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PRÉ RELATÓRIO : SÍNTESES ASSISTIDAS POR MICRO-ONDAS Daniela B. Teada Nº 11014416 1. INTRODUÇÃO Para discutir sobre a prática experimental deve-se compreender que as características das micro-ondas, se destacam: a baixa frequência, pois devido a essa característica a irradiação por micro-ondas não pode “induzir” reações químicas pela absorção direta de energia eletromagnética. As micro-ondas podem aquecer por polarização dipolar e condução iônica. Ao penetrarem em materiais que contém moléculas polares provocam o alinhamento dos polos destas moléculas com o campo eletromagnético aplicado. Com a remoção do campo eletromagnético, as moléculas voltam ao estado desordenado, fazendo com que a energia absorvida para a orientação seja dissipada na forma de calor. Portanto, baseia-se no aquecimento eficiente de materiais por radiação de micro-ondas. O componente elétrico é responsável pela interação entre a radiação e a matéria, além disso o aquecimento depende da capacidade do material de absorver a energia de micro-ondas. Uma das vantagens consiste no aumento da velocidade reacional, porque nos aquecimentos gerados por interação da radiação de micro- ondas. A transferência de energia é muito rápida, a transferência de energia ocorre mais rapidamente do que a molécula pode relaxar. Somente moléculas polares absorvem a energia das micro-ondas, e, desta maneira, recipientes que não absorvem micro-ondas não são aquecidos. Nas reações feitas em fornos de micro-ondas os reagentes absorvem diretamente a energia gerada pelo aparelho. Neste experimento duas sínteses assistidas por micro-ondas serão realizadas: a nitração do salicilaldeído com solução de HNO3 a 10% e a síntese do ácido acetilsalicílico. As reações de nitração de substratos aromáticos, exemplo de reação de substituição eletrofílica aromática, são feitas a partir de um substrato aromático e uma mistura de ácidos. Tais reações, no entanto não são consideradas verdes. A acidez acarreta a corrosão do reator e riscos. O uso da água, como solvente, vem sendo discutido nos cursos de química. 2. PROCEDIMENTO • Adaptar um funil de colo curto (ca. 3,0 cm de colo, 3,5 cm de diâmetro na abertura superior e 1 cm na abertura inferior), em um forno de micro- ondas doméstico. • Em um Erlenmeyer de 125 mL, pesar 4 g de salicilaldeído e adicionar 30 mL de solução aquosa de ácido nítrico PA 10% v/v. • Agitar o Erlenmeyer manualmente durante alguns segundos e, em seguida colocá-lo dentro do micro-ondas doméstico no nível 8, potência de 696,6 W, durante 60 s. • Deixe um béquer com água dentro do micro-ondas durante o aquecimento. • Retirar o Erlenmeyer do forno de micro-ondas, deixando-o resfriar por cerca de 5 min e em seguida colocá-lo em um banho de gelo picado. • Imediatamente, haverá a precipitação de um sólido amarelo, que será filtrado a vácuo e lavado com água destilada gelada. • A formação dos produtos pode ser observada por cromatografia em camada fina (CCF) seguida de visualização em câmara de ultravioleta ou revelação com iodo, após uma análise cromatográfica utilizando uma mistura de hexano:acetato de etila (7:3) como eluente. • Em um Becker de 250 mL, solubilizar o precipitado obtido em cerca de 80 mL de solução de NaOH 1,0 mol L-1 , sendo necessário agitação e aquecimento até a dissolução completa do precipitado amarelo. • Anote suas observações Resfriar a solução em banho de gelo durante 30 min e filtrar a solução (reservando-se o filtrado). • Lavar o filtrado com água destilada gelada, depois com 40 mL de uma solução gelada de ácido clorídrico PA 10% e, novamente, com água destilada. • Determinar o ponto de fusão (PF) do produto e comparar com os valores de PF do como o 5-nitro-salicilaldeído e do 3-nitro-salicilaldeído encontrados na literatura. Identificar o produto A. • Ao filtrado reservado, adicionar 50 mL de solução de ácido clorídrico PA 10% até completa precipitação de um material amarelado que, em seguida, será filtrado, lavado com água destilada gelada e seco à temperatura ambiente. • Determinar o ponto de fusão (PF) do produto e comparar com os valores de PF do como o 5-nitro-salicilaldeído e do 3-nitro-salicilaldeído encontrados na literatura. Identificar o produto B. PARTE 2. Teste qualitativo Pese 5,0 g de ácido salicílico e coloque em um béquer de 30 mL. Adicione 5 mL de anidrido acético, distribuindo-o uniformemente por todo o sólido. Cubra o béquer contendo a mistura com um vidro de relógio e coloque no centro do prato giratório de um micro-ondas. No canto direito do forno (ponto de menor irradiação) coloque outro béquer de 200 mL com água para absorção da radiação de micro-ondas excedente. Irradie a máxima potência durante 2 a 3 minutos, até que a temperatura reacional atinja 120°C, sendo a temperatura determinada com um termômetro. Retire o béquer cuidadosamente do forno. Espere uns minutos para que o béquer resfrie e, em seguida, coloque-o em banho de gelo para formação dos cristais. Filtre a vácuo, e lave o sólido com água fria. Seque o sólido completamente em estufa e determine o rendimento. Determine o ponto de fusão. Para recristalizar o sólido adicione 7 mL de 2-propanol ao sólido obtido em um béquer de 30 mL e aqueça a mistura até total dissolução, em seguida resfrie para formação dos cristais e filtre novamente. Dilua 0,1 g do composto obtido em 25 mL de ácido sulfúrico em um béquer de 50 mL. Coloque a solução em uma chapa de aquecimento e deixe ferver por 1 minuto. Em outro béquer de 100 mL dilua 1,0 g de sulfato férrico em 25 mL de ácido sulfúrico com muito cuidado. Em seguida misture as duas soluções. Uma solução de coloração roxa será formada resultante da formação de um complexo com o ferro.
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