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Nomenclatura
Fórmula
Mol (g/mol)
pf ºC
pe ºC
Densidade
Solubilidade
Toxidade
Propriedades Físicas
Acetanilida
C8H9NO
135,17
113-115
304-305
1,219
1 mL se dissolve em 185 mL de água, ou em 20 mL de água em ebulição, 3,4 mL de etanol, 3 mL de metanol, 18mL de éter, 47 mL de benzeno.
Cristais ortorrômbicos em forma de palhetas incolores.
Água
H2O
18,02
0
100
( 3,98 º) 1,0000
Miscível com etanol, metanol e acetona.
.
Líquido incolor, não inflamável
Clorofôrmio
CHCL3
119,38
-63,5
61-62
( 20 º) 1,484
Água: 1mL/200mL ;miscível com álcool, benzeno, éter, tetracloreto de carbono.
Inalação pode causar hipertensão, parada respiratória e miocardio podendo levar a morte, alem de ser cancerígeno
Cristais cúbicos e higroscópicos
Benzeno
C6H6
78,01
5,5
80,1
( 15º) 0,8787
Miscível com álcool, clorofôrmio, éter, dissulfeto de carbono, tetracloreto de carbono, acetona.
Exposição provoca dor de cabeça, tontura e vômito, depressão, hilariedade, parada respiratória, perda da consciência e leucemia, irrita os olhos, nariz e pele.
Líquido inflamável de odor característico.
Acetona
C3H6O
58,08
-94
56,5
0.788
Miscível com água, dimetilformamida, álcool, clorofôrmio, éter.
Grande exposição irrita os olhos, nariz e garganta, dor de cabeça, tontura e dermatite.
Líquido volátil e inflamável de odor característico.
Éter etílico
C4H10O
74,12
-123,3
34,6
( 20 º) 0,7134
Insolúvel em água, solúvel em benzeno e etanol
Prejudicial quando inalado, irritante e anestésico
Líquido volátil e inflamável
Etanol
C2H6O
46,07
-114,5
78,5
0,789
Solúvel em água e em solventes polares
Causa náuseas e vômitos, se ingerido diminui os reflexos, exitação mental
Líquido inflamável e incolor
Nomenclatura
Fórmula
Mol (g/mol)
pf ºC
pe ºC
Densidade
Solubilidade
Toxidade
Propriedades Físicas
Cloreto de Cálcio
CaCl2
110,99
772
1600
2,152
Sol. em água e em álcool
Cristais brancos.
Anilina 93,12 - 184-185 (20º ) 1,022 28,6 ml de água fria e 15,7 ml quente, miscível com benzeno, álcool e clorofórmio
Envenenamento com ingestão acima de 0,25 ml. Vertigem, dor de cabeça, anemia, anorexia
Ácido Acético CH3COOH 60,05 16,7 118 (25º) 1,049 Miscível com água, álcool, glicerol, eter.
Produz queimadura na pele, ingenstão causa corrosão na boca, provoc vômito e diarréia.
Anidrido Acético C4H6O3 102,9 -73 139 (15º) 1,080 Pouco solúvel em água, álcool, eter e clorofórmio
Produz irritação, necrose para os tecidos no estado líquido ou vapor.
NH2
+
O CH3 C O CH3 C O
O H N C CH3
+ O CH3 C O H
NaAc/HAc
Anilina Anidrido Acético Acetanilida Acido acético
RECRISTALIZAÇÃO PURIFICAÇÃO DA ACETANILIDA
1. Com pequenas amostras (0,1 g) em tubo teste, verificar qual é o melhor solvente:
Água, etanol, éter etílico, clorofórmio, acetona e benzeno 2. Escolher o melhor solvente
água em ebulição (± 200 mL) + 10 g de acetanilida + impurezas: Quinona (traços), anilina, Ac. Acético, acetato
de Sódio
3 Adicionar carvão ativo para adsorver impurezas coloridas (1 a2 % em peso da amostra) ou seja 0,2 g.
ATENÇÃO para não colocar excesso, nem adicionar com a solução em ebulição! 4 Agitar a mistura e deixar aquecer por alguns minutos
em ebulição. 5 Aquecer o funil do sistema de filtração por gravidade. 6 Filtrar por gravidade a quente rapidamente 7 Recolher o filtrado num becker
