensaio pequeno, conta-

gotas.

REAGENTES

Álcool isopropílico, ácido sulfúrico, dicromato de potássio, água destilada, solução

aquosa de nitroprussiato de sódio a 2%, solução de NaOH a 30%, ácido acético glacial.

PROCEDIMENTO

1) Preparo do sistema de destilação: Colocar o balão sobre a tela de amianto/tripé

e adaptar ao mesmo um funil de separação de 250 mL com auxilio de suporte

universal, garra com anel e rolha perfurada; adaptar ao balão de destilação um

condensador descendente (condensador de Liebig), e a proveta de 50 mL imersa

numa cuba de água gelada. Deixar preparado o termômetro com uma rolha

perfurada que se ajuste ao balão de destilação.

2) Preparo da solução oxidante:

a) Em um béquer, dissolver 29 g de dicromato de potássio em 150 mL de

água.

b) Adicionar cuidadosamente e aos poucos 24,4 mL de H2SO4 concentrado.

c) Resfriar a solução sob água da torneira.

3) Num balão de destilação colocar 19 mL de álcool isopropílico, 60 mL de água

destilada e 5 – 10 pérolas de vidro ou cacos de porcelana.

37


4) Colocar a mistura oxidante no funil de separação e, sem aquecimento,

acrescentar lentamente a mistura oxidante ao balão de destilação. A adição deve

ser regulada, mantendo em ebulição a mistura do balão, mas sem destilação.

5) Terminada a adição da solução oxidante, substituir o funil de separação pela

rolha com termômetro.

6) Acender o bico de bunsen e aquecer a mistura reacional, não permitindo que a

temperatura ultrapasse 800C. Recolher o destilado na proveta imersa na água

gelada.

7) Quando terminar a destilação nesta temperatura, desligar o bico de bunsen e

deixar esfriar o sistema. Desprezar o resíduo no balão de destilação. Transferir

o destilado para o balão de destilação e adaptar um condensador de refluxo

(vertical). Manter o condensador descendente e fazer nova destilação.

8) Recolher na proveta de 5o mL imersa em água gelada a fração que destila entre

530C e 590C.

9) Medir o volume obtido e calcule o rendimento (que deve ser entre 80-85%)

Reação de confirmação:

10) Num tubo de ensaio, colocar duas gotas de acetona. Acrescentar algumas gotas

de solução aquosa de nitroprussiato de sódio a 2%, e uma gota de solução de

NaOH a 30%. Após um minuto, adicionar algumas gotas de ácido acético glacial.

Se formar uma coloração vermelha arroxeada indica a presença de acetona.

QUESTÕES

1) Escreva a fórmula estrutural e o nome sistemático de cada composto orgânico

envolvido.

2) O álcool isopropílico, por ser álcool secundário, oxida à cetona. Que produtos

resultam da oxidação de álcool primário? E de álcool terciário?

3) A acetona pertence à função orgânica cetona. Dê a fórmula estrutural e nome

sistemático de outras cinco cetonas.

PRATICA 13. OBTENÇÃO DO NITROBENZENO

OBJETIVOS

38


Obter o nitrobenzeno a partir da nitração do benzeno

Diferenciar as reações orgânicas

MATERIAIS:

Proveta de 100 mL, suporte universal com garra, balão de fundo redondo, termômetro,

béquer de 2 L ou cuba com água gelada, funil de decantação, funil, béquer de 100 mL,

erlenmeyer de 250 mL, chapa de aquecimento, algodão hidrófilo, bagueta, béquer de

100 mL, pipetas.

REAGENTES

benzeno, ácido nítrico, ácido sulfúrico, solução aquosa de NaOH a 10%, cloreto de

cálcio anidro.

PROCEDIMENTO

1 – Medir 35 mL de HNO3 conc. numa proveta de 100 mL.

2 – Transferir o ácido ao balão de fundo redondo e prendê-lo ao suporte.

3 – Medir 40 mL de H2SO4 conc. numa proveta de 100 mL e adiciona-lo cautelosamente

ao balão com HNO3 , resfriando (em béquer de 2 L com água gelada) para evitar a

elevação excessiva da temperatura.

4 – Medir o volume correspondente a 25 g de benzeno numa proveta e adiciona-lo à

mistura contida no balão (2 a 3 mL de cada vez), agitando constantemente e com

resfriamento, de modo a manter a temperatura do meio em torno de 50-600C.

5 – Continuar agitando durante 40 minutos, conservando a temperatura entre 50-600C.

6 - Resfriar à temperatura ambiente.

7 - Transferir a mistura para funil de separação.

8 – Agitar (funil fechado, segurando a tampa e a torneira: de vez em quando, inverter o

funil e segurando a tampa, abrir a torneira para liberar os gases desprendidos com a

agitação).

9 – Deixar decantar até que as fases se separem completamente. (Enquanto isto,

prepare o banho de água quente na chapa de aquecimento para o procedimento 16).

10 – Separar a camada ácida (inferior).

11 – Adicionar 25 mL de água, agitar e deixar decantar.

12 – Separar a camada aquosa (a densidade depende da quantidade de ácido ainda

presente, mas, provavelmente, a camada aquosa é superior é a superior; recolher,

39


neste caso, o nitrobenzeno no erlenmeyer e, depois de retirada da fase aquosa,

devolve-lo ao funil de separação. Em seguida, adicionar 25 mL de água, agitar, deixar

decantar e separar a camada aquosa.

13 – Recolocar o nitrobenzeno no funil e adicionar 25 mL de solução aquosa de NaOH

a 10%. Agitar, deixar decantar, recolher o nitrobenzeno no erlenmeyer (no caso a

camada inferior), eliminar a solução aquosa.

14 - Recolocar o nitrobenzeno no funil, adicionar mais 25 mL de água, agitar, deixar

decantar, separar o nitrobenzeno.

15 – Adicionar alguns grânulos de cloreto de cálcio anidro no erlenmeyer seco e

recolher o nitrobenzeno.

16 – Imergir o erlenmeyer num banho de água aquecida, com agitação ocasional para

abreviar o processo de secagem. Seco, o nitrobenzeno se apresenta como um líquido

límpido amarelado.

17 – Colocar pequena quantidade de algodão hidrófilo num funil e filtrar o nitrobenzeno

seco.

18 – Usando uma proveta seca, medir o volume obtido e determinar o rendimento.

Recolher o produto obtido.

Observações:

A – No caso de querer destilar o nitrobenzeno obtido, PE 2110C, não aquecer o balão

até a secura, pois derivados polinitratados no resíduo podem provocar explosão.

B – O nitrobenzeno obtido poderá ser usado na preparação da anilina. Portanto, toda

atenção se faz necessária para obter um produto de qualidade.

QUESTÕES

1. Escrever a reação de nitração do benzeno, indicando todos os reagentes,

produtos e mecanismo.

2. Qual a função do ácido nítrico?

3. Qual a função do NaOH no procedimento 13?

4. Qual a função do cloreto de cálcio anidro no procedimento 15?

5. Qual a função das lavagens do nitobenzeno obtido?

6. Por que a temperatura do meio durante a nitração não pode ultrapassar 600C?

40


7. Por que é necessário agitar constantemente durante o período da reação a fim

de obter um bom resultado no intervalo de tempo indicado?

8. Que tipo de reação é a nitração do benzeno?

9. Cite algumas outras reação de substituição aromática.

10. As substituições aromáticas podem ocorrer com maior o menor facilidade,

dependo do grupo ligado ao anel. Esses grupos podem ser orto, para-dirigentes

ou meta-dirigentes. Compare as reações de nitração:

A – do nitrobenzeno

B – do tolueno

C - do fenol

D – do ácido benzóico

E – do clorobenzeno

F – da anilina.

PRÁTICA 14. ACETATO DE ISOPROPILA

INTRODUÇÃO

A reação entre um ácido carboxílico e um álcool para formar éster e água é

conhecida como esterificação de Fischer. Como catalisador é usado um ácido mineral,

geralmente o ácido sulfúrico ou clorídrico.

A reação entre um ácido carboxílico e um álcool é um processo reversível e se

processa muito lentamente (às vezes, são necessários vários dias para atingir o

equilíbrio). Entretanto, se adicionarmos cerca de 3% (com base no peso do álcool) de

ácido sulfúrico o clorídrico, o ponto de equilíbrio pode ser atingido em poucas horas.

Quando se usa quantidades equimolares de ácido e álcool, o rendimento em

éster, nas condições de equilíbrio é de aproximadamente 67%. Segundo a lei da ação

das massas, este rendimento pode ser aumentado usando em excesso um dos

reagentes ou retirando a água à medida que se vai formando.

Este método de esterificação, em geral, apresenta bons rendimentos com álcoois

primários, rendimentos razoáveis com álcoois secundários e rendimentos fracos com

álcoois terciários.

OBJETIVO:

41


- Sintetizar acetato de isopropila.

MATERIAL:

- balão de fundo redondo de 100 mL, condensador, provetas, bico de Bunsen, suporte

universal, tubos de borracha, rolha perfurada.

REAGENTES:

- ácido acético glacial

- álcool isopropílico

- ácido sulfúrico

- solução de bicarbonato de sódio a 20%,

- sulfato de sódio (ou sulfato de magnésio) anidro

- solução de ácido clorídrico a 5%

- solução aquosa de cloreto férrico a 1%

- cloridrato de hidroxilamina

- solução de potassa alcoólica

PROCEDIMENTO:

1) Verter no balão de fundo redondo 10 mL de ácido acético glacial e 15 mL de álcool

isopropílico, usando as provetas.

