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UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA QUÍMICA INDUSTRIAL QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL PROFESSOR: JOSÉ ARIMATEIA NOBREGA ALUNO: ALLAN FIGUEIRÊDO LEITE OBTENÇÃO DO ACETATO DE ISOAMILA CAMPINA GRANDE – PB 2022 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 1 2. OBJETIVO ................................................................................................................ 2 3. MATERIAIS E MÉTODOS ..................................................................................... 3 3.1 MATERIAIS ........................................................................................................... 3 3.2 MÉTODOS ............................................................................................................. 4 4. RESULTADOS E DISCUSSÕES ............................................................................ 7 5. CONCLUSÃO .......................................................................................................... 8 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS ...................................................................... 9 1 1. INTRODUÇÃO Os ésteres são substâncias orgânicas muito encontradas na natureza, essas substâncias desempenham papel importante na indústria farmacêutica, de perfumes, cosméticos, polímeros, e estão presentes na composição de diversos produtos alimentícios para realçar ou imitar sabores e aromas (OLIVEIRA, 2014). A reação de esterificação, onde um álcool reage com um ácido carboxílico é chamada de esterificação de Fischer e foi descoberta em 1895 (COSTA et al., 2004). O grupo funcional éster pode ser sintetizado por vários métodos. A abordagem mais simples é Esterificação de Fisher. Por este método, ésteres são produzidos por refluxo de um ácido carboxílico e um álcool na presença de um catalisador ácido concentrado. Para explorar o Le Chatelier's princípio e deslocar a posição do equilíbrio para a direita, adicionamos um excesso de um dos os reagentes à mistura de reação. (mecanismo simplificado 1). Figura 1: Mecanismo simplificado da reação de esterificação da síntese do acetato de isoamilico. Naturalmente, escolhemos o reagente menos caro, que neste caso, é o ácido carboxílico. O mecanismo de reação envolve protonação do grupo carboxila, ataque nucleofílico pela hidroxila, transferência de prótons e perda de água seguida pela perda do ácido catalisador para produzir o éster. o processo é controlado termodinamicamente produzindo o produto éster mais estável. Normalmente, apenas álcoois primários e secundários são usados no método de Fisher, pois os álcoois terciários são propensos a eliminação. 2 2. OBJETIVO O objetivo do experimento é a obtenção do acetato de isoamila, através de uma reação de esterificação. 3 3. MATERIAIS E MÉTODOS 3.1 MATERIAIS • Ácido acético ; • Sol. de bicarbonato de sódio a 5%; • Argola de ferro; • Ácido sulfúrico concentrado; • Balão de fundo redondo de 250 mL; • Condensador; • Álcool isoamílico; • Pedrinhas de porcelana; • Proveta de 25 mL; • Béquer de 100 mL; • Funil de separação; • Pipeta de 5 mL; • Manta elétrica; • Suporte universal; • Termômetro; • Sulfato de sódio anidrido • Proveta; • Pipetador; • Espátula. 4 3.2 MÉTODOS 1. Checou-se sua estequiometria da reação de cada componente. Então temos: 𝜌 = 𝒎 𝒗 (Eq. 1) Para o Ácido acético (𝜌 = 1,05 g/mL) ;(MM = 60,05 g/mol), temos: m = 𝜌 . v m = 1,05 g/mL . 