Recristalização da Acetanilida

Química Orgânica ExperimentalDocentes José Eduardo de Oliveira

Amanda Coelho Danuello

9º Seminário

Daniela Corsino Sandron

Fernando Monteiro Borges

Willian Richard Rodrigues

200 mL H2O (ebulição)10 g de acetanilidaImpurezas: Quinona, Anilina, Ácido Acético, Acetato de Sódio

2- Adicionar carvão (~0,2 g ).3- Agitar a mistura e aquecer por alguns minutos.4- Filtrar.5- Recolher o filtrado.

Recristalização e Purificação da Acetanilida

1– Escolher o melhor solvente.

Solução filtrada (acetanilida e impurezas solúveis) Impurezas insolúveis e carvão ativo com substâncias adsorvidas

6- Recristalizar7- Separar os cristais por filtração à pressão reduzida adsorvidas7- Separar os cristais por filtração à pressão reduzida

Cristais de acetanilida, água mãe e pequenas quantidades de CH3COOH, Anilina e Acetato de Sódio

Solução filtrada contendo pequena quantidade de acetanilida e impurezas solúveis

8- Fazer a lavagem9- Secar com passagem de ar

Cristais de acetanilida purificada e pequenas quantidades de solvente

Solução filtrada contendo pequena quantidade de acetanilida e impurezas solúvelis que estavam na água mãe

10- Dissecar por uma semana11- Pesar a mostra e calcular o rendimento12- Determinar o ponto de fusão

Cristais de acetanilida

Escolhendo o melhor solvente

�Deve proporcionar fácil dissolução da substância a altas temperaturase pequena dissolução a baixas temperaturas

� Verificação da polaridade: solvente muito polar dissolve soluto muitopolar e vice-versa

� Deve possuir baixo ponto de ebulição para que possa ser facilmenteremovida da substância a ser recristalizadaremovida da substância a ser recristalizada

� Deve ser quimicamente inerte, ou seja não deve reagir com asubstância a ser recristalizada

� Outros fatores como a facilidade de manipulação, a volatilidade,antiinflamabilidade, caráter tóxico e o custo também deve ser levado emconta

� o composto pode se fundir formando uma espécie de óleo que não

Não escolher um solvente que tenha ponto de

ebulição mais alto que o composto a ser

cristalizado:

se recristaliza, isso pode ocorrer se a concentração de acetanilida

em água for maior que 5,5% quando o solvente esfria

� se isso ocorrer deve-se tentar dissolver novamente o óleo e deixar

resfriar para a recristalização

SolubilidadeA curva de solubilidade pode ser útil na escolha do solvente:

Gráfico da solubilidade versus temperatura

Testes de solubilidadeMisturar, em tubo de ensaio, uma mesma quantidade de acetanilida (0,1 g)

com 3 mL de: água, etanol, éter etílico, clorofórmio, acetona e benzeno,

agitando vigorosamente.

Após teste a frio deve-se fazer o mesmo aquecendo o sistema em banho-

maria (se o solvente apresentar alguma periculosidade, efetuarmaria (se o solvente apresentar alguma periculosidade, efetuar

aquecimento em capela).

Combinação de solventesCaso uma amostra seja bastante solúvel em

um solvente e pouco solúvel em outro:

� Dissolve-se a amostra com a menor

quantidade possível do melhor solvente a

quente

metanol-água

etanol-água

ácido ácético-água

acetona-água

cloreto de metila-metanol

éter-acetona�Adicionar o pior solvente até que forme

uma turvação

�Novamente adiciona-se o melhor solvente

até que desapareça a turvação e a solução

se torne clara

Um pouco de solvente em excesso pode

ser colocado para evitar cristalização precoce

éter-acetona

éter-éter de petróleo

benzeno-ligroína

éter-metanol

dioxano-água

Informações Essenciais

Solvente P. E. /ºC Periculosidade

Água 100 nenhuma

Etanol 78 inflamável

Éter etílico 35 inflamável

Clorofórmio 61 não inflamável, tóxico

Acetona 56 inflamável

Benzeno 80 Inflamável, tóxico

Curva de solubilidade da acetanilida em água

Remoção de impurezas coloridas ou resinosas

Porque remover impurezas?

