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~ 1 ~ UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE CENTRO DE CIENCIAS EXATAS E TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL Docente: Samísia Maria Fernandes Machado Autores/Discentes: Cristiano Santos de Jesus José Wilker Lima da Silva Relatório de laboratório Extração líquido – líquido 30 de abril de 2022, São Cristóvão - SE ~ 2 ~ Sumário 1. Sumário ................................................................. 2 2. Introdução ............................................................. 3 3. Objetivos .............................................................. 3 4. Matérias e Reagentes utilizado ............................... 3 5. Procedimento ....................................................... . 5 6. Resultados e discussões .......................................... 6 7. Conclusão ...............................................................8 8. Bibliografia........................................................... .8 ~ 3 ~ 2 - INTRODUÇÃO A extração é uma técnica da química orgânica que está muito presente em nosso cotidiano. Por definição, é um processo de transferência seletiva de um soluto ou impureza de um meio para um solvente. A extração vem sendo utilizada por muitos anos como técnica para a obtenção de diversos produtos naturais, mais não está restrita a eles. Outra aplicação importante dela é na pré - purificação de produtos de síntese orgânica, nesse caso sendo chamada de lavagem. Trata-se de uma extração líquido- líquido feita com água e um solvente orgânico imiscível, onde a água extrai compostos polares presentes como vestígios de ácidos ou bases utilizados na reação, sais e outros subprodutos polares formados. A extração é uma técnica muito útil na purificação de compostos orgânicos, pois podemos separar diferentes substâncias por suas polaridades ou suas propriedades químicas como acidez e basicidade.(Machado S. M. F.; Barreiros A. L. S. B. Aula 2, Química Orgânica Experimental – Apostila CESAD). 3 - OBJETIVOS Utilizar a técnica de extração líquido - líquido para transferir um soluto de um solvente para o outro. O soluto se distribui entre os dois solventes de acordo com a sua solubilidade em cada um deles. O solvente no qual o soluto for mais solúvel ficará com a maior parte do soluto. Após a extração a fase aquosa é neutralizada, precipitando a substância orgânica extraída. 4 - MATERIAIS E REAGENTES UTILIZADOS Extração com solvente quimicamente ativo ~ 4 ~ Materiais utilizados: Funil de separação de 250 mL Suporte Aro Funil 3 Provetas de 50 mL 3 Erlenmeyeres de 125 Ml 3 Papéis de filtro Balança analítica Batão de vidro Pipeta graduada de 10 ml Pera Becker Pipeta Pasteur 3 ml Funil de Buchner Bomba de vácuo Adaptador de borracha Kitassato Vidro de relógio Reagentes utilizados: Solução orgânica em mistura Solução de NaOH 10% Solução de HCl 10% Solução de KHCO3 10% Solução de HCl 40% Solução de NaOH 40% ~ 5 ~ 5 – PROCEDIMENTO 1. Transfirir 50 mL da mistura orgânica em tolueno contendo ácido benzoico, ơ- naftol, e p-nitro-anilina para o fúnil de separação; 2. Extrair a fase orgânica com 50 mL de solução aquosa de ácido clorídrico 10% em 3 partes: 15 mL, 15 mL e 20 mL. Utilizr a proveta para medir os volumes. Adicionar cada parte da solução à mistura lentamente com auxilio de um funil de vidro, após adicionar o ácido, fechar o fúnil de separação e agitar a mistura levemente para que as moléculas pudessem se chocar, abrir o funil para aliviar a pressão e agitar mais um pouco aliviando a pressão novamente. Em seguida colocar o fúnil de separação no aro para iniciar a extração, tirar a tampa do fúnil, abrir e recolher a fase aquosa no erlenmeyer 1 (extraimos a p- nitroanilina), basifique o meio com solução aquosa com 12,5 ml de hidróxido de sódio concentrado, com o auxilio de uma pipeta graduada tranferir os 12,5 mL de hidróxido de sódio concentrado para um becker e adicionar à p-nitroanilina aos poucos, com a pipeta pasteur, agitando a solução; 3. Em seguida, extrair a fase orgânica com 50 mL de solução aquosa de bicarbonato de potássio 10%, repetir o mesmo processo anteriormente, recolher a fase aquosa no erlenmeyer 2 (extraimos o ácido benzóico), e acidifique o meio com solução aquosa com 6,0 ml de ácido clorídrico 10%; 4. Por fim, extrair a fase orgânica com 50 mL de solução aquosa de hidróxido de sódio 10%, recolher a fase aquosa no erlenmeyer 3 (extraíriamos o ơ-naftol), e acidifique o meio com solução aquosa com 6,0 ml de ácido clorídrico 10%; 5. Deixar as soluções em repouso, para formar precipitados; 6. Em 3 vidros de relógio e colocar papéis filtro sob cada um deles, usar a balança analítica para medir o peso de cada um e anotar; 7. Fltrar a vácuo os contéudos dos erlenmeyeres 1, 2 e 3 utilizando os papeis de filtro do item anterior; 8. Transfirir a fase orgânica precipitada e filtrada para o respectivo vidro de relógio e deixar secar na capela; 9. Após a secagem, com auxílio da balança analítica medir o peso de cada sal formado. ~ 6 ~ 6 - RESULTADOS E DISCUSSÕES A extração líquido-líquido é realizada em uma a vidraria adequada (figura em baixo). Volumes superiores a 10 mL devem ser extraídos num funil de separação, volumes entre 4 e 10 mL podem