2) Adicionar lentamente e sob agitação constante 2,5 mL de ácido sulfúrico

concentrado, usando a proveta.

3) Adaptar o condensador de refluxo, na posição vertical, ao balão de fundo redondo.

Fixar o balão e o condensador no suporte universal.

4) Aquecer cuidadosamente o balão de fundo redondo em chama direta durante 30

minutos. Não esquecer de abrir a torneira para refrigerar o condensador.

5) Deixar o produto esfriar e desmontar a aparelhagem.

6) Montar o sistema de destilação simples, adaptando um termômetro ao balão.

42


7) Destilar a mistura do balão, recolhendo o destilado entre 80 e 900 C em erlenmeyer,

imerso em cuba ou béquer contendo água gelada.

8) Determinar o rendimento da reação.

CONFIRMAÇÃO

Verificar a presença do éster pela reação com hidroxilamina em meio alcalino,

transformando-o em sal alcalino do ácido hidroxâmico, que dá intensa coloração

vermelha com solução de cloreto férrico.

1. Em cadinho de porcelana, colocar 2 ou 3 gotas do éster, algumas gotas de solução

saturada de cloridrato de hidroxilamina e algumas gotas de solução de potassa

alcoólica.

2. Aquecer em chapa elétrica até a reação se iniciar, o que é indicado por ligeiro

borbulhamento.

3. Resfriar.

4. Acidular com solução aquosa de HCl a 5% e acrescentar uma gota de 1% de cloreto

férrico. Uma coloração vermelha a violeta intensa aparece, devido à formação do

hidroxamato férrico, e é teste positivo para éster carboxílico.

QUESTÕES:

1) Qual o cheiro característico do éster obtido na reação? Pesquise suas constantes

físicas e aplicações.

2) Por que se deve usar o condensador na posição vertical?

3) Equacione a reação de esterificação entre o ácido acético e o álcool isopropílico.

4) Qual a função do ácido sulfúrico nesta esterificação?

5) Sugira um mecanismo para a ação do catalisador.

6) Por que é possível afirmar que houve formação de éster no experimento?

7) Escreva o nome sistemático de cada composto orgânico usado.

8) Equacione as seguintes reações de esterificação:

a) ácido metanóico e etanol

b) ácido acético e álcool isoamílico

c) metanol e ácido benzóico

d) ácido propanóico e álcool butílico secundário

43


MÓDULO 2 – LABORATORISTA DE ANÁLISES QUÍMICAS

(H..9 – Utilizar procedimentos de sínteses orgânicas e avaliação de catalisadores)

PRÁTICA 15. DIFERENCIAÇÃO DE HIDROCARBONETOS SATURADOS E INSATURADOS

OBJETIVOS- Diferenciar hidrocarbonetos saturados e insaturados através do teste de Bayer e

água de bromo;- Identificar os tipos de reações: adição, oxidação branda, oxidação enérgica.

MATERIAIS Tubos de ensaio com rolhas, pipetas, provetas, copos de Becker, bico de bunsen.

REAGENTES Hexano, ciclo-hexeno, benzeno, tolueno, ácido maleico, xilol, sol. KMnO4 0,01 mol/L, H2SO4 conc., água de bromo.

FUNDAMENTOS TEÓRICOSOs hidrocarbonetos insaturados são facilmente diferenciados dos

hidrocarbonetos saturados através da oxidação branda, também chamada de teste de Baeyer. Os hidrocarbonetos insaturados reagem com o reativo de Baeyer formando o diol vicinal correspondente. A reação é percebida pela mudança de coloração violeta para marrom. Quando o teste dá positivo, o KMnO4 reage com a água formando um precipitado marrom de MnO2.

Reação geral:O reativo de Baeyer não é suficientemente enérgico para quebrar o anel

benzênico devido à ressonância. Portanto, o teste dá negativo para hidrocarbonetos aromáticos (exceto, quando apresentam ramificação com dupla ou tripla ligação).

Na oxidação enérgica (KmnO4 ou K2Cr2O7 + H2SO4), ocorre a quebra da molécula na altura da dupla(ou tripla) ligação formando:

- carbono primário: CO2 + H2O

44

\ / 3 C = C + 2 KMnO4 (aq) + 4 H2O(l) 3 C C + 2 MnO2 (s) + 2 KOH(aq)

/ \ OH OH


- carbono secundário: ácido carboxílico- carbono terciário: cetona

Nos HC aromáticos, só ocorre a oxidação nas ramificações, produzindo ácido carboxílico + H2O e CO2.

Os hidrocarbonetos insaturados também podem ser identificados pela reação com água de bromo. Neste caso, ocorre a reação de adição de dois átomos de bromo à insaturação, formando um di-haleto vicinal.

PROCEDIMENTO1) Enumere 6 tubos de ensaio e coloque, respectivamente:- n0 1 - 1 mL de hexano;- n0 2 - 1 mL de ciclo-hexeno;- n0 3 – 1 mL de benzeno;- n0 4 - 1 mL de tolueno;- n0 5 – 1 mL de xilol

Em cada tubo de ensaio, acrescente 1/2 mL de sol. KMnO4 0,01 N. Feche os tubos com rolha. Agite vagarosamente. Anote o que acontece.

2) Nos tubos 1, 4 e 5 acrescente cuidadosamente duas gotas de H2SO4. Observe o que acontece e anote as observações. Caso não ocorra reação, aqueça cuidadosamente na chama os tubos de ensaio (destampados).

3) Enumere 3 tubos de ensaio e coloque, respectivamente:- n0 1 - 1 mL de ciclo-hexeno;- n0 2 - 1 mL de hexano;- n0 3 – alguns cristais de ácido maleico.

Em cada tubo de ensaio, acrescente 1 mL água de bromo. Anote o que acontece.

QUESTÕES

1. Dê a fórmula estrutural e nome sistemático dos reagentes orgânicos usados na prática.2. Equacione a reação do ciclo-hexeno com o reativo de Baeyer.3. Que tipo de reação pode ocorrer no procedimento 2? Por quê?4. Que tipo de reação pode ocorrer no procedimento 3? Equacione a reação.5. O ácido maleico dá positivo para o teste de Baeyer? Por quê?6. Pesquise as fórmulas do estireno, cumeno, limoneno e estilbeno. Quais deles dão positivo para o teste de Baeyer? Por quê?7. Equacione a reação de reativo de Bayer com:

a) acetilenob) propinoc) buta-1,3-dieno

8. Equacione as reações de oxidação enérgica:a) ciclo-hexenob) but-2-enoc) 2-metil-pent-2-eno

45


d) hexa-1,4-dienoe) terpineolf) benzenog) toluenoh) cumenoi) naftalenoj) p-xileno

PRÁTICA 16. DETERGENTE ECONÔMICO

OBJETIVOS

- Produzir um detergente para limpeza de vidrarias e materiais em geral.- Identificar reações de substituição.

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Os detergentes constituem importante grupo de materiais de limpeza. Há diversos tipos de reagentes, de acordo com os ingredientes usados:

econômico, tradicional neutro, amoniacal, multi-uso (Veja), detergente para piso, tira-manchas, detergente limão-maçã verde-maçã.

Além de sua utilização direta, o detergente é usado em outros produtos como os desinfetantes, limpa-carpetes, sabonete líquido e outros.

O princípio ativo do detergente é o ácido sulfônico, que reagindo com a soda cáustica, forma o dodecilbenzenossulfonato de sódio, substância de alto poder de limpeza. O ácido sulfônico mais vendido no comércio é o ácido dodecil-benzenossulfônico. Utiliza-se a amida como coadjuvante - ela funciona como substância protetora das mãos e espessante. (No caso de detergente para lavar vidrarias de laboratório, é mais conveniente não usar amida).

O detergente deve ter uma viscosidade tal que possa permanecer por mais tempo na esponja de limpeza. Para aumentar essa viscosidade, usa-se o cloreto de sódio ou sulfato de magnésio.

Para evitar a degradação da matéria orgânica utiliza-se uma pequena quantidade de formol (0,1%). Pode-se usar espumante para aumentar a formação de espuma. Os produtos vendidos no comércio para essa finalidade são Genapol e Texapon, usados na proporção de 0,2%, aproximadamente.

Recomendações:

- fazer a dissolução das matérias-primas para evitar a formação excessiva de espuma e proporcionar produção mais rápida do detergente;- é fundamental a obtenção de um pH conveniente com o produto; por isso, é bom adicionar a soda cáustica lentamente e medir o pH sucessivamente; a partir do pH 3,0, as mudanças costumam ser bruscas;- se a viscosidade do detergente não for ideal, pode-se acrescentar cloreto de sódio; porém o excesso de cloreto de sódio produz precipitações indesejáveis, comprometendo a aparência do produto; quando isso acontecer, pode-se acrescentar

46


etanol para eliminar a turvação, mas a qualidade do produto não será mais a mesma, alem do cheiro indesejável de álcool;- o sulfato de magnésio, apesar de ser mais caro, minimiza os problemas de turvação e proporciona melhor viscosidade com menos matéria-prima;

- as essências usadas para os detergentes devem ser previamente dissolvidas em água para evitar eventuais turvações do produto.