� Durante a recristalização estas impurezas se dissolvem no solvente em

ebulição que é parcialmente absorvido pelos cristais que se separam pelo

� Elas podem ser removidas pela adição de pequenas quantidades de

carvão ativo à solução a ser aquecida

�As impurezas adsorvidas pelo carvão são removidas durante a filtração

ebulição que é parcialmente absorvido pelos cristais que se separam pelo

resfriamento resultando em um produto colorido

Carvão ativado

�É uma forma do carbono puro com partículas de baixa granulometria

que adsorvem impurezas sem modificar a composição química da

substância a ser tratada

�Têm alta capacidade de coletar seletivamente gases, líquidos ou

impurezas no interior de seus poros

�Tipos de carvão ativo:

- Animal: mais barato, porém não tão bom

- Vegetal: obtido da madeira. É bem eficaz pois a celulose contém mais

grupos OH na superfície

�Quantidade a ser adicionada: 1 a 2% da massa da amostra

Excesso de carvão ativo leva a perdas do material a ser purificado

Atenção:

�NÃO deve ser adicionado sobre a solução em ebulição

�CUIDADO para não aspirar. O pó fino é prejudicial aos pulmões

Pode provocar uma grande agitação na solução levando

ao derramamento e perda da amostra

Filtração a Quente

�Um papel de filtro pregueado é colocado sobre

um funil, que é instalado no topo de um erlenmeyer

É aconselhável deixar um espaço pequeno entre o

funil e o erlenmeyer.

O líquido a ser filtrado é levado a

ebulição e colocado no papel de

filtro em pequenas proporções

Deve-se adicionar pequena amostra

de solvente na mistura quente

Observações:

� Antes da filtração, pode ser necessário a remoção do solvente extra por

evaporação até a solução tornar-se saturada no ponto de ebulição do

solvente

� A operação deve ser feita rapidamente, evitando a cristalização da

acetanilida no filtro ou no funil. (durante o processo o funil pode esfriar)

� Se os cristais começarem a se formar durante a filtração, um mínimo

de solvente em ebulição é adicionado para redissolver os cristais e

permitir que a solução passe pelo funil

Tomar bastante cuidado durante a realização!!

� Pode-se ainda realizar a filtração a quente adicionando quantidades de

solvente quente nas paredes do funil e no papel de filtro:

� Consiste na dissolução de uma substância sólida num solvente, a

quente, e depois, por resfriamento , obtém-se novamente o estado

cristalino mais puro.

Recristalização

� O tamanho desses cristais varia de acordo com a velocidade de

resfriamento, isto é, quanto mais lenta, mais eficiente e seletiva será a

recristalização

Cuidados na Recristalização� Deve ser feita em um erlenmeyer para evitar a contaminação por poeira, ou em

um béquer tampado ;

� O resfriamento deve ser lento (a temperatura ambiente) para que se formem

cristais puros e perfeitos;

� Caso não ocorra a cristalização espontânea deve-se arranhar o interior do

recipiente com um a bastão de vidro ou adicionar alguns cristais do produto;

� Se houver a formação do óleo deve-se adicionar um pouco de solvente e

aquecer para solubilizá-lo, a formação de óleo também pode ocorrer pela

presença de impurezas. Se mesmo assim houver a formação de óleo deve-se

adicionar carvão ativo e recomeçar a recristalização;

Contaminações das impurezas

4 principais tipos de coprecipitação:

Coprecipitação

Contaminação de um precipitado durante a separação da

fase sólida.

- É largamente determinada pelo fenômeno da adsorção.

�Por adsorção superficial: O contaminante é um composto formado por íons adsorvidos na

superfície do sólido com íons de carga oposta presente na solução;

�Por inclusão isomórfica: O contaminante é incorporado à rede cristalina sem causar

distorção apreciável à rede. Para isso, as duas substâncias devem ter semelhança química e o

mesmo tipo de estrutura cristalina;

�Por oclusão: O contaminante é incorporado como imperfeições no interior do cristal;

�Por inclusão não isomórfica: Quando o contaminante em grande quantidade, é incorporado

à rede cristalina provocando distorções e imperfeições no cristal hospedeiro;

Filtração à pressão reduzida� Utiliza-se a diferença de pressão interna e externa para acelerar a

passagem do líquido pelo meio filtrante

� É conhecida por vários nomes diferentes (nem todos são apropriados):

Filtração à vácuo, filtração por pressão reduzida, filtração por sucção, etc.

