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Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia Docente: Marcus Bahia Discente: Beatriz Maciel Disciplina: Química Orgânica Prática Turma: 8833 Síntese da acetanilida. Salvador - BAHIA 2021 SUMÁRIO 1.OBJETIVO GERAL: 3 1.1OBJETIVOS ESPECÍFICOS: 3 2.METODOLOGIA. 3 4.PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 4 5.FLUXOGRAMA 4 6.PROPRIEDADES FÍSICAS E TOXICOLÓGICAS. 5 7.REAÇÕES 6 9.CÁLCULOS 7 10.RESULTADOS. 7 11.REFERÊNCIAS 8 1.OBJETIVO GERAL: - Sintetizar a acetanilida. 1.1OBJETIVOS ESPECÍFICOS: - Sintetizar a acetanilida para a utilização na segunda etapa da síntese da para-nitroanilina. - Calcular o rendimento da reação. 2.METODOLOGIA. Sintetizar a acetanilida por meio de uma reação de acetilação da anilina que consiste na reação da anilina com anidrido acético em meio aquoso. 3.MATERIAIS Tabela 01. Reagentes utilizados para a síntese da acetanilida. Reagentes Quantidade (mL) Concentração Anilina 3 -- Anidrido acético 4 -- Água 30 -- Tabela 02. Vidrarias e acessórios utilizados para a síntese da acetanilida. Vidrarias Quantidade Capacidade (mL) Erlenmeyer 1 150 Funil de buchner 1 -- Papel de filtro 1 -- Proveta 1 50 4.PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 1. Colocar 3,0 mL de anilina em um erlenmeyer de 150 mL e adicionar 30,0 mL de água; 2. Acrescentar lentamente, gota a gota, com agitação vigorosa, 4,0 mL de anidrido acético. A reação que ocorre é rápida e vigorosa; 3. Terminada a adição e a agitação, deixar a temperatura igualar à do ambiente e esfriar ligeiramente para garantir total precipitação da acetanilida; 4. Filtrar a vácuo lavando os cristais com água gelada; 5. Caso os cristais da acetanilida apresentem coloração, recristalizar utilizando água e carvão ativo; 6. Secar os cristais ao ar livre, pesar, calcular o rendimento e reservar o material sintetizado para posterior caracterização através de testes físicos e químicos. 5.FLUXOGRAMA Imagem 01. Fluxograma da síntese da acetanilida. 6.PROPRIEDADES FÍSICAS E TOXICOLÓGICAS. Tabela 03. Propriedades físico-químicas dos reagentes utilizados para a síntese da acetanilida. Reagentes MM (g/mol) Densidade (g/mL) P.F (ºC) P.E (ºC) Solubilidade. Anilina 93,13 1,02 -6,2 184 3,7 g/100 mL de água A 30 °C Anidrido acético 102,09 1,08 -73 140 solúvel em água. Tabela 04. Medidas de primeiros socorros e combate a incêndio Reagentes Inalação Ingestão Contato c/ pele Contato c/ olhos Incêndio Anilina Remover a vítima para local arejado. Lavar a boca com água, sem beber e ir ao médico. Lavar o local afetado com muita água e sabão por 10 minutos. Lavar com muita água por 10 minutos. CO2, pó químico e espuma. Anidrido acético. Levar vítima para local arejado. Induzir o vômito. Lavar a pele com água e sabão. Lavar com água durante 15 minutos. Pó químico seco. 7.REAÇÕES Imagem 02. Reação da síntese da acetanilida. 8.MECANISMO Imagem 03. Mecanismo da síntese da acetanilida. 9.CÁLCULOS Anilina (reagente limitante): 3,0 mL - d = 1,02g/cm3 / MM = 93,13 g/mol d = m/v → 1,02 = m/ 3,0 m = 3,06 g de anilina. 93,13 g ____ 1 mol 3,06 g ____ x x = 0,0329 mol ● 1 mol de anilina ____ 1 mol acetanilida mol de acetanilida ____ 135,17g 0,0329 mol ____x x = 4,45g de acetanilida Rendimento: 4,45 g acetanilida ____ 100% obtida ____ x% = de rendimento 10.RESULTADOS. 