MATERIAIS

- jarra de plástico ou béquer de capacidade maior que 1 L - colher de pau ou bastão de vidro ou madeira- duas provetas de 50 mL- duas provetas de 10 mL- papel indicador - conta-gotas- béquer de 1 L- béquer de 100 mL

REAGENTES (para 1 litros)

- ácido sulfônico 22 mL- amida 25 mL- soda cáustica a 40-42% q.s.p. (até dar pH = 7,0)- solução de NaCl 20 mL- formol 5mL- corante amarelo 2,5 mL- água filtrada-até completar 1 L

PROCEDIMENTO

1. Colocar na jarra ou béquer 1/2 L de água. Adicionar o ácido sulfônico e misturar lentamente para evitar a formação de muita espuma.2. Adicionar a amida e agitar.3. Adicionar a solução de soda cáustica em pequenas quantidades (cerca de 5 mL, depois 2,5 mL, depois de um em um mL; quando o pH estiver próximo do ideal, a adição deverá ser gota a gota) medindo o pH a cada adição. O pH deverá ficar entre 7,0 e 7,5. Quando o pH estiver próximo do ideal, a turvação desaparece.4. Adicionar a solução de cloreto de sódio e agitar.5. Adicionar o formol e agitar.6. Completar com água até atingir 1 L e agitar.7. Adicionar o corante, previamente dissolvido em água, em pequenas quantidades até atingir a coloração desejada.8. Embalar e rotular.

QUESTÕES

1. Liste todos os compostos orgânicos usados no formulação do detergente.2. Qual o nome sistemático e fórmula da soda cáustica?

47


3. O ácido dodecil-benzenossulfônico pode ter três isômeros constitucionais posicionais, de acordo com a posição do grupo dodecil. Dê as três fórmulas estruturais e respectivos nomes sistemáticos.4. Equacione a reação entre o ácido p-dodecil-benzenossulfônico e o hidróxido de sódio e escreva o nome do produto orgânico.5. O que diferencia um detergente biodegradável do não biodegradável?6. Equacione a reação de saponificação entre o ácido esteárico e soda cáustica.7. Faça uma pesquisa de alguns detergentes vendidos nos mercados; compare sua composição e identifique seu princípio ativo.8. Qual a diferença entre detergentes, desinfetantes e amaciantes? 9. A reações aromáticos apresentam características especiais, de acordo com o grupo ligado ao anel.

a) O que são grupos ativantes ou o,p-dirigentes? Exemplos.b) O que são grupos desativantes ou m-dirigentes? Exemplos.c) Equacione as reações de nitração do tolueno e do nitrobezeno.

PRÁTICA 17. SAPONIFICAÇÃO

OBJETIVOS- Preparar sabão duro a partir do óleo vegetal.- Equacionar reações de saponificação e de adição- Identificar a estrutura de triglicerídeos e sua aplicações.

MATERIAIS Béquer grande (de 1 L ou 2 L), bastão de vidro, balança, béquer pequeno (100

mL a 250 mL), proveta de 50 mL, proveta de 100 mL, manta de aquecimento, tubo de ensaio, formas de gelo ou similares.

REAGENTESÁgua destilada, NaOH (soda cáustica comercial), álcool comum, óleo vegetal,

NaCl.

PROCEDIMENTO

1) Colocar 15 g de hidróxido de sódio (soda cáustica) e 50 mL de água num béquer de 1 L. Agitar com bastão de vidro até a dissolução da base.

2) Juntar 65 mL de etanol (álcool comercial) e agitar a solução com o bastão de vidro até homogeneizar.

3) Acrescentar 100 mL de óleo vegetal e aquecer em chapa de aquecimento, agitando constantemente. Parar o aquecimento quando surgir uma massa que desgrude do béquer.

4) Preparar em outro béquer cerca de 40 mL de solução saturada de cloreto de sódio (sal de cozinha).

5) Acrescentar a solução de NaCl ao material do béquer aquecido e aquecer por alguns minutos.

6) Deixar o material esfriar.7) Retirar a massa sobrenadante e observar (caso tiver formado).

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8) Colocar um pouco da massa obtida em tubo de ensaio com água, agitar e observar a ação espumante. Medir o pH.

9) Colocar a massa em forma para secar (leva alguns dias).10) Determinar a produção média de sabão a partir de 100 mL de óleo.

QUESTÕES

1) Qual a função do álcool na preparação do sabão? E do cloreto de sódio?2) Supondo o trilinoeato de glicerila o principal componente do óleo vegetal,

complete a reação deste com a base:

3. Explique a ação limpadora dos sabões.4. Qual a diferença, em termos de reagentes, entre sabão duro e sabão líquido?5. Qual a diferença, em termos de reagentes, entre sabões e detergentes? Dê o nome sistemático, fórmula estrutural e função química de um princípio ativo de:

a) Sabãob) detergente

6. O que significa de índice de iodo? 7. Equacione a reação do ácido p-dodecil-benzenossulfônico com hidróxido de sódio.7. Equacione a reação do ácido esteárico com hidróxido de potássio.8. Considere o seguinte triglicerídeo, equacione a reação de saponificação.

O ║ H2C O C [CH2]14 CH3

H C O CO [CH2]16 CH3

H2C O C C17H31

║ O

9. Pesquise a fórmula estrutural e equacione a reação de salificação (saponificação) dos seguintes ácidos graxos: linoléico, linolênico, palmítico, oléico, araquidônico, behênico.10. Como são produzidas as margarinas?

49

O ║ H2C O C C17H31

H C O CO C17H31 + 3 NaOH H2C O C C17H31

║ O


11. Complete as seguintes reações de adição de H2 (hidrogenação catalítica, reação de Sabatier-Senderens) e escreva o nome sistemático de cada composto orgânico envolvido.a)

b)

c)

d)

PRÁTICA 18. SALICILATO DE METILA

O salicilato de metila apresenta-se como um líquido incolor de odor característico, PE 221 a 2240C, quase insolúvel em água (solubilidade 0,07% a 300C), muito solúvel em etanol e éter etílico. Sua principal aplicação é como matéria prima de produtos farmacêuticos.

OBJETIVOS

- Obter o salicilato de metila a partir ácido salicílico e do metanol e determinar o rendimento

- Avaliar a ação do catalisador- Equacionar reações de esterificação

REAGENTES

Ácido salicílico metanolácido sulfúricosolução saturada de carbonato de sódiosulfato de magnésio anidroetanol a 50%, solução alcoólica saturada de cloridrato de hidroxilaminasolução alcoólica de KOHsolução aquosa de HCl a 5%

50

/ P,TH3C – CH = CH - CH3 + H2

Catalisador

/ P,TH3C – C C - CH3 + H2

Catalisador

/ P,TH3C – C C - CH3 + 2H2

Catalisador

/ P,TH3C = CH - CH = CH2 + H2

Catalisador


solução aquosa de FeCl3 a 1%

MATERIAIS

Balão de 150 mLFragmentos de porcelana porosa ou pérolas de vidroCondensador de refluxoSistema de aquecimentoRolhasFunil de separaçãoPapel de tornassolErlenmeyerFunil de vidro, algodão hidrófilocadinho de porcelanachapa elétrica

PROCEDIMENTO

1. Montar o sistema de aquecimento (tripé, tela de amianto, bico de bunsen, suporte universal com garras).

2. Num balão de 150 mL de capacidade, colocar 13,8 g de ácido salicílico, 32 g de metanol e 7,4 g de H2SO4. Juntar alguns (5 –10) fragmentos de porcelana porosa ou pérolas de vidro.

3. Adaptar um condensador de refluxo e ferver durante 4 horas.4. Esfriar completamente o balão, juntar 120 mL de água e agitar com cuidado.(A

agitação excessiva produz emulsão, que deve ser evitada).5. Passar para o funil de separação, decantar, separar a camada inferior do éster.6. Lavar o produto outra vez com 50 mL de água. Decantar. Separar o éster.7. Lavar com 30 mL solução saturada de carbonato de sódio até reação alcalina ao

tornassol.8. Lavar novamente com 30 mL de água.9. Secar sobre alguns grânulos de sulfato de magnésio anidro por algumas horas,

com agitação ocasional.10.Filtrar através de algodão e determinar o rendimento.

Teste de confirmação:

1. Em cadinho de porcelana, dissolver algumas gotas do produto em cerca de 1 mL de álcool etílico a 50%. Se necessário, aquecer em chapa elétrica.

2. Adicionar algumas gotas de solução alcoólica saturada de cloridrato de hidroxilamina e algumas gotas de KOH alcoólico.

3. Aquecer em chapa elétrica até iniciar a reação, o que é indicado por ligeiro borbulhamento.

4. Resfriar, acidificar com solução aquosa a 5% de HCl, e adicionar uma gota de solução aquosa a 1% de FeCl3. Uma coloração vermelha a violeta intensa aparece, devido à formação de hidroxamato férrico, e é teste positivo para éster carboxílico.

51


QUESTÕES

1 - Determine o volume de 32 g de metanol e 7,4 g de H2SO4

2 – Equacione a reação da obtenção do salicilato de metila.

3 – Qual dos reagentes está em excesso? Por que?

4 – Como se pode deslocar o equilíbrio para a direita numa reação reversível?

5 – Qual o cheiro característico do salicilato de metila?

6 – Qual a função do ácido sulfúrico? Mostre um mecanismo da ação do H2SO4.

7 – Qual a finalidade da lavagem com água? Com solução saturada de carbonato de sódio? Da secagem com sulfato de magnésio anidro?

8 – Equacione as seguintes reações de esterificação e escreva o nome sistemático de cada composto orgânico envolvido:

a) ácido acético e álcool isoamílicob) ácido benzóico e álcool isopropílicoc) ácido fórmico e etanold) álcool sec-butílico e ácido valéricoe) 2-metil-propan-2-ol e ácido cáprico.

PRÁTICA 19. OBTENÇÃO DO IODOFÓRMIO

OBJETIVOS- Preparar o iodofórmio em laboratório através da reação entre acetona, solução de

hipoclorito de sódio e iodeto de potássio.- Diferenciar as reações orgânicas.

