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Universidade Federal do Rio de Janeiro Disciplina: Química Orgânica Experimental I - EQ/EQN Docente: Camilo Henrique da Silva Lima Discentes: Roberta Pires Aguirre DRE: 121059104 Relatório 1 - Solubilidade da amostra nº 9 1. Introdução Solubilizar uma substância é um processo muito importante dentro de qualquer área da química, esse processo é expresso através da interação entre a substância cuja solubilização interessa, e seu respectivo solvente. Assim, temos que uma quantidade de soluto é dissolvido em determinada quantidade de solvente num equilíbrio de solubilidade. Sendo uma propriedade físico-química importante que desenvolve um certo protagonismo no estudo das reações na química orgânica, a solubilidade é algo que deve ser estudado e será abordado neste relatório.2 Existem diversos fatores que afetam a solubilidade dos compostos, um dos principais é a polaridade do soluto em relação ao solvente.1 Tendo em vista essas observações, sabemos que a solubilidade de um composto é a primeira coisa a ser determinada para que possamos caracterizá-lo da melhor forma, já que quase todos os processos químicos que podem envolvê- lo, vão depender de sua solubilização.2 Portanto, para esta prática, observou-se a solubilidade de uma amostra desconhecida em diversos solventes - água, acetato de etila, hexano, acetona e diclorometano -, objetivando-se a análise da polaridade das duas substâncias presentes na amostra para identificá-la posteriormente entre as possíveis opções - ácido benzoico, benzoína, acetanilida e ácido salicílico. Dado que espécies como o tetracloreto de carbono, CCl4, ou o etano C2H6 são imiscíveis em água e outros solventes polares, visto que suas interações intermoleculares não são compatíveis, pelos dois compostos serem de caráter altamente apolar, e, portanto, não tendo afinidade com espécies polares. Já o ácido salicílico, é parcialmente polar, dessa forma é pouco solúvel em água, porém bastante solúvel em etanol, que é outro solvente de alta polaridade.1 2. Parte Experimental 2.1 Materiais Amostra Desconhecida nº 9; 5 tubos de ensaio; Pipetas; Espátula; Estante para tubos de ensaio; Solventes: o Água destilada; o Acetato de Etila; o Hexano; o Acetona; o Diclorometano. 2.2 Método Primeiramente, os materiais necessários para o experimento foram separados e escolheu-se a amostra de nº 9 dentre as desconhecidas disponíveis. Após isso, adicionou-se a quantidade de uma ponta de espátula da amostra em cada um dos 5 tubos de ensaio. Então, após identificar os tubos de ensaio para os respectivos solventes, adicionou-se 20 gotas - aproximadamente 1 mL - de cada solvente, com auxílio de uma pipeta, nos respectivos tubos de ensaio. Por fim, agitou-se os tubos de ensaio manualmente e observou-se as amostras em cada tubo, e então os resultados das solubilidades foram anotados. 3. Resultados Os resultados obtidos na prática estão presentes na tabela 1. Tabela 1. Dados experimentais da solubilidade da amostra 9 Solventes Água Acetato de Etila Hexano Acetona Diclorometano Solubilidade Insolúvel Parcialmente Solúvel Insolúvel Solúvel Solúvel Pode-se perceber que quando se adicionou água ao tubo 1 a amostra não foi solúvel e que parte da amostra ficou na superfície da água e outra parte no fundo do tubo. No tubo 2 pode-se perceber uma diminuição da quantidade de amostra ao adicionar acetato de etila, logo, parte da amostra foi dissolvida, portanto sendo parcialmente solúvel. No tubo 3, contendo hexano pode-se perceber que a amostra foi insolúvel. Para os tubos 4 e 5, contendo, respectivamente, acetona e diclorometano, a amostra foi solubilizada com êxito. 4. Discussão Observando as estruturas moleculares de cada um dos solventes, é possível fazermos uma análise de como as amostras desconhecidas se comportam. Visto que a água, figura 1, é um solvente polar que não solubilizou a amostra, pode-se inferir que a amostra desconhecida não possui um forte caráter polar. Todavia, deve-se levar em conta a influência da ligação de hidrogênio presente na molécula de água, que é uma força intermolecular muito forte2, sendo o solvente de maior polaridade utilizado na prática. Figura 1: Estrutura molecular da água. Também se observou que a amostra desconhecida não foi solubilizada pelo hexano, figura 2, que é um solvente apolar2. Logo, pode-se dizer que a amostra também não possui um caráter apolar. Figura 2: Estrutura molecular do hexano. Para os solventes com um caráter polar não tão forte pode-se observar que foram capazes de solubilizar completamente ou parcialmente a amostra. Observou que, dentre os três no qual a amostra foi solubilizada, apenas no acetato de etila, figura 3, teve-se apenas parte da amostra sendo solubilizada. Já na acetona, figura 4, e no diclorometano, figura 5, a amostra foi completamente solubilizada. Logo, pode-se afirmar que a amostra desconhecida possui caráter polar e é solúvel em solventes orgânicos. Figura 3: Estrutura molecular do acetato de Etila. Figura 4: Estrutura molecular da acetona. Figura 5: Estrutura molecular do diclorometano. Analisando as possíveis substâncias da amostra, temos o ácido benzóico, figura 6, que possui um baixo caráter polar, tendo sua molécula majoritariamente apolar3. Assim como a benzoína , figura 7, a acetanilida, figura 8, também é uma molécula apolar4. Dentre as 4 possíveis substâncias, somente o ácido salicílico, figura 9, é uma substância polar5. Figura 6: Estrutura molecular do ácido benzóico. Figura 7: Estrutura molecular da benzoína. Figura 8: Estrutura molecular da acetanilida. Figura 9: Estrutura molecular do ácido salicílico. Logo, tendo em vista a polaridade das moléculas, pode-se supor que o ácido salicílico não está presente na amostra, e que a mesma pode conter o ácido benzóico, a benzoína ou a acetanilida. 5. Conclusão A partir do experimento, fomos capazes de comprovar empiricamente que a solubilidade de uma substância está diretamente relacionada com a estrutura molecular, principalmente com o grau de polaridade das interações. Além disso, também pudemos ter uma base do que pode estar presente nas amostras recebidas, de forma que posteriormente seremos capazes de realizar uma análise mais precisa utilizando os conhecimentos obtidos na prática de solubilidade. 6. Referências 1. MARTINS, Cláudia Rocha; LOPES, Wilson Araújo; ANDRADE, Jailson Bittencourt de. Solubilidade das substâncias orgânicas. Quím. Nova, São Paulo, v.36, n.8, p. 1248- 1255, 2013. 2. PAVIA, Donald L. et al. Introduction to organic laboratory techniques: a small scale approach. 6.ed. United States of America, 2016. 3. CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA QUÍMICA, 21., 2016, Fortaleza. Anais [...]. [S. l.]: M. M. Minaré e R. F. Pires, 2016. 8 p. Tema: ESTUDO DA SOLUBILIDADE DO ÁCIDO BENZÓICO EM MISTURAS AQUOSAS TERNÁRIAS E QUATERNÁRIAS EM FUNÇÃO DA TEMPERATURA. 4. Disponível em: http://geral.quimica.blumenau.ufsc.br/files/2014/05/Experiência- 04.pdf. Acesso em 09/05/2022. 5. Disponível em: https://www.tutorhunt.com/resource/13150/#:~:text=Aspirin%20is%20a%20polar%2 0molecule,of%20a%20carboxylic%20acid%20group. Acesso em 09/05/2022.
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