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RELATÓRIO DE ANÁLISE ORGÂNICA II (IDENTIFICAÇÃO DE AMOSTRA SÓLIDA) SEROPÉDICA, RJ 2022 UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE QUÍMICA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA ORGÂNICA DISCIPLINA: IC377 – ANÁLISE ORGÂNICA II PROFESSOR: DARI CESARIN SOBRINHO ALUNA: ISABELLA GONÇALVES DE MEDEIROS CARVALHO MATRÍCULA: 2016200446 IDENTIFICAÇÃO DA AMOSTRA Nº 6 - SÓLIDA 1. INTRODUÇÃO A análise orgânica qualitativa é uma das partes muito importantes da química orgânica visto que permite a identificação e caracterização de compostos desconhecidos. Mas para que haja a identificação de compostos é necessário saber antecipadamente a que classe a substância pertence, ou seja identificar o seu grupo funcional a qual a substância desconhecida pertence, e em seguida determinar o composto específico nessa classe, que corresponde à substância desconhecida. Em alguns casos é dada uma substância desconhecida específica, em que se conhece antecipadamente a classe do composto (álcool, amina e assim por diante), sendo apenas necessário determinar o membro específico dessa classe que foi entregue como substância desconhecida. Entretanto a análise orgânica qualitativa pode ser dividida nos seguintes procedimentos: Análise preliminar; Testes preliminares; Determinação de propriedades físicas; Testes de solubilidade; Análise elementar; Testes para grupos funcionais; Cada grupo funcional apresenta certas reações características, daí as mesmas serem utilizadas como reações de identificação. Estas reações são testes qualitativos que permitem caracterizar uma determinada funcionalidade observando-se uma transformação química através de mudanças físicas provocadas por uma reação. Nesse presente estudo, me foi dada a amostra de nº 6 (sólida) a fim de que ela seja identificada. 2. OBJETIVO Determinar a solubilidade de uma amostra sólida para identificar o tipo de grupo funcional que a amostra deve conter e consequentemente propor qual será o composto orgânico nesse caso. 3. MATERIAIS E MÉTODOS 3.1 – FUSÃO SÓDICA Materiais: Amostra nº 6 Sódio metálico Tubo de ensaio Bico de Bunsen Pinça de madeira Béquer Água destilada Espátula Métodos: No tubo de ensaio colocou-se sódio metálico e a amostra 6 e ambos foram levados ao bico de Bunsen para serem aquecidos na chama. Logo em seguida, 30 segundos depois mais ou menos, retirou-se e mergulhou-se o tubo de ensaio em um béquer com água destilada. Após isso, foi feita uma filtração simples para que os testes fossem iniciados. 3.2 – FILTRAÇÃO SIMPLES Materiais: Amostra a ser filtrada Béquer Funil Filtro de papel Erlenmeyer Bastão de vidro Vidro relógio Suporte universal Garras Mufas Métodos: Monta-se a aparelhagem, o funil é colocado na entrada do recipiente (erlenmeyer) e a mistura é vertida para dentro. Assim, as partículas sólidas, que são chamadas de resíduos, param na barreira (papel de filtro) e ficam separadas do material filtrado. 3.3 – ENSAIOS DE SOLUBILIDADE Materiais: Amostra nº 6 Enxofre Nitrogênio Halogênio Água Éter Hidróxido de sódio Ácido clorídrico Bicarbonato de sódio Ácido sulfúrico Métodos: Os testes de solubilidade foram realizados para cada uma das frações recolhidas da amostra. Em um tubo de ensaio foi adicionado aproximadamente 10 gotas de amostra e 10 gotas de solvente. Em seguida o tubo de ensaio foi agitado e foi observado se houve, ou não, solubilização de cada fração da amostra. A solubilidade das frações foi testada em cada um dos solventes (descritos acima) e os resultados observados foram anotados e utilizados para comparação com a teoria. 3.4 – TESTE DE IGNIÇÃO Materiais: Espátula Bico de Bunsen Amostra nº 6 Métodos: Uma pequena parte da amostra nº 6 foi recolhida do seu local de armazenamento a fim de que fosse levada a chama do bico de Bunsen. O resultado foi de uma chama altamente amarelo/alaranjada fervendo o composto da amostra e ele formou uma espécie de “calda” mais grossa, como se fosse um caramelo, confirmando também que o composto não é aromático. 