INTRODUÇÃO TEÓRICAO iodofórmio é um composto polihalogenado de fórmula molecular CHI3 . Pode ser obtido através do tratamento da acetona com solução de hipoclorito de sódio e iodeto de potássio. O processo envolve as seguintes reações:

NaClO + 2 KI + H2O NaCl + 2 KOH + I2

52

O I O ║ | ║H3C ─ C ─ CH3 + 3 I2 I ─ C ─ C ─ CH3 + 3 HI (acetona) | (triodo acetona) I I O I O | ║ | ║I ─ C ─ C ─ CH3 + KOH I ─ C ─ H + K+ - O ─ C ─ CH3

| | (iodofórmio) (acetato de potássio) I I


MATERIALBecker de 500 mL, bagueta de vidro, kitassato, cadinho de vidro com placa sintetizada (substituir por papel de filtro e funil de buchner), funil de separação, estufa, trompa de vácuo, balança, espátulas, suporte universal, garra com anel, provetas, mangueiras de borracha

REAGENTESSolução de hipoclorito de sódio a 5%, acetona, iodeto de potássio

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL1. Colocar num becker de 500 mL 6 g de KI, 100 mL de água destilada e 10 mL de acetona.2. Num funil de decantação, colocar 60 mL de solução de NaClO.3. Colocar o funil no anel e iniciar a adição de hipoclorito de sódio (gota a gota e com agitação constante) à mistura do becker, até que ocorra a precipitação completa do iodofórmio (precipitado amarelo).4. Deixar o precipitado formado assentar no fundo do becker.5. Tarar o papel de filtro previamente recortado para o funil de buchner. Filtrar à vácuo. (Em vez do papel de filtro, pode ser através de cadinho de vidro com placa sintetizada, previamente pesada).6. Lavar 3 vezes o precipitado com água destilada.7. Secar o precipitado à 800C, na estufa.8. Pesar os cristais. 9. Calcular o rendimento. CÁLCULOS1. Rendimento teóricoMassas moleculares: I2 = 254; KI = 166; iodofórmio = 394; triodoacetona = 486

1.1- NaClO + 2 KI + H2O NaCl + 2 KOH + I2

332 g 254 g 6 g xx = 4,59 g de I2

1.2 -

1.3 -

53

O I O ║ | ║H3C ─ C ─ CH3 + 3 I2 I ─ C ─ C ─ CH3 + 3 HI (acetona) | (triodo acetona) I

762 g ----------- 436 g4,59 g ---------- y

y = 2,62 g de triodoacetona

I O I O | ║ | ║I ─ C ─ C ─ CH3 + KOH I ─ C ─ H + K+ - O ─ C ─ CH3

| | (iodofórmio) (acetato de potássio) I I


2. Comparar o rendimento teórico com o rendimento experimental (massa de CHI3 obtida).

QUESTIONÁRIO SOBRE A VERIFICAÇÃO EXPERIMENTAL1. Calcular a porcentagem de rendimento obtida no processo.2. Comentar os eventuais desvios do rendimento experimental ao rendimento teórico.3. Analisar o número de átomos usados como reagentes e os átomos aproveitados como produtos (economia de átomos).4. Pesquisar algumas propriedades e aplicações do iodofórmio. 5. Escrever o nome oficial e função de cada composto orgânico envolvido.6. Classificar cada uma das reações orgânicas (adição, eliminação, substituição).7. Pesquisar cinco compostos de função cetona.8. Pesquisar cinco compostos de função sal orgânico.9. Pesquisar cinco compostos de função haleto orgânico.

PRÁTICA 20. POLIMERIZAÇÃO – OBTENÇÃO DE UM PLÁSTICO

POLIMERIZAÇÃO

Polimerização é a reação entre várias unidades de um composto, ou de mais de um composto, resultando uma molécula maior chamada polímero. As unidades são chamadas monômeros. Quando a polimerização ocorre entre apenas duas moléculas de um monômero, é chamada dimerização. Exemplo:

Quando a polimerização ocorre entre três unidades do monômero, é chamada trimerização. Exemplo:

ou

Quando a polimerização ocorre entre mais de três unidades do monômero, é chamada polimerização. Exemplo:

54

HCCH + HCCH CH2=CH-C≡CH (vinilacetileno ou but-3-en-1-ino)

3 HC CH CH2=CH-C≡ C-CH= CH2

(divinilacetileno ou hexa-1,5-dien-3-ino)

3 HC CH (benzeno)

436 g ----------- 394 g2,62 g ---------- z y = 2,37 g de iodofórmio


Polímeros

São macromoléculas ou moléculas gigantes resultantes da polimerização de muitas unidades estruturais (monômeros) que se repetem sucessivamente.

A palavra “polímero” foi criada por Berzelius, em 1932, baseado nos termos gregos “poly” + “mer”, que significa “muitas partes”. Atualmente, conceitua-se polímeros como macromoléculas caracterizadas por seu tamanho, estrutura química e interações inter e intramoleculares. Suas unidades (meros) químicas estão ligadas por covalência, repetidas regularmente ao longo da cadeia.

Os polímeros de baixo peso molecular (na ordem de 103), geralmente viscosos, são denominados oligômeros.

Quando o polímero é formado por apenas um tipo de meros, é denominado homopolímero. Quando apresenta mais de um tipo de meros (comonômeros), é chamado copolímero. Usa os termos terpolímero e tetrapolímero, respectivamente, aos polímeros formados por três e quatro tipos de monômeros.

Nos copolímeros, quando há perfeita alternância entre os monômeros, são chamados de alternados; quando não seguem qualquer sequênciação, são chamados aleatórios ou randômicos.

A nomenclatura dos polímeros com base na origem segue o seguinte sistema:- com um monômero, usa-se o prefixo poli mais o monômero. Por exemplo, polietileno.

Quando o nome é uma expressão, coloca-se o mesmo entre parênteses. Exemplo: poli (metacrilato de metila).

- Com dois um mais monômeros, usa-se o prefixo copoli e entre parênteses, os monômeros pela ordem de quantidade no polímero e separados por /. Ex: copoli(estireno / metacrilato de metila); copoli(glicina / prolina / alanina / ácido glutâmico / treonina / metionina / histidina / tirosina / cistina).

Para que um composto possa dar origem a um polímero, é necessário que apresente, ao menos, funcionalidade igual a 2, ou seja, que tenha em sua estrutura dois sítios suscetíveis ao crescimento da cadeia polimérica. Com funcionalidade 2, a cadeia será linear sem ramificações, como o polietileno, ou linear ramificada, como o polipropileno, ambas com comportamento termoplástico. Se a funcionalidade for 3 ou mais, a cadeia será reticulada e terá comportamento termorrígido.

Toda polimerização necessita de um iniciador, que pode ser químico ou físico.

A iniciação física pode ser térmica ou radiante. Na iniciação térmica, ocorre a decomposição do monômero pelo calor, originando radicais livres. A iniciação radiante pode ser por radiação ultravioleta ou eletromagnética, originando radicais livres, ou ainda eletromagnética, originando íons ou complexos.

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n CH2 = CH2 ...[- CH2 - CH2 -]n... (etileno) (polietileno)


Na iniciação química são usadas espécies químicas capazes de se decompor pelo calor o sofrer oxi-redução, produzindo radicais livres, cátions ou ânions. Os principais são peróxido de benzoíla, hidroperóxido de cumila, peróxido de laurila, α,α’-azo-bis-isobutironitrila, persulfato de potássio, peróxido de hidrogênio/Fe2+, persulfato/tiossulfato, ROOH/Fe2+.

Também há necessidade de se usar catalisadores, os quais atuam como iniciadores das reações, produzindo complexos catalíticos. Os principais são: catalisadores de Ziegler-Natta, formados de halogenetos de metal de transição /organo-alumínicos, e os catalisadores de Kaminsky, formados de metalocenos/alquil-aluminoxanos.

Por fim, deve haver uma espécie para a terminação do crescimento da cadeia polimérica. Esta interrupção do crescimento pode ser causada pela reação entre dois centros ativos (combinação); pela transferência de um hidrogênio de uma cadeia em crescimento para outra, formando uma dupla ligação na extremidade (desproporcionamento); pela transferência do centro ativo de uma cadeia ativa para outra inativa, ou pela reação do centro ativo com alguma impureza do solvente (transferência de cadeia).

Os polímeros podem ser:- de adição: quando são formados a partir de um único monômero ou monômeros

diferentes, por meio de reações de adição. Exemplos: polietileno, polipropileno, PVC, isopor, orlon, plexiglass, teflon, borracha fria, borracha natural, buna, neopreno.

- de condensação: formados pela união de muitas moléculas de um único monômero ou monômeros diferentes com eliminação de outras moléculas (geralmente água). Exemplos: amido, celulose, proteínas.

- homopolímeros: formados pela união de muitas moléculas de um mesmo monômero; podem ser de adição (polietileno, poliestireno) ou de condensação (como nas ligações peptídicas de um só tipo de aminoácido).- copolímeros: formados pela união de muitas moléculas de monômeros diferentes. Podem

ser de adição (Buna-S, buna-N ou perbuna) ou de condensação (baquelite, náilon, terilene ou dracon, poliuretano).

Quanto à plasticidade, os polímeros podem ser: - termoplásticos, como o polietileno, PVC, plexiglass, polipropileno e PVA que, quando

aquecidos, amolecem e permitem que sejam moldados, adquirindo o formato que se deseja;

- termofixos, como o baquelite que, quando aquecidos, não amolecem mas sofrem decomposição.