11.REFERÊNCIAS 1.ANILINA. Disponível em <Microsoft Word - Anilina2003.doc (oswaldocruz.br)>. Acesso em: 15/10/2021. 2. Roteiro de química orgânica experimental. Daniel, P; Marcus, V. Curso técnico em química: Instituto Federal da Bahia. https://www.oswaldocruz.br/download/fichas/Anilina2003.pdf Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia Docente: Marcus Bahia Discente: Beatriz Maciel Disciplina: Química Orgânica Prática Turma: 8833 Síntese da p-nitroacetanilida. Salvador - BAHIA 2021 SUMÁRIO 1.OBJETIVO GERAL 2 1.1.OBJETIVOS ESPECÍFICOS 3 2.METODOLOGIA. 3 3.MATERIAIS 3 4.PROCEDIMENTOS 4 5.FLUXOGRAMAS 5 7.REAÇÕES 7 9.CÁLCULOS 8 10.RESULTADOS 8 11.REFERÊNCIAS 8 1.OBJETIVO GERAL Sintetizar a p-nitroacetanilida. 1.1.OBJETIVOS ESPECÍFICOS - Sintetizar a p-nitroacetanilida partindo da acetanilida. - Calcular o rendimento da síntese. 2.METODOLOGIA. Sintetizar a p-nitroacetanilida partindo de uma reação de nitração entre a acetanilida e o ácido nítrico tendo como catalisador da reação o ácido sulfúrico concentrado. 3.MATERIAIS Tabela 01. Reagentes utilizados para síntese da p-nitroacetanilida. Reagentes Quantidade Concentração Ácido Sulfúrico 7,2 mL -- 1,0 mL Concentrado Ácido nítrico 1,6 mL Concentrado Acetanilida 2 g -- Ácido acético glacial 2 mL -- Tabela 02. Vidrarias e acessórios utilizados para a síntese da acetanilida. Vidrarias Quantidade Capacidade. Béquer 2 150 e 50 mL Proveta 3 10, 5 e 5 mL Bastão de vidro 1 -- Funil de buchner 1 -- Papel de filtro 1 -- Bomba de vácuo 1 -- 4.PROCEDIMENTOS 1.Num béquer de 150 mL colocar 2 g de acetanilida seca e pulverizada seguido de 2 mL de ácido acético glacial; 2. Adicionar à mistura 7,2 mL de ácido sulfúrico concentrado, com agitação; 3.Colocar a mistura resultante em banho de gelo e sal, resfriando-a a cerca de 0ºC a 2ºC; 4. Num béquer de 50 mL preparar a mistura sulfonítrica, uma mistura que apresenta 1,6 mL de ácido nítrico concentrado e 1,0 mL de ácido sulfúrico concentrado, tendo o cuidado de homogeneizar; 5. Adicionar lentamente a mistura sulfonítrica à solução de acetanilida, com agitação e cuidado para manter a temperatura do meio reacional abaixo de 10o C; 6. Terminada a adição, retirar a solução resultante do banho de gelo e deixar 30 min. à temperatura ambiente; 7. Adicionar à mistura reagente 35,0 g de gelo triturado, lentamente e com agitação para que o precipitado de p-nitroacetanilida fique com aspecto pulverulento; 8. Deixar em repouso por 15 min. Filtrar a vácuo e lavar com água fria até que o pH da água de lavagem fique próximo ao da água adicionada; 9. Se necessário, recristalizar o sólido utilizando como solvente metanol, etanol ou água e carvão ativo. Posteriormente, os cristais obtidos da recristalização deverão ser lavados com o solvente gelado; 10. Secar os cristais ao ar livre, pesar, calcular o rendimento e reservar o material sintetizado para posterior caracterização através de testes físicos e químicos. 5.FLUXOGRAMAS Imagem 01. Imagem 02. 6.PROPRIEDADES FÍSICAS E TOXICOLÓGICAS. Tabela 03. Propriedades físico-químicas dos reagentes utilizados para a síntese da acetanilida. Reagentes MM (g/mol) Densidade (g/mL) P.F (ºC) P.E (ºC) Solubilidade. Acetanilida 135,16 1,16 113-115 304-305 5,63 g/L de água 25ºC Ácido acético glacial. 