3.5 – PONTO DE FUSÃO Materiais: Termômetro Espátula Capilares Aparelho de aferição do PF Amostra sólida seca Métodos: A aparelhagem não precisa de uma montagem prévia, ela foi colocada na bancada e logo em seguida ligada na tomada, encheu-se três capilares com a amostra sólida (osazona) para que então fosse verificado o PF (ponto de fusão). A amostra foi colocada no lugar apropriado para a verificação juntamente com o termômetro e logo em seguida passou-se a observar a mudança de estado físico dela, acompanhando a mudança e observando a temperatura em que ocorreria. Os três pontos da temperatura aferida foram anotados e coletados. 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES 4.3 – FUSÃO SÓDICA É um teste que envolve aquecer fortemente a amostra com metal de sódio limpo , "fundindo-a" com a amostra. A amostra "fundida" é mergulhada em água e os testes qualitativos usuais são realizados na solução resultante para os respectivos constituintes possíveis. Os halogênios, nitrogênio e enxofre são ligados covalentemente aos compostos orgânicos. Para detectá-los, os elementos precisam ser convertidos em suas formas iônicas. Isso é feito fundindo o composto orgânico com metal de sódio. Os compostos iônicos formados durante a fusão são extraídos em solução aquosa e podem ser detectados por simples testes químicos. O extrato é chamado extrato de fusão de sódio ou extrato de Lassaigne. No presente estudo, mergulhou-se o resultado obtido da queima em um béquer com água e logo após, filtrou-se. 4.4 - FILTRAÇÃO SIMPLES Usa-se um papel de filtro dobrado em quatro partes, formando o cone. O papel de filtro é colocado em um funil de filtração do tipo comum, então, com a ajuda de um bastão de vidro, a mistura heterogênea é despejada no funil. No papel de filtro ficam retidas apenas as partículas que não estavam dissolvidas na parte líquida. Separou-se a amostra sólida obtida e o mesmo foi armazenado em um vidro relógio a fim de que ficasse completamente seco e fosse iniciado os novos testes. O líquido obtido da filtração foi descartado pois não seria utilizado. Aparelhagem da filtração simples 4.5 - ENSAIOS DE SOLUBILIDADE A solubilidade de um composto revela muito sobre a sua estrutura química. O teste de solubilidade permite localizar o composto numa determinada classe de substâncias, sem contudo identificá-lo. Alguns testes de solubilidade foram realizados: Enxofre: Negativo; Nitrogênio: Negativo; Halogênio: Negativo; Após esses três testes, seguiu-se para a marcha (ensaios) de solubilidade: Água + amostra nº 6 Solúvel NaOH + amostra nº 6 Solúvel HCl + amostra nº 6 Solúvel H2SO4 + amostra nº 6 Solúvel Éter + amostra nº 6 Insolúvel NaHCO3 + amostra nº 6 Solúvel Por ser insolúvel em éter, de acordo com a literatura, classifica-se essa amostra nº 6 como sendo do grupo II e então inicia-se os testes para caracterização do grupo II (Solúveis em água e insolúveis em éter). 1. Ácidos polibásicos: Teste realizado com a amostra nº 6 + H2O destilada, verificado com a fita de pH obteve-se um pH neutro, sendo negativo para o teste de polibásicos. 2. Glicóis e poliálcoois, aldeídos e cetonas (açúcares): Positivo para açúcar; 3. Algumas amidas, aminoácidos, compostos di- e poli-amino e amino álcoois:Esse teste foi utilizado para o derivado, seguindoa ordem cronológica do grupo II, deu-se prioridade ao teste de nº 2 e o mesmo deu positivo, sendo descartada essa terceira opção de teste. 4. Ácidos sulfônicos: Negativo para enxofre, então descartou-se este teste; 5. Ácidos sulfinicos: Negativo para enxofre, então descartou-se este teste; 6. Sais: Não poderia ser um sal, pois em contato com a chama a amostra ferveu, formando uma espécie de “calda”. Glicóis e poliálcoois, aldeídos e cetonas (açúcares): Teste de Molisch: É um procedimento químico usado para determinar a presença de hidratos de carbono numa solução, formou um anel. Deu positivo para açúcar; em um tubo de ensaio adicionou-se a amostra nº 6 e em seguida 1 ml do reativo de Molisch, agitou-se a fim de homogeneizar. Pela parede interna do tudo de ensaio, adicionou-se