Há diversas classificações dos polímeros. Exemplos:- Quanto à origem: natural e sintético;- Quanto ao número de monômeros: homopolímero e copolímero;- Quanto ao método de preparação: de adição, de condensação e de modificação de outro

polímero;- Quanto à estrutura química da cadeia polimérica: poli-hidrocarboneto, poliamida,

poliéster, etc;- Quanto à fusibilidade ou solubilidade: termoplástico e termorrígido;- Quanto ao comportamento mecânico: borracha ou elastômero, plástico e fibra;- Quanto à taticidade da cadeia: isotático, sindiotático, atático.

56


Há várias técnicas usadas nas polimerizações:- polimerização em massa que emprega monômero e iniciador sem qualquer diluente, a

reação ocorre em meio homogêneo e não há formação de sub-produtos no meio reacional, como na produção de PMMA;

- polimerização em solução que, alem do monômero e do iniciador organossolúvel, emprega um solvente; a reação se processa em meio homogêneo, sem a formação de subprodutos, como na produção de tintas e vernizes;

- polimerização em lama ou em solução com precipitação, quando o polímero formado é insolúvel no meio reacional, como na produção de polietileno e polipropileno;

- polimerização em emulsão que utiliza, além do monômero, um iniciador hidrossolúvel, água como solvente, um emulsificante (estearato de sódio, por exemplo), proporcionando um meio propício à formação de micelas, como na produção dos elastômeros SBR e NBR;

- polimerização em suspensão que emprega, além do monômero, um iniciador organossolúvel, um solvente (água) e um espessante para manter a dispersão, como na produção de PS e PVC;

- polimerização interfacial, que consiste numa reação rápida geralmente aplicada às policondensações em meio heterogêneo, usando dois ou mais monômeros, conduzida na interface de um solvente para cada monômero, como na formação de poliuretanas;

- polimerização em fase gasosa, a mais moderna, empregada para poliadição de monômeros gasosos, como iniciadores de coordenação mantidos sob a forma de partículas em leito fluidizado, contínuo, onde cada partícula de catalisador deve gerar uma partícula do polímero; um exemplo dessa técnica é a produção de HDPE e PP.

(In Glossário de Química Orgânica, Luiz Both)

Parte experimental:VII - OBTENÇÃO DE UM PLÁSTICO

OBJETIVOS

- Preparar o plástico uréia-formol.- Equacionar reações de polimerização.

MATERIAIS

Balança, tubo de ensaio, pipeta, saco plástico, béquer de 100 mL, vidro relógio, bastão de vidro, água da torneira

REAGENTES

Uréia, formol, ácido clorídrico concentrado.

PROCEDIMENTO

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1) Colocar 3 g de uréia no tubo de ensaio.2) Acrescentar 5 mL de formol, vagarosamente e sob agitação constante. Se a

uréia não dissolver completamente, adicionar mais formol.3) Forrar o béquer com folha de saco plástico, deixando as pontas para fora.4) Transferir a solução do tubo de ensaio para o béquer forrado com saco plástico.5) Adicionar, gota a gota, o ácido clorídrico concentrado à solução do béquer,

agitando com o bastão de vidro, continuamente. Cessar a adição do ácido quando obtiver uma massa viscosa, de aspecto leitoso.

6) Retirar o saco plástico contendo a massa preparada do béquer e deixar sobre o vidro de relógio. Não tocar na massa antes de lavá-la.

7) Após uma hora, verificar a dureza do material, usando o bastão de vidro. Se estiver endurecido, lavá-lo em água corrente.

8) Observar o material obtido durante uma semana. Pesar.

QUESTÕES

O plástico obtido (resina uréia-formol ou sinteco) é um polímero e pode ser representado por:

1) Cite algumas propriedades do plástico uréia-formol e que outro(s) nome(s) recebe?

2) O plástico uréia-formol é termoplástico ou termofixo? Por quê?3) Por que não se pode tocar o plástico antes de lavá-lo?4) Equacione a reação de polimerização da obtenção do plástico uréia-formol.5) Qual a função do HCl na reação? 6) Cite outros polímeros indicando seus monômeros, classificação e aplicações.7) Equacione a reação de polimerização do polietileno, polipropileno, baquelite.8) Equacione a polimerização de dois aminoácidos (alanina e glicina) e destaque as

ligações peptídicas.

PRÁTICA 21. EXTRAÇÃO DA CAFEÍNA DO GUARANÁ E COCA COLA

INTRODUÇÃO

A cafeína é um alcalóide encontrado em várias espécies de vegetais: cacau, guaraná, chá, café. Os grãos de café contêm 05 a 1,7 % de cafeína e apresentam um certo valor nutritivo devido aos seus hidratos de carbono.

Excitante do sistema nervoso, a cafeína é desaconselhável para pessoas nervosas e excitáveis. Comercialmente, há dois tipos de café dos quais, por meio de

58

H O H ║ ---- CH2 N C N CH2---


um processo especial, extrai-se a cafeína. O extrato de cafeína (fluido) é eficaz contra vários distúrbios da saúde, mas deve ser receitado pelo médico.

A cafeína, por ser um composto básico, pode ser extraída por adição de ácidos formando sal orgânico, sendo isolado e regenerado por meio de base.

A cafeína pode ser extraída por solvente orgânico, por exemplo, o clorofórmio.

OBJETIVOS

- Extrair a cafeína do guaraná e da coca-cola usando um solvente adequado- Observar no microscópio os cristais formados


Guaraná em pó, coca-cola, clorofórmio, sol. HCl 0,1 M, sol, conc. NH4OH, erlenmeyer de 125 mL, funil de separação, papel de filtro, funil de bromo, bomba de vácuo, balança, pipetas, kitassato, microscópio, lâmina de vidro (ou placa de petri), banho-maria (ou chapa de aquecimento), termômetro, cápsula de porcelana.

PROCEDIMENTO

A – Extração da cafeína do guaraná

1. Pesar 4 g de pó de guaraná e transferir para um erlenmeyer de 125 mL.2. Adicional 20 mL de HCl 0,1 mol/L e agitar constantemente durante 15 minutos.3. Filtrar a vácuo e transferir o filtrado a um funil de separação.4. Adicionar 1 mL de NH4OH concentrado.5. Extrair a cafeína com 15 mL de clorofórmio e transferir a parte inferior para o

erlenmeyer.6. Repetir o item 5.7. Retirar algumas gotas do extrato obtido e colocar numa lâmina.8. Evaporar e observar os cristais de cafeína, em forma de agulhas, ao

microscópio.

B – Extração da cafeína da coca-cola

1. Colocar em funil de separação 35 mL de coca-cola e acrescentar 10 mL de clorofórmio.

2. Agitar suavemente durante 10 minutos.3. Separar a camada inferior, contendo clorofórmio, e colocá-la numa cápsula de

porcelana.4. Evaporar o líquido em banho-maria a 700C.5. Após a evaporação, adicionar algumas gotas de água e transferir algumas gotas

da solução para uma lâmina do microscópio. Observar os cristais de cafeína em forma de agulhas.

PRÁTICA 22. DESTILAÇÃO POR ARRASTE DE VAPOR

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INTRODUÇÃO

É o tipo de destilação utilizada para isolar substâncias que se decompõem nas proximidades de seus pontos de ebulição e que são insolúveis em água ou nos seus vapores de arraste. Esta técnica é também aplicada para resinas e óleos naturais que podem ser separados em frações voláteis e não voláteis e na recuperação de sólidos não arrastáveis pelos vapores de sua dissolução, na presença de um solvente com alto ponto de ebulição.

A destilação em corrente de vapor (ver figura 1) oferece, ainda, a grande vantagem da seletividade porque algumas substâncias são arrastadas com o vapor e outras não, além daquelas que são arrastadas tão lentamente que permitem a realização de boas separações empregando esta técnica. Utilizando o vapor de água para fazer o arraste, à pressão atmosférica, o resultado será a separação do componente de ponto de ebulição mais alto, a uma temperatura inferior a 100ºC.

Se dois líquidos imiscíveis forem colocados em um mesmo recipiente cada um deles exercerá pressão de vapor independentemente do outro, de tal modo que a pressão total sobre o sistema, será a soma de suas pressões parciais. Este conceito pode ser expresso por:

(l) p = pl + p2

onde: p = pressão total do sistema e p l,p2 = pressões parciais dos componentes

Se esta mistura for destilada, o ponto de ebulição será a temperatura na qual a soma das pressões de vapor é igual à pressão atmosférica, ou seja:

(2) pl + p2 = p = patm

Esta temperatura será menor do que o ponto de ebulição do componente mais volátil, porque é evidente pela equação (2), que os dois líquidos contribuirão para atingir a pressão atmosférica (patm) e como conseqüência, não ocorrerá uma destilação no sentido comum do termo, com o líquido fervendo à sua temperatura de ebulição, mas sim um arraste a vapor.

Quando uma mistura de líquidos imiscíveis for destilada, o ponto de ebulição da mistura permanecerá constante até que um dos componentes tenha sido quase que completamente destilado (desde que a pressão total independa das quantidades relativas dos dois líquidos), o ponto de ebulição então se elevará até a temperatura de ebulição do líquido contido no balão de destilação.

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Figura 1 - Aparelhagem utilizada para destilação por arraste a vapor, consta de: um balão de destilação comum (no qual se introduz um longo tubo de segurança), um tubo de desprendimento lateral que se comunica por uma tubulação de vidro a um balão de duas bocas e este, por sua vez, a um refrigerante de Liebig. Além da utilização de um Erlenmeyer, utilizado para a coleta do produto.