60,05 1,049 16,7 177,9 ºC a 1013,25 Solúvel em água Ácido sulfúrico 98,08 1,841 10,36 290 Solúvel em água Ácido nítrico : 1,300 a 1,350 42 86 Miscível com água Tabela 04. Medidas de primeiros socorros e combate a incêndio Reagentes Inalação Ingestão Contato c/ pele Contato c/ olhos Incêndio Acetanilida Remover a vítima para local arejado. Lavar a boca com água, sem beber e ir ao médico. Lavar o local afetado com muita água e sabão por 10 minutos. Lavar com muita água por 10 minutos. CO2, pó químico e espuma. Ácido acético glacial Levar vítima para local arejado. Não provocar vômito. Lave a boca com água corrente. Lavar a pele com água e sabão. Lavar com água durante 15 minutos. CO2, pó químico e espuma. Ácido sulfúrico Levar vítima para local arejado Não ingerir água, nem bicarbonato de sódio. IR AO MÉDICO Lavar imediatamente com bastante água. Não esfregar os olhos. IR AO MÉDICO. Pó químico ou CO2. Ácido nítrico Remova a vítima da área contaminada para local arejado. Procurar atendimento médico imediatament e, levando o rótulo do produto. Sem perda de tempo conduzir a vítima toda vestida para um chuveiro. Sem perda de tempo, lavar com água corrente no mínimo por 15 minutos. O produto não é combustível. 7.REAÇÕES Imagem 03. 8.MECANISMO. Imagem 04. 9.CÁLCULOS. Acetanilida (reagente limitante):2g - MM = 135,17 g/mol 135,17g ---------- 1 mol g -------- x = 0,01480 mol de acetanilida ● 1 mol acetanilida ------- 1 mol p-nitroacetanilida mol de p-nitroacetanilida ------- 180,16 g 0,01480 mol --------- x = 2,67 g p-nitroacetanilida Rendimento: 2,67 g p-nitroacetanilida ------- 100% obtida ------- x de rendimento. 10.RESULTADOS 11.REFERÊNCIAS 1-ACETANILIDA. Disponível em <Microsoft Word - Acetanilida.2003.doc (oswaldocruz.br)>. Acesso em: 17/11/2021. 2-ÁCIDO ACÉTICO GLACIAL. Disponível em <1 (atlantaquimica.com.br)>. Acesso em 15/11/2021. 3-ÁCIDO SULFÚRICO. Disponível em <Microsoft Word - Ácido sulfúrico2003.doc (oswaldocruz.br)>. Acesso em: 15/11/2021. 4-ÁCIDO NÍTRICO. Disponível em: <Microsoft Word - Acido Nitrico 53% (quimidrol.com.br)>. Acesso em: 15/11/2021. 5.Roteiro de química orgânica experimental. Daniel, P; Marcus, V. Curso técnico em química: Instituto Federal da Bahia. https://www.oswaldocruz.br/download/fichas/Acetanilida.2003.pdf https://www.oswaldocruz.br/download/fichas/Acetanilida.2003.pdf http://www.atlantaquimica.com.br/wp-content/uploads/2016/02/Fispq-Acido-Acetico-Glacial.pdf https://www.oswaldocruz.br/download/fichas/%C3%81cido%20sulf%C3%BArico2003.pdf https://www.oswaldocruz.br/download/fichas/%C3%81cido%20sulf%C3%BArico2003.pdf https://www.quimidrol.com.br/media/blfa_files/Acido_Nitrico_53__1.pdf#:~:text=Perigos%20mais%20importantes%3A%20O%20%C3%81cido%20N%C3%ADtrico%20%C3%A9%20corrosivo%2C,inflamabilidade%20outros%20combust%C3%ADveis.%20Manuseie%20o%20produto%20com%20seguran%C3%A7a. https://www.quimidrol.com.br/media/blfa_files/Acido_Nitrico_53__1.pdf#:~:text=Perigos%20mais%20importantes%3A%20O%20%C3%81cido%20N%C3%ADtrico%20%C3%A9%20corrosivo%2C,inflamabilidade%20outros%20combust%C3%ADveis.%20Manuseie%20o%20produto%20com%20seguran%C3%A7a. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia Docente: Marcus Bahia Discente: Beatriz Maciel Disciplina: Química Orgânica Prática Turma: 8833 Síntese da p-nitroanilina partindo da anilina, identificação e caracterização da acetanilida, p-nitroacetanilida e p-nitroanilina. Salvador - BAHIA 2021 SUMÁRIO 1.OBJETIVOS 3 1.1.OBJETIVOS ESPECÍFICOS. 3 2.METODOLOGIA 3 3.MATERIAIS 3 4.PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 5 5.FLUXOGRAMAS 8 6.PROPRIEDADES TOXICOLÓGICAS 11 7.REAÇÕES 12 8.MECANISMOS. 13 9.CÁLCULOS 13 10.RESULTADOS 14 1.OBJETIVOS - Sintetizar a p-nitroanilina a partir da anilina. 1.1.OBJETIVOS ESPECÍFICOS. - Sintetizar a p-nitroanilina partindo da reação entre p-nitroacetanilida e solução aquosa de ácido sulfúrico; - Caracterizar e identificar a acetanilida, p-nitroacetanilida e p-nitroanilina partindo de testes químicos e físicos; - Determinar o rendimento da reação de síntese da p-nitroanilina. 2.METODOLOGIA Sintetizar a p-nitroanilina partindo da p-nitro-acetanilida por meio de uma reação de hidrólise ácida entre a p-nitro-acetanilida e solução aquosa ácido sulfúrico 70%. Feito a síntese da p-nitroanilina, prosseguir com a caracterização e identificação das três amostras (acetanilida, p-nitroacetanilida e p-nitroanilina) com os testes físicos e químicos. Primeiramente serão realizados os exames preliminares onde serão avaliados os aspectos físicos das três amostras como a cor e o odor. Em seguida serão realizados testes de solubilidade e determinação do ponto de fusão. Feito os testes físicos, prosseguir para os teste químicos onde cada composto sintetizado será submetido a testes onde o objetivo é identificar nitrocompostos, testes de pH. 3.MATERIAIS Tabela 01. Materiais e acessórios utilizados para síntese da p-nitroanilina e identificação e caracterização dos compostos sintetizados. Material Quantidade Capacidade Béquer 1 100 mL Proveta 3 25 mL Balão de fundo redondo 1 250 mL Condensador de refluxo 1 --- Placa de aquecimento 1 --- Papel de pH 1 --- Papel de filtro 1 --- Bomba de vácuo 1 --- Vidro de relógio 1 -- Placa de toque 1 --- Tubo capilar 6 --- Suporte universal 1 --- Termômetro 1 --- Tabela 02. Reagentes utilizados para síntese da p-nitroanilina e identificação e caracterização dos compostos sintetizados. Reagentes Quantidade Concentração Ácido sulfúrico 11 mL 96% p-nitroacetanilida 2 g --- solução saturada de NaOH --- --- Etanol 3 mL PA Indicador de Yamada 5 gotas --- Éter de petróleo 3 mL PA Éter etílico 3 mL PA Nitrito de sódio 5 gotas --- p-N,N- dimetilamino-benzaldeído. 5 gotas 20% Sol. metanólica de KOH 1 mL 2 mol/L Sulfato ferroso amoniacal 1,5 mL 5% 4.PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Síntese da p-nitroanilina 1- Num béquer de 100 mL colocar 9,0 mL de água destilada e, cautelosamente, sob agitação, adicionar 11,0 mL de ácido sulfúrico concentrado (96%; d=1,84); 2- Transferir a solução aquosa de ácido sulfúrico a 70%, preparada anteriormente, para um balão de fundo redondo de 250 mL contendo 2 g de p-nitroacetanilida. Adaptar um condensador de refluxo e aquecer à ebulição, por 20 minutos; 3- Após o tempo especificado, resfriar o sistema resultante em banho de água e, em seguida, verter na mistura reacional 100 mL de água gelada; 4- Precipitar a p-nitroanilina pela adição de excesso de solução aquosa