lentamente 1,0 ml de ácido sulfúrico concentrado. Teste de Barfoed: Em um tubo de ensaio adicionou-se a amostra nº 6 e logo após 1 ml da solução de Barfoed. O tubo foi aquecido em banho maria fervente por 3 minutos, e foram retirados para esfriar em temperatura ambiente. Ocorreu a Identificação do açúcar, a amostra nº 6 é monossacarídeo. Uma solução suspensa amarela em uma solução azul se apresentou verde. Teste Osazonas: A reação com fenilhidrazina tem como produto as osazonas e, dependendo do açúcar, forma-se cristais com morfologias diferentes. Ao analisar estes cristais no microscópio, pode identificá-los e diferenciá-los. Imagem da Osazona obtida em micróscopio ótico; Pela microscopia óptica, observa -se que a frutose e a glicose apresentam cristais iguais, em formato de agulha e bem definidos. A formação de mesmos cristais é algo característico para cetoses e aldoses epímeras. Apesar de ambos os açúcares foramarem a mesma osazona, pode-se diferenciá-los através do tempo de formação. No presente estudo realizado demorou-se cerca de 2 minutos para frutose formar o produto. Os carboidratos podem ser caracterizados pela reação com fenil hidrazina, já que podem ser diferenciados pela característica do cristal formado e/ou pelo tempo de formação, sendo um método eficiente para caracterização de açúcares redutores. 4.6 - TESTE DE IGNIÇÃO Esse teste é um dos testes iniciais, porém foi realizado após os ensaios de solubilidade. Ao tomar uma pequena quantidade da substância numa espátula e levar a chama do bico de Bunsen podemos obter algumas informações valiosas. Com essa análise, pode se observar o quanto a amostra ferveu e formou uma espécie de “caramelo”. Com essa visualização facilitou-se o processo de caracterizá-la como um açúcar. Teste de ignição 4.7 – PONTO DE FUSÃO Foi coletado através de um aparelho no qual utilizou-se a osazona sólida, colocou-se uma pequena parte dela dentro de três capilares destintos e então foi aferido o seu ponto de fusão. 1º valor coletado: 200 ºC 2º valor coletado: 195 ºC 3º valor coletado: 198 ºC Sabe-se que o valor tabelado do ponto de fusão do derivado osazona é 205ºC, não havendo muita discrepância do valor tabelado, considerou-se ela como derivado da frutose. Aparelho utilizado na verificação do ponto de fusão. 5 CONCLUSÃO A partir dos testes de solubilidade e dos testes para grupos funcionais foi possível identificar a família de compostos orgânicos e as amostras que pertenciam. Pela análise elementar (dedução das fórmulas empíricas, através da composição percentual de cada uma das amostras) foi possível identificar o composto orgânico que corresponde a amostra de número 6. Obteve-se o composto Frutose também conhecida como açúcar das frutas, é um monossacarídeo (C6H12O6), com os carbonos dispostos em anel, muito encontrado em frutas. Como derivado encontrou-se a osazona, são estruturas formadas a partir da reação de fenilhidrazina e açúcares redutores. Os cristais de osazona tem formas e pontos de fusão característicos que possibilitam a identificação dos açúcares redutores. Outro dado importante para a identificação desses açúcares é o tempo de formação das osazonas, seja sob aquecimento ou resfriamento, já que para cada carboidrato temos um tempo diferente de formação. https://pt.wikipedia.org/wiki/Monossacar%C3%ADdeo https://pt.wikipedia.org/wiki/Carbono https://pt.wikipedia.org/wiki/Fruta 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS R. L. Shriner; R. C. Fuson; D. Y. Curtin e T. C. Morrill - The Systematic Identification of Organic Compounds - John Wiley & Sons - 6a. Edição - 1979 A .I. Vogel - Análise Orgânica Qualitativa - Vol 1 - Ao livro Técnico - São Paulo - 3° Edição - 1971 Vogel - Análise Orgânica Qualitativa - Vol 2 - Ao livro Técnico - São Paulo - 3° Edição - 1971 Vogel - Análise Orgânica Qualitativa - Vol 3 - Ao livro Técnico - São Paulo - 3° Edição - 1971 N. D. Cheronis; J. B. Entrikin e E.M. Hodnett - Semimicro Qualitative Organic Analysis - John Wiley & Sons - NY 3° Edição – 1965
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