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1 – Realizar a partição entre solventes, conforme descrito no item 3. 2 – Reunir as frações orgânicas e lavá-las com água destilada ou solução saturada de cloreto de sódio. 3 – Secar a fase orgânica com um agente secante conveniente (em geral, sulfato de sódio anidro). 4 – Filtrar e evaporar o solvente, recolhendo-se a substância ou mistura extraída. A utilização de solução saturada de cloreto de sódio é recomendada principalmente nos casos em que se utiliza éter como solvente, ou quando ocorre a formação de emulsão. 6 – Prática Preparo da solução ácida Em um balão volumétrico de 100 mL e com o auxílio de uma pipeta graduada, 4 mL de ácido acético em aproximadamente 100 mL de água destilada. Agitar bem, transferir uma aliquota de 10 mL para um erlenmeyer e titular a solução utilizando uma solução padrão de hidróxido de sódio (cerca de 0,3M) e 1 gota de fenolftaleína. Repetir mais uma vez a titulação. Extração Simples Transferir 10 mL da solução ácida para um funil de separação e adicionar 30mL de éter etílico com auxílio de uma proveta. Agitar a mistura, tomando o cuidado de aliviar a pressão interna, deixar em repouso até o aparecimento de duas fazes e separar a camada aquosa inferior. Titular a camada aquosa com solução padrão de hidróxido de sódio e fenolftaleína como indicador. Calcular a porcentagem de ácido que permaneceu na camada aquosa e a porcentagem extraída pelo éter. Extração múltipla Transferir 10 mL da solução aquosa de ácido acético preparada anteriormente para um funil de separação e extrair com 3 porções de 10 mL de éter etílico. Juntar todas as camadas aquosas para um erlenmeyer e titular com solução padrão de hidróxido de sódio e fenolftaleína como indicador. Calcular a porcentagem de ácido que permaneceu na camada aquosa e a porcentagem extraída pelo éter. Comparar a eficiência dos dois métodos extrativos. EXTRAÇÃO POR SOLVENTE QUIMICAMENTE ATIVO Objetivos: Utilizar a técnica de extração ácido-base para separar substancias de interesse de uma mistura. INTRODUÇÃO A extração é usada com freqüência para separar um ou mais componentes de uma mistura. Deste modo, a extração é um método com finalidade semelhante a da destilação e recristalização. Entretanto, ao contrário da recristalização ou destilação, a extração raramente fornece um produto puro. A recristalização ou destilação podem ser necessárias para purificar um produto bruto extraído de uma mistura. A extração baseia-se no princípio que um determinado soluto distribui-se de modo equilibrado entre duas fases imiscíveis sendo que uma delas é geralmente um líquido. O soluto divide-se entre as duas fases imiscíveis em uma razão determinada pela solubilidade relativa do soluto em cada fase. Por exemplo, em um sistema de dois líquidos imiscíveis onde um líquido é a água e o outro é um líquido orgânico, um soluto orgânico (composto covalente) será encontrado principalmente na camada orgânica enquanto um sal (composto iônico) será encontrado principalmente na camada aquosa quando o equilíbrio for atingido. Veja Figura 1. Figura 1. Equilíbrio durante a extração de um soluto orgânico a partir de uma fase aquosa. Aplicações importantes do processo de extração: Remover um composto orgânico de uma solução quando a destilação não é possível, (talvez o composto desejado seja instável ao calor). "Lavar" uma solução de um soluto orgânico em um solvente orgânico para retirar impurezas inorgânicas. Em qualquer um dos casos mencionados acima, a extração é feita agitando-se uma solução em um funil de separação com um solvente que seja imiscível com esse em que a substância desejada está dissolvida e no qual a substância desejada é mais solúvel. Duas camadas líquidas se formam e podem ser separadas uma da outra drenando-se a camada inferior através da torneira do funil de separação. Suponha que uma reação é feita em solução aquosa e o produto desejado é um composto orgânico. Agita-se então a mistura reacional com um pouco de solvente