Solução filtrada com a acetanilida + impurezas solúveis: Ac. Acético,
Acetato de Sódio, Anilina
Impurezas insolúveis + carvão ativo retidos no filtro com a
quinona adsorvida
8. Deixar recristalizar por resfriamento 9. Separar os cristais por filtração a vácuo
10. Lavar com água gelada várias vezes 11. Deixar secando com passagem de ar.
Cristais de acetanilida purificados + água mãe (Traços Ac. Acético, Anilina e
Acetato de Sódio)
Solução filtrada contendo acetanilida (traços) e impureza solúveis
Cristais de acetanilida purificados + Traços (Ac. Acético, Anilina e Acetato
de Sódio)
Solução filtrada contendo traços da acetanilida e traços impureza solúveis que estavam impregnadas junto com a água mãe
12. Levar a amostra para um dessecador e deixar por uma semana.
13. Pesar a amostra e calcular o rendimento 14. Determinar o ponto de fusão da acetanilida utilizando o
aparelho do laboratório.
Cristais de Acetanilida devidamente embalado e rotulado
Introdução a Recristalização
Quais compostos? Técnica Seletividade Cristalização, como ocorre e
velocidade Rendimento e pureza Impurezas oclusão – mecânica , isomórfica e
não isomórfica inclusão adsorsão Principais Erros
1. Resfriamento muito rápido da solução
2. Escolhe um solvente inadequado
Solubilidade Escolha do melhor solvente
B) o pior solvente, não é solúvel nem a quente, nem a frio
A) bom solvente, muito solúvel em altas temperaturas e pouco solúvel em baixas temperaturas
C) solvente ruim, pois é muito solúvel altas temperaturas
temperatura
Figura 1: Gráfico da solubilidade × temperatura
g de soluto/100 mL solvente
Acetanilida em água
20 40 60 80 1000
1
2
3
4
5
g ac
etan
ilida/
100
mL
água
Temperatura ºC
Figura 2: Gráfico da solubilidade da acetanilida.
Dependência da solubilidade
1. Polaridade 2. Tamanho da molécula Tabela 1: Ordem decrescente de polaridade do Solvente
H20 Água RCOOH Acidos organicos (ácido acético) RCONH2 Amidas (N,N-dimetilformamida) ROH Alcool ( metanol, etanol) RNH2 Aminas ( trietilamina, piridina) RCOR Aldeidos, cetonas (acetona) ROCOOR Esteres (Acetatode etila) RX Haletos organicos (CH2Cl2>CHCl3>CCl4) ROR Eteres ( eter dietilico) ArH Aromáticos (benzeno, tolueno)
RH Alcanos (hexano, éter petróleo)
Cristalização e velocidade
Pureza dos compostos Sucesso da recristalização Condições de precipitação
♦ Temperatura ♦ Concentração ♦ Solubilidade
A figura 3 relaciona solubilidade com a temperatura.
A-B é a curva de solubilidade; C-D é a curva de supersolubilidade
Temperatura
Região instável
Impurezas nos precipitados
A coprecipitação ocorre por adsorção de íons e moléculas A inclusao pode ser:
A) Inclusão isomórfica: o contaminante não altera a rede cristalina, para evitar separar o contaminante antes da precipitação
B) Inclusão não isomórfica: o contaminante não altera a rede cristalina até um limite.
C) Oclusão, o contaminante é incorporado de forma a formar grandes alterações na rede cristalina. A digestão do precipitado em contato com a água mãe, diminui sensivelmente a oclusão.
Ocorre também a oclusão de água.
Região não saturada A
D
C
B
Concentração do soluto
Rendimento Ocasiona perda de materiais, conforme a pureza
Segunda cristalização
Primeira cristalização
Impuro (9g A+2g B)
Puro (8g A +1g B)
Bem puro (7 g A) Solução (1 g A+1 g B)
Solução (1 g A+1 g B)
Figura 4: purificação por recristalização.
Escolha do solvente
Como é um bom solvente para recristalização?
Características do solvente:
Ser facilmente removido quando o composto purificado estiver seco.
Permitir uma boa formação dos cristais (recristalizaçao)
Não reagir quimicamente com a substância a ser purificada
Para escolher o solvente, faz-se teste preliminares, ou consulta-se a literatura.
Solvente que solubilizar o composto a quente, e recristalizar a frio.
Analizar ponto de ebulição do solvente para não ultrapassar o ponto de fusão do precipitado (formação de um óleo).