Os óleos voláteis possuem tensão de vapor mais elevada que a da água, sendo, por isso, arrastados pelo vapor d'água, obedecendo à lei de Dalton que enuncia: "que a pressão total de vapor acima de uma mistura de duas fases é igual à soma da pressão de vapor dos i componentes puros individuais: Pt=P1 + P2 + ... + Pi ." Em pequena escala, emprega-se o aparelho de Clevenger. O óleo volátil obtido, após separar-se da água, deve ser seco com Na2SO4 anidro. Esse procedimento, embora clássico, pode levar à formação de artefatos em função da alta temperatura empregada. Preferencialmente, esse método é utilizado na extração de óleos de plantas frescas. A Farmacopéia Brasileira IV preconiza o uso de um aparelho tipo Clevenger, com modificações.

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Figura 2 - Esquema de um aparelho do tipo Clevenger

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Nesta prática iremos extrair o eugenol do cravo-da-índia (ou o limoneno da casca da laranja), seguindo o procedimento:

1. Montar a aparelhagem conforme figura 1. (O bico de bunsen do balão 1 pode ser substituído pela manta de aquecimento)2. No primeiro balão, colocar algumas pérolas de vidro e 250 mL de água destilada.3. Macerar em gral com pistilo cerca de 10 g de cravo-da-índia e colocar no segundo balão juntamente com 50 mL de água destilada.4. Aquecer o primeiro balão e, quando iniciar a ebulição, aquecer o 2º balão.5. Observar a destilação por arraste de vapor. Se necessário, acrescentar mais água no primeiro balão.6. Terminada a destilação, separar as fases do destilado em funil de separação e calcular o rendimento.

PRÁTICA 23. PREPARAÇÃO DO AAS (ácido acetilsalicílico)

INTRODUÇÃO

62


A aspirina é, sem dúvida alguma, o remédio (analgésico) mais consumido em todo mundo. Muito antes da descoberta da aspirina (1763) curavam-se dores de cabeças, e abaixavam-se febres com chá de casca de uma árvore (Salix sp), o salgueiro ou com um chá das flores de um arbusto (Spiria sp). Mais tarde, isolou-se da casca de Salix, o glicosídio do ácido salicílico, que é a substância responsável pela ação antipirética do chá.

O ácido salicílico (nome derivado da palavra Salix) é uma substância irritante da mucosa gástrica, e por isso, Félix Hoffmann, um químico trabalhando na Bayer em 1893, decidiu acetilar o ácido salicílico, produzindo a aspirina (a de acetil e spirin de Spi rea). No organismo, tanto a Aspirina quanto o glicosídio do ácido salicílico, produzem o ácido salicílico.

A aspirina possui propriedades de analgésico, antitérmico e antiinflamatório. Atualmente existem outros medicamentos muito mais potentes que a Aspirina e com menores efeitos colaterais.

A síntese da Aspirina, se faz hoje como há 100 anos, por acetilação do ácido salicílico. A acetilação consiste na esterificação da função fenol do ácido salicílico com anidrido acético, em presença de gotas de ácido sulfúrico como catalisador. O ácido salicílico (ácido hidrobenzóico) é um composto bifuncional. Ele é um fenol (hidroxibenzeno) e um ácido carboxílico e, na presença de anidrido acético, forma-se ácido acetilsalicílico (aspirina). Nesta experiência usaremos esta reação para preparar aspirina. A reação é complicada, porque o ácido salicílico tem uma carboxila e um grupo hidroxila fenólico, assim sendo, uma pequena quantidade de produtos poliméricos pode ser formada. O ácido acetilsalicílico reagirá com bicarbonato de sódio para formar um sal de sódio em água, enquanto que o produto lateral polimérico é insolúvel em bicarbonato. Esta diferença de comportamento será utilizada para eliminar impureza. A outra possível impureza, nesta síntese, é o ácido salicílico que pode vir de uma acetil ação incompleta ou da hidrólise do produto durante os vários passos da purificação.

Entretanto, na cristalização final do produto, ele permanecerá em solução por ser mais solúvel que o ácido acetilsalicílico, que será obtido na forma de cristais.

O ácido salicílico, como a maioria dos fenóis, forma um complexo altamente

colorido com cloreto férrico (íon Fe3+). Aspirina, que tem este grupo acetilado, não dará esta reação de coloração. Assim, a presença desta impureza no final da reação é facilmente verificada.

Mecanismo da reação:

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PROCEDIMENTO

Síntese

1. Pesar 2,0 g (0,015 moles) de ácido salicílico e colocar num erlenmeyer de 125 mL.

2. Adicionar 5 mL (0,05 moles) de anidrido acético, seguida por 5 gotas de ácido sulfúrico concentrado e agitar o frasco lentamente, até que o ácido salicílico dissolva.

3. Aquecer o frasco levemente em um banho de água (40oC) por pelo menos 10 minutos.

4. Deixar o frasco esfriar á temperatura ambiente, e durante este tempo o ácido acetilsalicílico começará a cristalizar a partir da mistura reacional. Se isto não acontecer, raspar as paredes do erlenmeyer com um bastão de vidro e resfriar a mistura em um banho de gelo até que ocorra a cristalização. (Não adicione água até que a formação dos cristais seja completa. Provavelmente, o produto aparecerá como uma massa sólida quando a cristalização for completa).

5. Coletar o precipitado por filtração a vácuo em um funil de Büchner até que os cristais estejam secos.

Purificação

- Teste de pureza

1. Em 3 tubos de ensaios contendo 5 mL de água, colocar no 1o tubo aproximadamente 1 mL de uma solução de fenol; no 2o tubo alguns cristais de ácido salicílico, e no 3o tubo alguns cristais de seu produto de reação.

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2. Adicionar cerca de 10 gotas de uma solução de cloreto férrico, primeiro a cada tubo e anotar a cor. A formação de um complexo ferro-fenol com Fe(III) dá uma coloração que varia de vermelho à violeta, dependendo da concentração do fenol presente. (No final da purificação o teste deverá ser repetido e as diferenças entre o produto e o purificado devem se anotadas). - Procedimento de purificação

1. Transferir o sólido para um béquer de 150 mL e adicionar 25 mL de uma solução saturada de bicarbonato de sódio.

2. Agitar até que todos os sinais da reação tenham cessado.

3. Filtrar a solução através de um funil de Büchner. Qualquer polímero será separado neste produto.

4. Lavar o béquer e o funil com 5-10 mL de água.

5. Preparar uma mistura de 3,5 mL de ácido clorídrico concentrado em 10 mL de água, em um béquer de 100 mL e, cuidadosamente, colocar o filtrado, em pequenas porções de cada vez sob agitação constante. A aspirina deve precipitar. (Se isto não acontecer, verifique se a solução está ácida, usando papel de tornassol. Deve-se adicionar ácido clorídrico suficiente até que a solução esteja ácida).

6. Resfriar a mistura em banho de gelo e filtrar o sólido em um funil de Büchner. Lavar os cristais com água destilada gelada (duas porções de aproximadamente 5 mL). É essencial que a água utilizada neste passo esteja bem gelada.

7. Colocar os cristais em um vidro de relógio e deixar na estufa a 80oC para secar.

8. Pesar o produto e calcular o rendimento.

9. Testar para a presença de ácido salicílico, usando solução de cloreto férrico, como descrito anteriormente.

Mecanismo da reação de hidrólise da aspirina:

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LISTAS DE EXERCÍCIOS

1ª Lista – Ligações do carbono, fórmulas químicas, cadeias carbônicas, funções orgânicas

1. Faça as ligações do carbono com os demais átomos, preenchendo a tabela:Fórmula molecular

Fórmula eletrônica

Fórmula estrutural plana

Fórmulas condensadas ou simplificadas

Nome

CH4O

C2H3Cl

C3H4

2. Represente dois isômeros de cada fórmula molecular, usando a fórmula estrutural plana e dando o nome de cada composto:

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a) C3H8O

b) C5H8

c) C6H12

3 – Dê a fórmula molecular e função (ões) dos seguintes compostos:

a) 5-cloro-2,4-dissulfamoilalanina ou CDSA - Composto usado no tratamento da gota. Foi sintetizado em 1956.

b) Colantreno – Um dos hidrocarbonetos polinucleados.

c) Galangina - Um dos flavonóides, que compõem os princípios ativos da própolis. É um composto extraído de vegetais e modificado por enzimas salivares da abelha.

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ClNH2

SO2 - NH2 H2N- O2S

HO

OH

OH

O

C║O

Fórmula molecular:

Função (ões) :

Fórmula molecular:

Função (ões) :

Fórmula molecular:

Função (ões) :


c) Genipina – Substância resultante da hidrólise do genipódio existente nos frutos de genipapo. É usada no tratamento de doenças da pele como impetigo e furunculose e infecções pleuropulmonares e urinárias.

4) Considere a molécula de Lasiocarpina, um dos alcalóides existentes em partes aéreas da planta Heliotropium circinatum, da mesma família do fedegoso, usado contra hemorróidas, afecções cutâneas e desobstruente do fígado.

5. Classifique a cadeia carbônica de cada composto:

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O║C - OH

O

OH CH2-OH

H3C | HC ║H3C – C |

O = C | O

CH3

| O |H3C - CH CH3

| | HO - C – C-CH3

| | O = C CH3 | O

N

a) Cite o número de átomos de carbono: ( ) primários ( ) secundários ( ) terciários ( ) quaternários ( ) saturados ( ) insaturados

b) Escreva sua fórmula molecular.

c) As funções orgânicas presentes na molécula:

Fórmula molecular:

Função (ões) :


a) Leucina - Um dos aminoácidos essenciais.

b) Naftaceno ou tetraceno - Hidrocarboneto aromático com quatro núcleos condensados e lineares.

c) Citronelol - Terpeno existente no óleo de rosas e na essência de gerânio. Um dos principais componentes dos óleos essenciais usados na fabricação de perfumes. Nome oficial: 3,7-dimetil-octen-7-ol.