7 mL m = 7,35 g Agora, para a Álcool isoamílico (𝜌 = 0,81 g/mL) ;(MM = 88,15 g/mol), temos: m = 𝜌 . v m = 0,81 g/mL. 6,2 mL m = 5,022 g Agora, para o Ácido sulfúrico (m= 0,22 g) ;(MM = 98,079 g/mol), temos: 88,15 g/mol Acetona → 98,079 g/mol Hidróxido de sódio 0,22 g → X x = 0,24 g ou seja, o valor de 7 mL de Ácido acético corresponde a 2 equivalente molares, significa o que o mesmo está em excesso. 2. Colocou-se 6,2 mL de álcool, 7 mL de ácido acético e 0,25 mL do ácido sulfúrico em um balão de fundo redondo contendo em seu interior 5 esferas de porcelana; 3. Homogeneizou-se a solução e em seguida levou-se para um aquecimento dentro de uma bacia contendo glicerina, conforme Figura 2; 5 Figura 2: Aparelho de refluxo com exclusão de umidade. 4. Acompanhou-se a temperatura da reação para que não ocorresse erro no procedimento. Procedimento de aquecimento por volta de 10 à 15 minutos a uma temperatura 120 °C; 5. Colocou-se a solução para resfriamento por volta de 5 minutos em uma bacia contendo água; 6. Lavou-se o balão com um pouco de água para arraste do produto; 7. Efetuou-se a separação da água do acetato; 8. Colocou-se em um Becker o acetato e adicionou-se o secante (Sulfato de sódio anidrido), para retirar a água ainda presente; 9. Colocou-se um chumaço de algodão no funil e realizou-se a filtragem; 10. Calculou-se a massa teórica e prática do experimento, seguido de seu respectivo rendimento; Para os valores teóricos, temos: 88,15 g/mol (C5H12O) → 130,19 g/mol de (C7H14O2) 5 g → x g x = 7,38 g de C7H14O2 Prático, temos: m = 7,32 g do precipitado (C7H14O2) 6 Rendimento, temos: Re = 𝐱 𝐩𝐫á𝐭𝐢𝐜𝒐 𝐱 𝐭𝐞ó𝐫𝐢𝐜𝒐 𝒙 𝟏𝟎𝟎% (Eq. 2) Re = 7,32 7,38 x 100% Re = 99,18% de C7H14O2 7 4. RESULTADOS E DISCUSSÕES O mecanismo proveniente da obtenção do acetato de isoamila pode ser observado na Figura 3. Figura 3: Mecanismo da reação de esterificação da síntese do acetato de isoamilico. No mecanismo, o princípio de Le Chatelier é utilizado, onde se aumenta a quantidade de reagente para direcionar a reação aos produtos ou retira-se a água formada, ou seja, a quantidade de reagentes foi aumentada. O H2SO4 é utilizado nessa reação como catalisador e age protonando o oxigênio da carbonila, transformando o ácido acético em um bom eletrófilo e transformando um grupo abandonador ruim em bom. Finalizando o experimento, obteve-se uma alíquota de 7,32 mL de acetato de isoamila, e após a realização dos cálculos, determinou-se o seu rendimento foi de 99,18%, que é considerado um excelente resultado. 8 5. CONCLUSÃO Acetato de isoamila é um belo éster com odor de frutas, como muitos ésteres de baixo peso molecular. Por este motivo é utilizado na indústria de essências e fragrâncias. Apesar do odor agradável dos ésteres, eles raramente são usados em perfumes que são aplicados ao corpo. Geralmente, são usados hidrocarbonetos, cetonas e éteres de origem natural. Existe uma justificativa química para tal. Os ésteres são instáveis junto à transpiração, sofrem hidrólise, originando ácidos orgânicos de odor desagradável. Logo, a realização deste experimento, foi possível sintetizar o acetato de isoamila e revisar o mecanismo das reações de esterificação, tendo em vista que a síntese ocorreu por esse tipo de reação. O resultado do experimento foi positivo, obtendo-se um rendimento de 99,18 % na reação realizada 9 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS Apostila de Química Orgânica Experimental; COSTA, T. S.; et al.; Confirmando a Esterilização de Fisher por Meio de Aromas. Química Nova na Escola. n. 19, 2004. OLIVEIRA, C. A. et al. Síntese de ésteres de aromas de frutas: um experimento para cursos de graduação dentro de um dos princípios da química verde. Revista virtual de química, 2014.
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