saturada de hidróxido de sódio, com agitação e sob banho de gelo. Testar com papel de pH para garantir o excesso necessário. Separar o precipitado cristalino amarelo por filtração à vácuo, lavando-o com água gelada para completa remoção dos componentes minerais; 5- Se necessário, recristalizar a p-nitroanilina em água utilizando cerca de 1% de carvão ativo; 6- Secar os cristais ao ar livre, pesar, calcular o rendimento e reservar o material sintetizado para posterior caracterização através de testes físicos e químicos. Identificação e caracterização da acetanilida, p-nitroacetanilida e p-nitroanilina. TESTE FÍSICO: 1. Realizar EXAME PRELIMINAR de cada componente obtido nas 1a, 2a e 3a etapas, através da identificação do estado físico, cor e odor. Comparar os resultados obtidos com os dados da literatura. 2. Realizar ENSAIOS DE SOLUBILIDADE, com cada componente obtido nas 1a, 2a e 3a etapas, em: HCl(aq), NaOH(aq), H2O, EtOH, Éter de petróleo, Éter etílico e ácido acético glacial. Comparar os resultados obtidos. 3. Determinar o PONTO DE FUSÃO de cada componente obtido nas 1a, 2a e 3a etapas. Comparar os resultados obtidos com os dados da literatura. TESTE QUÍMICO: 1. IDENTIFICAÇÃO DE NITROCOMPOSTOS: Em tubo de ensaio, adicionar 1,5 mL de uma solução recém-preparada de sulfato ferroso amoniacal a 5% a uma pequena quantidade da amostra. Adicionar 1 gota de ácido sulfúrico 3M e 1 mL de solução metanólica de hidróxido de potássio 2M. Arrolhar o tubo (rolha de borracha limpa!), agitar bem e observar a mudança de cor azul para o marrom. O oxigênio do ar também é capaz de interferir na análise. Recomenda-se, portanto, o uso de um tubo de ensaio pequeno e a execução de teste em branco para fins de comparação. 2. IDENTIFICAÇÃO DE AMINAS: 2.1 TESTE DE pH: Num tubo de ensaio, dissolver pequena porção da amostra em água e testar a solução com papel indicador de pH. No caso de aminas insolúveis em água, dissolvê-las em uma mistura etanol-água. Realizar ensaio em branco para fins de comparação. As Aminas possuem caráter básico, dissolvendo-se em água com a formação de íons hidróxido; a solução resultante normalmente apresenta pH > 7. 2.2 TESTE COM INDICADOR UNIVERSAL DE YAMADA: À solução resultante do item 2.1 adicionar 5 gotas da solução de indicador de Yamada. Realizar ensaio em branco para fins de comparação. Coloração de azul a violeta indica substância de caráter básico. 2.3 TESTE COM p-N,N-DIMETILAMINOBENZALDEÍDO:Colocar numa placa de teste uma pequena porção da amostra a ser testada e gotas de solução saturada do p-N,N-dimetilamino-benzaldeído em ácido acético glacial. A presença de grupo –NH2 no sólido testado é indicada após o surgimento de coloração avermelhada devido aformação de base de Schiff. 2.4 TESTE COM ÁCIDO NITROSO: Dissolver, em um tubo de ensaio, uma pequenaporção da amostra a ser analisada em 2 mL de ácido clorídrico 2M e resfriar a 0-5oC em banho de gelo. Adicionar 5 gotas de solução de nitrito de sódio a 20% e observar os resultados. i) se houver liberação imediata de gás incolor (nitrogênio) a substância é possivelmente uma amina alifática primária; ii) se não houver liberação imediata de nitrogênio adicionar ao tubo de ensaio algumas gotas de uma solução de 0,05 g de 2-naftol em 2 mL de