2ª Lista – Hidrocarbonetos – formulação e nomenclatura

1. Nas reações químicas se formam os grupos ligantes (ou grupos orgânicos) que, por

sua vez, devem se ligar imediatamente formando novos compostos. Dê a fórmula

estrutural e o nome sistemático dos compostos resultantes da união dos seguintes

grupos orgânicos:

a) Isopropil (metiletil) + terc-butil (1,1-dimetiletil)

b) Isopropenil (1-metiletenil) + alil (prop-2-enil)

c) propargil (prop-2-inil) + sec-butil (1-metilpropil)

d) vinil (etenil) + neoamil (2,2-dimetilpropil)

e) isobutil (2-metilpropil) + isoamil (3-metilbutil)

69

O ║ H3C-CH-CH2-CH-C-OH | | CH3 NH2

OH


f) fenil + benzil2. Três hidrocarbonetos aromáticos de fórmula molecular C8H10, muito usados em

laboratórios químicos, compõem uma mistura chamada de xilol ou xileno. Dê a fórmula

estrutural e nome sistemático desses isômeros.

3. Numa reação química foi produzido produzido o 2,4-dimetil-pentano. Os grupos

orgânicos que se uniram para formar este composto são:

( ) isopropil + isopropil ( ) sec-butil + isopropil

( ) isobutil + isopropil ( ) terc-butil + propil

4. Um composto de fórmula molecular C5 H8 pode ser

( ) somente alcano.

( ) alceno ou cicloalcano

( ) alcino, alcadieno ou cicloalceno

( ) aromático benzênico

5. Classifique os hidrocarbonetos aromáticos a seguir em benzênicos e não-benzênicos

e escreva seus nomes.

70


5. Preencha o quadro a seguir:

Nº Fórmula estrutural Nome sistemático Subfunção01

02 H3C – CH – CH = C – CH – CH3

| | |H3C – CH2 CH3 CH2-CH3

03 4,6-dietil-3,5,7-trimetilnona-2,6-dieno

04m-dietilbenzeno

05 CH3 H3C-CH-CH2 -CH3

| |H3C – C – CH2–C C–CH–CH – CH3

| | CH3 CH3

06

3-(metiletil) ciclopenteno

071,3-dietil-3,5-dimetilciclo-hexano

6. De cada fórmula molecular a seguir, forme três isômeros através de sua fórmula estrutural e dê o nome sistemático de cada composto.

a) C7 H16

b) C6 H12

c) C5H8

71


3ª Lista – Funções orgânicas: formulação e nomenclatura (1)

Considere o seguinte prefixo: prop = 3 átomos de carbono e os seguintes grupos orgânicos:

Faça a fórmula estrutural dos seguintes compostos:

1) isopropilbenzeno ou (metiletil)benzeno

2) propan-2-ol

3) isopropilamina ou propan-2-amina

4) propanal

5) ácido propanóico

6) propanona

7) 2-cloropropano

8) cloreto de propanoíla

9) propanoato de isopropila

10) propanamida

11) propoxipropano

12) propanoato de potássio

13) propanonitrila

14) (propilsulfanil)benzeno

15) propano-1-tiol

72

H3C - CH2 - CH2 - = propil

H3C - CH - | = isopropil

CH3

O ║H3C - CH2 - C - = propan

O ║H3C - CH2 - C - O - = propanoato

H3C - CH2 - CH2 - O - = propóxi H3C - CH - O - | = isopropóxi

CH3


16) anidrido propanóico17) propanoato de benzila

18) isopropoxibenzeno

19) ácido propano-2-sulfônico

20) 2-nitropropano

21) propanossulfonato de sódio

22) propan-1-amina

23) N-metilpropan-1-amina

24) N,N-dimetilpropan-1-amina

25) N-etil-N-metilpropan-1-amina

26) propano-1,3-diamina

27) ácido propanodióico

28) propanodial

29) propano-1,2-diol

30) propanotriol ou glicerol

31) propano-1,3-ditiol

32) 2-metilpropanamida

33) N-metilpropanamida

34) N,N-dimetilpropanamida

35) 2-nitrosopropano

36) 1-bromo-2-cloropropano

37) iodeto de propanoíla

38) 1-hidroxipropan-2-amina

39) iodeto de isopropila

73


40) propoxibenzeno

41) propanotiona42) 1,3-difenilpropano

43) ácido 2-aminopropanóico

44) α-hidroxipropanal

4ª Lista – Funções orgânicas: formulação e nomenclatura (2)

Escreva o nome sistemático e a função de cada composto:

74

H3C - CH - CH2 - CH2 - OH | CH2 - CH3

CH3

|H3C - C - CH2 - CH2 - Cl | CH3

CH3

|H3C - C - CH2 - CH2 - CH3

| NO2

H3C - CH - CH2 - NH2

| CH3

O ║H3C - CH - CH2 - CH2 - CH2 - C -NH - CH2 - CH3

| CH3

O ║H3C - CH - CH2 - CH2 - C - CH3

| CH2 - CH3

O ║H3C - CH2 - CH - CH2 - C - H | CH2 - CH2 - CH3

CH3 O | ║H3C - CH - CH - CH2 - C - OH | CH2 - CH2 - CH3

O ║H3C - CH2 - CH - CH2 - CH2 - CH2 - C - Cl | CH3

O ║H3C - CH2 - CH - CH2 - C - O - CH2 - CH3

| CH3

O ║H3C - CH2 - CH2 - CH2 - C - O - CH - CH3

| CH3

1. 2. 3.

4.5.

6.7.

8.9.

10.11.


75

H3C - CH2 - CH2 - NH - CH2 - CH3

H3C - CH - N - CH2 - CH3

| | CH3 CH3

14. 15.

O O ║ ║H3C - CH2 - CH2 - C - O - C - CH2 - CH3

H3C - CH - CH - CH2 - CH3

| | CH3 SH

H3C - CH2 - CH2 - CH2 - O - CH2 - CH3

H3C - CH2 - CH2 - S - CH2 - CH2 - CH3

12.13.

NO

CH3

NH2

O║C - H

O║C - OH

O║C - Br

O║C - ONa

O║C - O

O O║ ║C - O - C - H

O║C - NH -CH2 - CH3

17.16.

18.19. 20.

21.22.

23.

24.25.

26.


5ª Lista de exercícios – Isomeria

Constitucional ou estrutural: funcional, esqueletal (de cadeia) e posicional

Estereoisomeria: configuracional e conformacional

Configuracional: diastereoisomeria e enantiomeria

Conformacional: etano (eclipse e estrela), butano (anti, gauche),

cicloexano (cadeira, bote, bote retorcido)

Isomeria dinâmico: tautomeria.

1. Identifique o tipo de isomeria constitucional existente nos seguintes pares de

compostos:

76

27. IO - CH2 - CH3

O ║O - C - CH3

28. 29.

CH3

OH

CH3

H2N

C≡ N

H2C = CH - O - CH2 - CH3 H2C = CH - N- CH2 - CH = CH2

| H3C - CH - CH2 - CH3

30. 31.32.

33.34.


a) propanal e propanona

b) butanoato de metila e ácido pentanóico

c) etoxietano e metoxipropano

d) N-metilpropan-1-amina e N,N-dimetiletanamina

e) Trimetilamina (N,N-dimetilmetilamina) e isopropilamina (propan-2-amina)

f) 1,3-dicloropropano e 2,2-dicloropropano

g) o-metilbenzenol (o-cresol) e p-metilbenzenol (p-cresol)

h) hex-2-eno e ciclo-hexano

i) prop-2-en-1-ol e propanal

j) but-1-en-2-ol e butan-2-ona

k) -hidroxibutanamida e ácido 2-aminobutanóico

2. Verifique a ocorrência de estereoisomeria e represente as formas cis e trans ou Z e E. a) but-2-eno

77


b) 1,1-dibromoeteno

c) 1,2-dibromoeteno

d) 1,3-diclorociclobutano

e) 1,2-dimetilciclopentano

3. Represente a configuração dos seguintes compostos:

a) (2Z)-2-clorobut-2-eno

b) (2E)-2-clorobut-2-eno

c) ácido cis-butenodióico (ácido maléico)

d) ácido trans-butenodióico (ácido fumárico)

e) ácido (9Z) octadec-9-enóico (oléico)

f) ácido (9E) octadec-9-enóico (elaídico)

g) ácido (9Z,12Z)- octadeca-9,12-dienóico (linoléico)

h) ácido (9Z,12Z,15Z)- octadeca -9,12,15-trienóico (linolênico)

i) ácido 5Z,8Z,11Z,14Z)-icosa-5,8,11,14-tetraenóico.(araquidônico)

78


4. Verifique a presença de carbono assimétrico e determine o nº de estereoisômeros.

Faça a representação pela projeção de Fischer ou outra projeção conveniente.

a) ácido aspártico b) ácido cítrico

c) ácido lático d) ácido tartárico

f) anfetamina f) Cetotetrose

g) aldopentose h) aldo-hexose

i) Talidomida j) carvona

79

O O \\ // C - CH -CH2 - C / │ \ HO NH2 OH

H2 C - COOH HO-C - COOH H2 C - COOH

OH O | ║ H3C - CH - C -OH

O O ║ ║ HO - C- CH - CH - C – OH | | OH OH

CH2 - CH - CH3 NH2

O ║ H2C - CH- CH - C- CH2

| | | | OH OH OH OH

O ║ H2C - CH- CH - C - H | | | OH OH OH

O ║ H2C - CH- CH - CH- CH– C - H | | | | | OH OH OH OH OH

N

O║

║O

O║ NH

= O

CH2

║C – CH3

H3CO║C


6ª Lista - Reações Orgânicas

Complete as reações e escreva os nomes de todos os compostos orgânicos envolvidos:

A) ADIÇÃO

1) H3C - CH = CH - CH2 - CH3 + H2

2) H3C - CH2 - C C - CH2 - CH3 + H2

3) CH3 - C C - CH3 + 2 H2

4) H2C = CH - CH = CH - CH3 + Cl2

5) H2C = CH - CH = CH2 + 2 Br2

6) H2C = CH - CH3 + HCl

7)

8) CH3 - C C - CH3 + H2 O

9) CH3 - CH2 - C CH + H2 O

10)

B) ELIMINAÇÃO

1)

80

H3C - CH = C - CH3 + H2 O CH2 - CH3

+ H2 O

H3C - CH - CH3 H2SO4

OH


2 )

3)

4)

5 )

7 )

8 )

9)

10 )

81

H3C - CH - CH2 - CH3 + KOH álcool I

H3C - CH - CH - CH2 - CH3 + 2 KOH álcool Cl Cl

H3C - CH - CH2 - CH3 H2SO4

OH

H3C - CH2 - CH - CH - CH2 - CH3 + Zn Br Br

H3C - CH - CH2 - CH3 + NaOH álcool Cl

H2C - CH2 - CH2 - CH2 - CH - CH3 + 2 Na Br Br

H2C - CH2 - CH2 - CH2 - CH - CH3 + 2 NaOH álcool Br Br

H3C - CH - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 + H2SO4 OH OH


C) SUBSTITUIÇÃO

1) CH4 + Cl2

2) H3 C - CH3 + Br2

3) H3 C - CH2 - CH3 + I2

4)

5)

6 )

7 )

8 )

9 )

82

CH3

H3 C - CH - CH2 - CH3 + HNO3 H2 SO4 CH3

+ Cl2

CH3

+ HNO3 H2 SO4

+ H2 SO4

Cl

+ 2 HNO3 H2 SO4

NO2

+ 2 HNO3 H2 SO4


10)

11)

12)

D) OXIDAÇÃO

1)

2)

3 )

4 )

5 )

6 )

7 )

83

+ 3 HNO3 H2 SO4

H2C = CH2 KMnO4

/H2O

H2C = CH2 KMnO4

/H2 SO4

H2C = CH2 + O3 H2O/Zn

H2C = CH - CH2 - CH3 KMnO4

/H2 SO4

H2C = CH - CH2 - CH3 + O3 H2O/Zn

H3C - C = CH - CH3 KMnO4

H2 SO4

CH2 - CH3

H3C - C = CH - CH2 - CH3 + O3 H2O/Zn CH3

+ H3C - Cl

O ║+ H3C – C - Cl


8)

9 )

10 )

11 )

E) COMBUSTÃO COMPLETA

1) metano

2) butano

3) isooctano

4) acetileno

5) etanol

6) metanol

7) naftaleno

8) benzeno

84

KMnO4

H2O

CH2 - CH3

+ O3 H2O/Zn

CH3

+ O3 H2O/Zn

CH3

KMnO4

/H2 SO4


9) álcool isopropílico

10) éter etílico

7ª Lista - Reações orgânicas (REVISÃO)

1) As reações de oxidação são muito comuns nos processos químicos diversos. Basicamente, temos três tipos de oxidação: branda, enérgica e ozonólise. Complete as reações a seguir e escreva os nomes de todos os compostos orgânicos envolvidos.

a)

b)

c)

d)

85

H3C–CH = CH2KMnO4

/ H2O

H3C – C = CH – CH2 – CH3

CH3

KMnO4

/ H2SO4

O3/ H2O

Zn

CH3

K2Cr2O7

/ H2SO4


e)

f)

g)

2. Complete as reações de esterificação a seguir e escreva os nomes dos compostos orgânicos envolvidos.

a)

b)

3. Considerando o trilinoleato de glicerila um dos principais componentes do sebo do boi,

86

△+ H3C - CH2 OH H2 SO4

O ∥ C - OH

+

H3C - CH - CH3 OH

H2 SO4

O ∥H3C - C - OH

△

O3/ H2O

Zn

H3C-CH-CH3

KMnO4

/ H2SO4

H3C – C = CH – CH2 –C=CH-CH3 CH2-CH3 CH3

K2Cr2O7

/ H2SO4


a) equacione a reação de saponificação a seguir e escreva os nomes dos produtos orgânicos.

b) dê a fórmula estrutural do ácido linoléico, sabendo que seu nome sistemático é ácido (9Z,12Z)-octadeca-9,12-dienóico.

4. As substituições aromáticas são influenciadas pela presença de um ligante no anel, tornando-as orto,para-dirigentes ou meta-dirigentes. Complete as reações a seguir e escreva os nomes de todos os compostos orgânicos envolvidos.

a)

b)

c )

87

O ║H2C - O - C – C17 H31

HC - O - CO - C17 H31 + 3 NaOH H2C - O - C - C17 H31

║ O

CH3

+ 2 HNO3 H2 SO4

NO2

+ 2 HNO3 H2 SO4

OH

+ 3 Br2


d)

5. Nas reações de adição, quando o reagente é formado de átomos diferentes ou grupos diferentes, deve-se seguir a regra de Markownikoff. Quando a adição é de HBr na presença de peróxido, segue-se a regra anti-Markownikoff. Complete as reações a seguir e escreva os nomes de todos os compostos orgânicos envolvidos.a)

b)

c)

d)

e)

6. Nas reações de eliminação em moléculas assimétricas, segue-se a regra de Saetzef. Complete as reações a seguir e escreva os nomes de todos os compostos orgânicos envolvidos:

a)

88

+ H2SO4

O ∥ C - OH

H3C–CH = CH2 + HCl

H3C – C = CH – CH2 – CH3 + HBr CH3

H3C – C = CH – CH2 – CH3 + HBr (peróxido) CH3

H2C=CH-CH = CH2 + H2O

H2C=CH-CH = CH-CH3 + Br2

H3C – CH – CH2 – CH2 – CH3 + KOH Br


b)

c)

d)

7. Nas reações de substituição, o H do carbono terciário é mais facilmente substituído do que o H do carbono secundário, e este é mais facilmente substituído do que o carbono primário. Complete as reações a seguir e escreva os nomes dos compostos orgânicos envolvidos:

a)

b)

c)

d)

8. Considerando a obtenção do ácido acetil salicílico usando ácido salicílico e anidrido acético:

89

H3C – CH – CH – CH2 – CH3 /H2SO4

CH3 OH

H3C – CH – CH2 – CH2 – CH2 – CH –CH3 + 2 Na Cl Cl

CH3

OHH+

H3C–CH2-CH3 + Br2

H3C – CH - CH – CH2 – CH3 + HNO3 CH3

H3C–CH2-CH2-CH3 + H2SO4

CH3

+ Cl2


a) Equacione a reação e escreva o nome sistemático dos reagentes.b) Usando-se 60 g do ácido e 40 g do anidrido na reação, qual dos reagentes está

em excesso?c) Com bases nas massas usadas e obtendo-se 68,4 g do produto, qual foi o

rendimento da reação?

9. Considere as seguintes reações de polimerização:

A

n + n

B

Marque (V) ou (F) em cada proposição:a) Na reação A temos um polímero de condensação, enquanto na reação B temos um polímero de adição. ( )

b) Na reação A temos um copolímero, enquanto na reação B temos um homopolímero. ( )

10. Equacione a reação de obtenção:a) do polietileno

b) do polipropileno

c) da resina formol-uréia

90

H3C - CH = CH2 H2C = CH - CH = CH2

P,T

Catalisador

[ - CH - CH2 – CH2 – CH = CH – CH2 - ]n

CH3

O ║n H3C - CH – C – OH NH2

H O ║ - N - CH – C – + H2O CH3 n


d) da resina fenol-formol

REFERÊNCIAS

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BARBOSA, Luiz Cláudio de Almeida. Química Orgânica: uma introdução para as ciências agrárias e biológicas. Viçosa, Editora UFV, 2003.

COSTA, Paulo; Ronaldo, PILLI et all. Substâncias carboniladas e derivados – série Química Orgânica. São Paulo, Artmed Editora S. A., 2003.

Farmacopéia Brasileira, 3. ed. São Paulo, Organização Andrei Editora S. A, 1977.

FERNANDES, Ana Cristina. HEROLD, Bernanrdo. MAIA, Hernani, et alii. Guia IUPAC para Nomenclatura dos Compostos Orgânicos – Tradução Portuguesa nas Variantes Européia e Brasileira. Lisboa, LIDEL. 2002.

MANO, Eloisa Biasotto; SEABRA, Affonso do Prado. Práticas de Química Orgânica, 3. ed. São Paulo, Editora Edgard Blücher Ltda., 1987.

MORRISON, Robert T.; BOYD, Robert N. Química Orgânica, 13. ed. Lisboa, Portugal, Fundação Calouste Gulbenkian, 1996.

SOLOMONS, Graham T. W. FRYHLE, Craig B. Química Orgânica. 7. ed. Rio de Janeiro, RJ, LTC - Livros Técnicos e Científicos S. A., 2001. V-1.

VOLLHARDT, K. Peter C. SCHORE, Neil E. Química Orgânica- Estrutura e função. 4. ed. Porto Alegre, Bookman, 2004.

BOTH, Luiz. Glossário de Química Orgânica. CEFETMT, 2006.

91

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