� Vantagem: Produz uma separação muito mais rápida e eficiente,

deixando o sólido mais seco

P atmosférica é utilizada para empurrar o líquido através do meio filtrante

Frasco de

Recortar um papel em forma circular de tamanho que cubra todos os furos da

placa do funil, mas que não encoste nas paredes do funil

Remove o ar e reduz a pressão

do seu interior

Frasco de Kitassato

Reduzindo a pressão no interiordo Kitassato, a diferença depressão força o líquido atravésdo papel

Depois de reduzir a P do sistema, a água que passa pela trompa segue seu

trajeto normal.Se a torneira for fechada, o fluxo de

água pára e a água que estiver na parte inferior da trompa é forçada, pela P atm,

para dentro do seu sistema

Atenção:

�Desligar o sistema á vácuo → abrir a pinça ou soltar o tubo de borracha

do frasco de Kitassato

�Jamais feche a torneira da trompa para desligar o vácuo, pois isso

provoca o retorno da água

�A torneira da trompa só pode ser fechada depois do sistema estar

aberto

Lavagem dos Cristais

Depois que o principal filtrado tiver sido

removido, deve-se lavar os cristais a fim

de remover a “água-mãe”que, na

secagem, contaminaria os mesmos. O

líquido de lavagem será a água (fria) e

deve ser usada na menor quantidade

possível. Aplica-se novamente a sucção e

os cristais são pressionados com um

bastão de vidro com borracha. A lavagem

é repetida, caso seja necessário.

Secagem dos cristais

A secagem pode ser feita em uma estufa

(verificar antes o ponto de fusão do

material) ou simplesmente por exposição

ao ar livre sobre um vidro de relógio, o

qual deve estar coberto com um papel de

filtro (Tem a vantagem de não decompor

o produto, mas é demorado e pode gerar

contaminações.Pode-se, também, utilizar

um dessecador a vácuo na presença de

um agente secante (sílica gel) ou ainda,

um dessecador sem vácuo.

Ponto de fusão

O ponto de fusão reflete o grau de pureza de uma substância é a

temperatura na qual o sólido cristalino se tornou completamente líquido.

Correção do ponto de fusão

Observações

�O ponto de fusão teórico da acetanilida é em torno de 114 °C, o valor�O ponto de fusão teórico da acetanilida é em torno de 114 °C, o valor

encontrado pode ser menor que o valor da literatura.

�Tem-se observado valores em torno de 84 °C, devido a formação de um

sistema binário entre água e acetanilida.

�Isso significa uma provável presença de impurezas, pois a mistura de

dois sólidos que formam ponto eutético sempre terá ponto de fusão

menor que uma espécie pura.

Efeito da impureza sobre o P.F.

Bibliografia�ALLINGER, N. L., CAVA, M. P., DEJONGH, D. C., JOHNSON, C. R., LEBEL, N.

A.,STEVENS, C. L., Química Orgânica, 2º ed., Guanabara Dias, RJ, 1985.

�VOGEL, A. I., Química Orgânica, 3a ed., USP, RJ, 1981.

�FESSENDEN, R. J., FESSENDEN, J. S., FEIST. P., Organic Laboratory Techniques,

3º Ed., Brooks Cole, Canada, 2000.

�BUDAVARI, S., et al, The Merck Index, 12th , USA, 1996.�BUDAVARI, S., et al, The Merck Index, 12th , USA, 1996.

�CONSTANTINO, M.G., et al; Fundamentos de Química Experimental, USP, SP, 2004.

�http://www.labjeduardo.iq.unesp.br

Web-bibliografia

Verificação do rendimento da acetanilida obtida

Rendimento = massa da acetanilida final x 100massa da acetanilida inicial