hidróxido de sódio 2M. O aparecimento de cor vermelha ou laranja do azo-corante sugere amina aromática primária; iii) se houver formação de óleo amarelo insolúvel, sem liberação de gás, a substância pode ser uma amina secundária (alifática ou aromática).Cuidado: o óleo amarelo é uma N-nitrosamina, CANCERÌGENA! iv) se não houver evidência de reação, a substância pode ser uma amina terciária (alifática ou aromática) que às vezes precipita da solução ácida como um sal insolúvel; O aparecimento de coloração amarelada em meio ácido pode também ser indicativo de uma N,N-dialquil-anilina, a qual reage com ácido nitroso formando o derivado p-nitroso esverdeado, mas que em meio ácido forma um sal amarelo. 5.FLUXOGRAMAS Imagem 01. Síntese da p-nitroanilina. Imagem 02. Imagem 03. Imagem 04. 6.PROPRIEDADES TOXICOLÓGICAS Tabela 03. Propriedades físicas e toxicológicas dos reagentes utilizados para a síntese da p-nitroanilina. Reagentes MM (g/mol) Densidade (g/mL) P.F (ºC) P.E (ºC) Solubilidade. p-nitroacetanilida 13.812 0,951 158 >800 1.000 mg/L Ácido sulfúrico 98,08 1,8 10,36 290 Solúvel em água Tabela 04. Medidas de primeiros socorros e combate a incêndio Reagentes Inalação Ingestão Contato c/ pele Contato c/ olhos Incêndio p-nitroacetan ilida Remover a vítima para local arejado. Lavar a boca com água, sem beber e ir ao médico. Lavar o local afetado com muita água e sabão por 10 minutos. Lavar com muita água por 10 minutos. água pulverizada, espuma, pó seco para extinção de incêndios, dióxido de carbono (CO2) Ácido sulfúrico Levar vítima para local arejado Lava bem a boca e ingerir bastante água. Lavar imediatamente com bastante água. Não esfregar os olhos. IR AO MÉDICO. Pó químico ou CO2. 7.REAÇÕES Imagem 05. Imagem 06. 8.MECANISMOS. Imagem 07. 9.CÁLCULOS p-nitroacetanilida (reagente limitante): 2g - MM = 180,16 g/mol 180,16 g -------- 1 mol g -------- x = 0,0111 mol p-nitroacetanilida 1 mol p-nitroacetanilida ---- 1 mol p-nitroanilina 1 mol de p-nitroanilina ----- 138,12 g 0,0111 mol ------- x = 1,53 g p-nitroanilina Rendimento: 1,53g p-nitroanilina ------ 100% obtida ---------- x de rendimento 10.RESULTADOS 11.REFERÊNCIAS. 1. P-NITROANILINA. Disponível em: <Ficha de Dados de Segurança: p-nitroanilina (carlroth.com)>. Acesso em 17/11/2021. 2. ÁCIDO SULFÚRICO. Disponível em <Microsoft Word - Ácido sulfúrico2003.doc (oswaldocruz.br)>. Acesso em: 15/11/2021. 3. Roteiro de química orgânica experimental. Daniel, P; Marcus, V. Curso técnico em química: Instituto Federal da Bahia. https://www.carlroth.com/medias/SDB-9850-PT-PT.pdf?context=bWFzdGVyfHNlY3VyaXR5RGF0YXNoZWV0c3wyMjE4NzR8YXBwbGljYXRpb24vcGRmfHNlY3VyaXR5RGF0YXNoZWV0cy9oMWYvaDM3Lzg5NzEzMTMxODQ3OTgucGRmfGQzMWJhYmZmYjE0ZDcxNTk1ZGU5NjE4MTc5NDM3MjhmMzhiNjIyZTJlODMwNDJjZTlkMzBiZTUxOTUwN2UxNTg https://www.carlroth.com/medias/SDB-9850-PT-PT.pdf?context=bWFzdGVyfHNlY3VyaXR5RGF0YXNoZWV0c3wyMjE4NzR8YXBwbGljYXRpb24vcGRmfHNlY3VyaXR5RGF0YXNoZWV0cy9oMWYvaDM3Lzg5NzEzMTMxODQ3OTgucGRmfGQzMWJhYmZmYjE0ZDcxNTk1ZGU5NjE4MTc5NDM3MjhmMzhiNjIyZTJlODMwNDJjZTlkMzBiZTUxOTUwN2UxNTg https://www.oswaldocruz.br/download/fichas/%C3%81cido%20sulf%C3%BArico2003.pdf https://www.oswaldocruz.br/download/fichas/%C3%81cido%20sulf%C3%BArico2003.pdf
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