Toxidade do solvente
Tabela 3: Solubilidade da Acetanilida
Solvente
Temperatura ºC g soluto/100 mL solução
100 5 80 3,45 Água 50 0,84 25 0,54 20 0,46 Etanol 20 29 78 167 Metanol 20 33 clorofôrmio 20 27 Acetona 20 25 Glicerol 20 20 Dioxano 20 12,5 Éter etílico 20 5,6
Tabela: Solventes usados na recristalização
Ponto ebulição
Ponto fusão
Solubilidade em água
Observações
Água destilada 100 0 + A ser usada sempre que for apropriada
Metanol 65 * + Inflamável Etanol absoluto 78 -114 + Inflamável 95% Etanol 78 -114 + Inflamável Benzeno 80 5 - Inflamável e toxixo cloroformio 61 -63,5 - Não inflamável, vapores
tóxicos Acido acético (glacial) 118 17 + Não muito inflamável,
vapores irritantes Dioxano 101 11 + Inflamável Acetona 56 -94 + Inflamável Eter etílico 35 -123 - Inflamável Eter de petroleo 30 - 60 * - Imflamável Tetracloreto de carbono
77 * - Odor caracteristico
Combinação de solventes.
Tabela 3 Combinações de solventes miscíveis usados na recristalização
Metanol-Água Eter-acetona Etanol-Água Eter-Eter de petróleo Ácido Acético- Água Benzeno-ligroína Acetona-Água Cloreto de metila-Metanol Éter-Metanol Dioxano-Água
Técnica
Dissolução da amostra
Filtração por gravidade
Recristalização
Filtração a vácuo
Lavagem do precipitado
Secagem do precipitado
Determinação do ponto fusão
Dissolução da amostra
A quente e saturado
Cuidado com impurezas insolúveis
Uso do condensador de refluxo
Não esquecer das pedras de porcelana
Carvão ativo (1 a 2 % p/p).
Cuidado com exesso
Nunca em ebulição!
Filtração por gravidade
Separa o filtrado de impurezas insolúveis
Problemas:
Recristalização precoce no papel de filtro.
Quantidade extra de solvente Aquecer funil antes e durante a filtração (fig 6)
•
•
Figura 6: Esquema de aquecimento do funil
Recristalização
Processo lento e delicado Taxa de resfriamento determina o crescimento dos cristais Eventuais problemas com a recristalização
Substância baixo ponto fusão forma o óleo Resistência a recristalização, faz-se a indução a
cristalização Tempo de recristalização Solventes voláteis usa-se condensador de refluxo
Figura 8: Esquema do refluxo, usado com solventes voláteis
Filtração a vácuo
Bomba de vácuo
Figura 9: Filtração a vácuo
Cuidados:
Com papel de filtro
Com o vácuo
Despejar primeiro a água mãe
Com o volume no funil
Lavagem dos Cristais
Por quê lavar? Solvente limpo e gelado Solvente mais volátil Secar com passagem de ar
Secagem.
Secagem ao ar livre Papel absorvente Uso de estufas Dissecador
A vácuo Sem vácuo
Precauções no uso do dissecador se for usado vácuo
• •
•
•
Cuidado com amostras que sublimam facilmente Cuidado para não implodir o dissecador, então por medida de segurança deve-se usar uma gaiola protetora Para tornar o dissecador livre de ar, untar a superfície esmerilhada da tampa e do corpo com vaselina. Usar um kitassato de segurança entre o dissecador e a bomba de vácuo.
Determinação do ponto de fusão
P.F é a T onde começa formar líquino sob l atm. Composto puro, intervalo fusão ± 0,5ºC.
L M L’ Ponto de fusão
Pressão de vapor
Temperatura ºC
Figura 8: razão da fusão do sólido cristalino ser constante
Influência de impurezas. Usado como critério de identificação e avaliação
do grau de pureza.
A 100 % mistura eutética 0 % A Impureza 0 % 100 % impureza
EUTÉTICO
TEMP ERATURA ºC
Liquido + sólidoA
Líquido ( A + impureza)
Liquido + impureza
Sólido A + impureza
Figura 9: Efeito impureza sobre o P.F.
Para se determinar o ponto de fusão, pode se usar métodos experimentais ou instrumentais
Experimentais:
Exemplo de instrumental
Segunda Recristalização
Pode-se concentrar o filtrado através de evaporação, e forçar uma nova recristalização, mas sempre levando em conta que o produto obtido não é menos puro que o da primeira recristalização.