orgânico, como o éter etílico, por exemplo. E conseqüentemente, o soluto orgânico, sendo mais solúvel no solvente orgânico do que a água transfere-se para a camada orgânica. A camada aquosa indesejada é removida e descartada e a solução orgânica restante é agitada com um pouco de água destilada "para lavar" a solução orgânica (remover as impurezas inorgânicas). A nova camada aquosa que contem impurezas inorgânicas é removida e descartada. A solução orgânica remanescente agora está pronta para um tratamento adicional para isolar o produto desejado. De um modo geral deseja-se extrair uma substância de um meio aquoso. Neste caso o solvente deve ter as seguintes propriedades: • ser imiscível com água • ser um melhor solvente para a substância que você deseja extrair do que a água • ser bastante volátil para ser facilmente removido da substância desejada • ser atóxico, ou de toxicidade relativamente baixa • não deve reagir com a substância que está sendo extraída Alguns dos solventes geralmente usados para extrair soluções aquosas incluem o éter dietílico, diclorometano (cloreto de metileno), triclorometano (clorofórmio), tetraclorometano (tetracloreto do carbono), pentano, hexano, cicloexano, heptano, octano, benzeno, tolueno, éter do petróleo e a ligroína. Enquanto os outros líquidos são substâncias puras, o éter de petróleo e a ligroína são misturas de hidrocarbonetos. Dos líquidos listados acima, um dos melhores para extrair solutos orgânicos é o éter dietílico. O éter é quimicamente muito estável, tem um ponto de ebulição baixo e é um solvente excelente para a maioria dos compostos orgânicos. Entretanto, o éter é extremamente inflamável e forma peróxidos explosivos após longa exposição ao ar. Um outro bom solvente para a extração de solutos orgânicos do meio aquoso é o diclorometano. Entre os solventes clorados, ele é consideravelmente menos tóxico e tem um ponto de ebulição mais baixo do que o clorofórmio e o tetracloreto de carbono. O metanol e o etanol não são usados normalmente para a extração das soluções aquosas porque são muito solúveis na água. Reações importantes: Esquema 1. Fluxograma mostrando a separação de ácido benzóico e naftaleno via extração ácido base. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: 1. Obtenha uma amostra com o seu professor, anote o número desta amostra e pese-a. 2.Transfira a amostra para um béquer e adicione cerca de 30 mL de éter para dissolver a mistura. Transfira esta mistura com cuidado para um funil de separação e se necessário lave o béquer com cerca de 5 mL de éter. 3. Adicione ao funil de separação 10 mL de uma solução de NaHCO3 10%, agite com cuidado e quando a efervescência cessar arrolhe-o firmemente e misture as camadas rodando e agitando delicadamente. Libere a pressão com cuidado abrindo a torneira do funil com este na posição invertida. Faça esta operação várias vezes até que não haja mais efervescência da mistura. 4. Deixe a mistura em repouso para permitir que as camadas se separem. 5. Remova o máximo possível da camada aquosa inferior transferindo-a para um Erlenmeyer de 125 mL. A primeira etapa da extração foi concluída. Repita mais duas vezes as operações dos itens 3 a 5 para completar a extração, juntando todos os extratos aquosos no mesmo Erlenmeyer. Adicione cerca de 0.5 g de NaCl sólido ao extrato aquoso contido no Erlenmeyer de 125 mL, e agite bem para dissolver o sal. Isto tornará o ácido benzóico menos solúvel na fase aquosa e melhorará seu rendimento. Leve o Erlenmeyer à capela e lentamente com agitação adicione cerca de 10 mL de HCl concentrado ao extrato aquoso. Pode-se utilizar também o ácido sulfúrico concentrado na falta de ácido clorídrico concentrado. Lembre -se: ao manusear ácidos concentrados use luvas para proteger as mãos . Refrigere a mistura (e alguns mL de água em um béquer separado) em um banho do gelo por aproximadamente 15 minutos ou até gelarcompletamente, enquanto você trabalha com a camada etérea (parágrafo seguinte). Colete o ácido benzóico sólido usando um