ser extraídos num tubo de centrífuga e volumes inferiores a 4 mL devem ser extraídos num frasco cônico. Quase sempre uma das fases utilizada é a água, então o solvente extrator deve ser imiscível com água. Outra coisa que deve ser observada é a densidade dos solventes. Em caso de dúvida deve-se testar qual das fases é a aquosa pingando uma gota de água destilada. Se a gota se dissolver imediatamete temos a fase aquosa, e se a gota afundar ou não se misturar temos a fase orgânica. Tendo selecionado o solvente extrator, devemos transferir a solução a ser extraída para o funil de separação, com o auxílio de um funil de colo longo, de preferência com a boca larga. Lembre-se de antes fechar a torneira do funil de separação e apoiá-lo no aro. Antes de tampar o funil de separação agite-o levemente em movimentos circulares, tampe e pegue o funil com as duas mãos, segurando a tampa firmemente apoiada em uma das palmas, vire o funil e abra a torneira para aliviar a pressão interna. Ao abrir a torneira você escutará um ruído de ar saindo, pois ao misturar os dois líquidos imiscíveis ocorrem aumento da pressão. Agite em movimentos circulares, ou virando de cabeça pra cima e cabeça pra baixo, sempre com movimentos suaves e sempre aliviando a pressão. Quando o som não for mais audível, continue agitando por mais um minuto e então retorne o funil para o aro, só então removendo a tampa. (Fonte: FIESER, L. F., WILLIAMSON, K. L. Organic Experiments. 8th Ed, Houghton Miffl in Company, Boston, USA, 1998, pg. 115). Na extração descontínua utiliza-se um funil de separação, onde ambos os solventes são adicionados. Com a agitação do funil de separação, o soluto passa a fase na qual está o solvente com maior afinidade. A separação é feita, então, sendo que a fase mais densa é recolhida antes. A extração líquido-líquido descontínua é indicada quando existe uma grande diferença de solubilidade do soluto nos dois solventes. (Química Orgânica Experimental – UFSC). O solvente no qual o soluto for mais solúvel ficará coma maior parte do soluto. A razão entre a ~ 7 ~ concentração do soluto no solvente 1 e no solvente 2 após estabelecido o equilíbrio é denominada coeficiente de partição ou coeficiente de distribuição K. O valor de K pode ser estimado pela razão entre as solubilidades do soluto no solvente 1 e 2. Para que a técnica funcione, os dois solventes devemser imiscíveis, caso contrário formariam uma única fase e não haveria extração. Mas, a extração que realizamos em laboratório foi com solvente quimicamente ativo. A separação se dará de forma mais eficiente devido a fase extratora ser uma solução aquosa ácida ou básica pois irá reagir seletivamente com o componente de interesse presente na mistura. Os componentes se encontram em fase orgânica e a fase extratora é aquosa. A reação com ácido ou base transforma a substância orgânica em um sal, que será mais solúvel na fase aquosa, sendo desta maneira extraída. Isto altera o coeficiente de partição K = So/SH2O, já que as solubilidades são alteradas, favorecendo a extração pela fase aquosa. Dados obtidos: Pesagem 1 ( antes da fitração – vidro de relógio + papel de filtro ) P1 = 81,4580 g P2 = 78,5517 g P3 = 100,911 g Pesagem 2 ( após a filtração do precipitado ) P1 = 82,1714 g P2 = 78,6116 g P3 = 101,9118 g A quantidade de ácido benzóico recuperada foi baixa devido a dificuldades encontradas na precipitação e a formação de emulsão entre as fases. 1 – p-Nitro-anilina ~ 8 ~ 7 – CONCLUSÃO Fatores externos e de execução dos procedimentos podem interferir nos resultados obtidos, por isso o ácido benzóico foi, provavelmente, o de menor rendimento pois tivemos problemas na formação do precipitado. Recuperar todo soluto se mostrou muito difícil devido as perdas seja com o manuseio dos reagentes e recuperação dos produtos como no momento da filtração. É uma técnica de fácil reprodução e não tão rápida 8 - BIBLIOGRAFIA Química Orgânica Experimental – Apostila CESAD https://cesad.ufs.br/ORBI/public/uploadCatalago/10343904042012Quimica_Organica_Experimental_Aula_2.p df Extração líquido-líquido – UFSC https://qmc.ufsc.br/organica/exp7/liquido.html Organic Experiments. 8th Ed. https://pt.scribd.com/document/359123450/Fieser-Organic-Experiments-PDF Figura fúnil – UFSC https://qmc.ufsc.br/organica/exp7/images/extrator02.gif KHCO3 K+ + KCl + NaCl https://cesad.ufs.br/ORBI/public/uploadCatalago/10343904042012Quimica_Organica_Experimental_Aula_2.pdf https://cesad.ufs.br/ORBI/public/uploadCatalago/10343904042012Quimica_Organica_Experimental_Aula_2.pdf https://qmc.ufsc.br/organica/exp7/liquido.html https://pt.scribd.com/document/359123450/Fieser-Organic-Experiments-PDF https://qmc.ufsc.br/organica/exp7/images/extrator02.gif QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL Relatório de laboratório Extração líquido – líquido Sumário 2 - INTRODUÇÃO 3 - OBJETIVOS 4 - MATERIAIS E REAGENTES UTILIZADOS Materiais utilizados: Reagentes utilizados: 5 – PROCEDIMENTO 6 - RESULTADOS E DISCUSSÕES 7 – CONCLUSÃO Fatores externos e de execução dos procedimentos podem interferir nos resultados obtidos, por isso o ácido benzóico foi, provavelmente, o de menor rendimento pois tivemos problemas na formação do precipitado. Recuperar todo soluto se mostrou muito dif...