funil de Büchner. Lave com cerca de 20- 30 mL de água gelada, e deixe no vácuo por cinco minutos para secar o sólido. Depois de seco, pese o sólido e determine o ponto de fusão. Supondo que exatamente a metade da mistura original era ácido benzóico, calcule a porcentagem de recuperação. Adicione cerca de 10 mL da água destilada à camada etérea contida no funil de separação e misture bem para remover qualquer resíduo da solução de NaHCO3. Separe a camada aquosa inferior e descarte-a. Transfira a fase etérea do funil de separação para um béquer de 100 mL. Adicione cerca de 0.5 g de sulfato de sódio anidro(Uma substância anidra que pode ser usada para absorver a água residual dos líquidos orgânicos é chamada de agente de secagem - exemplos: CaCl2, MgSO4, Na2SO4) à camada etérea para remover a água residual, tampe e deixe em repouso por 10 minutos. Enquanto a camada etérea seca, pese um béquer pequeno. Decante a camada etérea seca para o béquer e evapore com cuidado o éter em uma placa de aquecimento. Provavelmente o naftaleno fundirá durante esta etapa. Quando todo o éter evaporar, resfrie o béquer em um banho do gelo, seque, e pese novamente para determinar o rendimento da recuperação do naftaleno. Determine o ponto de fusão do naftaleno e calcule a porcentagem de recuperação supondo que exatamente a metade de sua mistura original era naftaleno. ISOLAMENTO DO ÓLEO ESSENCIAL A PARTIR DA EXTRAÇÃO POR ARRASTE A VAPOR Objetivos: Extrair o eugenol do cravo-da-índia usando a técnica de arraste a vapor. INTRODUÇÃO Inúmeras substancias oriundas de plantas são utilizadas pelo homem desde os tempos remotos. A quantidade de cada substancia presente em uma planta quase sempre é muito pequena e pode variar inclusive entre plantas da mesma espécie. Óleos essenciais são uma mistura quimicamente complexa de vários compostos voláteis. A maioria tem um ou mais constituintes principais que lhe conferem aroma e gosto característicos. Entretanto, o aroma final resulta da interação de todos os constituintes. Os óleos essenciais são de grande importância na indústria alimentícia e de perfumes. Uma substancia de ampla ocorrência no cravo-da-índia (Eugenia aromática L.) é o eugenol, que representa o seu principal constituinte. O cravo, que são botões florais secos, é utilizado na culinária chinesa há mais de 2000 anos como conservante de carnes. O eugenol é utilizado em clinica odontológica (ação analgésica), perfumaria e também como atraente de insetos. A composição do óleo essencial do cravo-da-índia é de aproximadamente 82-87% de eugenol, 10% de acetileugenol, além de pequenas quantidades de cariofileno, vanilina e furfural. Procedimento Experimental Extração dos óleos essenciais a) faça a montagem da aparelhagem para a destilação simples, conforme a figura . Abra a torneira e regule a saída de água até que se estabeleça um fluxo contínuo de água pelo condensador. Pesar cerca de 10g do material a ser utilizado (botões de cravo da índia ou folhas de eucalipto) e pulverizar usando gral e pistilo. Transeferir o pó para um balão de fundo redondo (250mL) e adicionar 100mL água destilada. Inicie a destilação aquecendo a mistura em banho de glicerina. Observe as mudanças ocorridas na mistura. Destile a mistura até atingir 60 mL do destilado. b) Transfira o hidrolato (óleo essencial mais água) para um funil de separação e extrair 3 vezes com porções de 10mL de éter etílico. Agite a mistura, tomando o cuidado de aliviar a pressão interna do funil. Esta operação deve ser feita no interior da capela de exaustão. Deixe o sistema em repouso até que ocorra a separação completa das fases. Recolha a fase orgânica em um erlenmeyer de 125mL. c) Recolha a fase orgânica no erlenmeyer utilizado anteriormente e adicione sulfato de magnésio anidro (5g). Filtre usando um pedaço de algodão em funil de vidro. d) Evapore o diclorometano na chapa de aquecimento e verifique a massa obtida de óleo essencial contido no cravo da índia (não esqueça de pesar posteriormente o becker usado no aquecimento).