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Roteiro de Práticas de Química Orgânica Profa. Dra. Karisia Barros 2 Destilação a vapor OBTENÇÃO DE ÓLEOS ESSENCIAIS POR DESTILAÇÃO A VAPOR 1. INTRODUÇÃO Quando uma mistura de ciclo-hexano e tolueno (dois líquidos miscíveis) é destilada, o ponto de ebulição da mistura é intermediário aos pontos de ebulição dos dois líquidos. Por outro lado, o ponto de ebulição de uma mistura de benzeno e água (dois líquidos imiscíveis) é mais baixo que o ponto de ebulição do mais volátil deles. Isto ocorre porque cada líquido exerce independentemente a sua própria pressão (pressão de vapor) contra a pressão externa. O gráfico abaixo demonstra que para o caso do benzeno (p.e. 80,1 oC) e água (p.e. 100oC) a ebulição ocorre a 69 oC (observe a esta temperatura a soma das pressões de vapor individuais é 760 mmHg). 70 69.3 60 80 300 533 mmHg 100 500 227 mmHg Pressão de vapor (mmHg) T e m p e ra tu ra o C Essa propriedade pode ser explorada para obtenção ou purificação de sólidos ou líquidos de alto ponto de ebulição, que podem ser imiscíveis com água, podem codestilar a temperaturas mais baixas através do processo denominado arraste com vapor d’água. Esse método é de extrema importância na obtenção de “óleos essenciais”, mistura de componentes voláteis constituída por terpenos de baixo peso molecular, que são responsáveis pelos odores característicos de plantas como eucalipto, pinho, hortelã etc., como também as fragrâncias de menta, lavanda, rosa etc. Na prática iremos obter os óleos essenciais de algumas plantas regionais. 3 Destilação a vapor METODOLOGIA EXTRAÇÃO DE ÓLEO ESSENCIAL 1. INTRODUÇÃO Óleos essenciais são misturas complexas de substâncias voláteis, lipofílicas, geralmente odoríferas e líquidas. São matérias-primas de origem natural, extraídas de diversas espécies vegetais, podendo ser obtidos a partir das folhas, frutos, caule e raízes. Como evaporam quando expostos ao ar, em temperatura ambiente, são também chamados de óleos voláteis ou etéreos. Sua principal característica é a volatilidade, diferindo assim dos óleos fixos, que são misturas de substâncias de natureza lipídica, obtidas geralmente, a partir de sementes. Outra característica importante é o aroma, geralmente agradável e intenso, sendo, por isto, chamados de essências. O aroma do óleo essencial está associado à sua composição química, a qual varia com a espécie de planta. Os óleos essenciais são largamente utilizados como matéria- prima na produção de fragrâncias para as indústrias de perfumaria, cosmética e higiene pessoal, bem como, na aromatização de alimentos e bebidas. Praticamente, todos os óleos voláteis são constituídos por misturas de moléculas orgânicas. O número de constituintes na mistura pode variar de um único componente a uma mistura complexa. Neles podem ser encontrados quase todos os tipos de compostos orgânicos, como: hidrocarbonetos terpênicos, álcoois, cetonas, aldeídos, ésteres, óxidos, éteres, óxidos peróxidos, furanos, cumarinas, fenilpropanoides e até compostos contendo enxofre. Por exemplo, no capim santo (Cymbopogon citratus) o constituinte principal é o citral; no eucalipto limão (Eucalyptus citriodora) o constituinte majoritário é o citronelal, no eucalipto medicinal (Eucalyptus tereticornis) o principal constituinte é o eucaliptol, enquanto na casca da laranja (Citrus sinensis) é o limoneno (Citrus aurantium), Figura 1. CHO Limoneno O CHO Eucaliptol CitronelalCitral E: geranial Z: neral Figura 1. Constituintes majoritários dos óleos voláteis de: Cymbopogon citratus (citral), Citrus aurantium (limoneno), Eucalyptus tereticornis (eucaliptol) e Eucalyptus citriodora (citronelal). Caracteristicamente, os óleos essenciais possuem odores próprios, índice de refração e são oticamente ativos. São solúveis em éter, álcool e na maioria dos solventes orgânicos. De caráter lipofílico, apresentam solubilidade limitada em água, mas suficiente para aromatizar as soluções aquosas, que são denominadas de hidrolatos. 4 Destilação a vapor 2. TEORIA DA EXTRAÇÃO DE ÓLEO ESSENCIAL (HIDRODESTILAÇÃO) Hidrodestilação será o processo de extração de óleo essencial a ser utilizado, Figura 2. Este consiste num sistema de destilação, em que no material vegetal é depositado em um balão, em seguida é adicionado água e submetido ao aquecimento moderado por volta de duas ou três horas. Ao ocorrer a ebulição da água, o óleo essencial é arrastado pelo vapor d’água sendo conduzido a um condensador e depositado, após a condensação, em um doseador do tipo Cleavenger. Após a formação das duas fases, o óleo volátil é retirado do doseador e submetido ao tratamento com sulfato de sódio anidro (Na2SO4), para remoção de água. O principio da hidrodestilação baseia-se na lei de Dalton, a qual postula que a pressão de vapor de uma mistura de líquidos imiscíveis é igual à soma da pressão de vapor dos componentes puros individuais. A pressão total de vapor da mistura torna-se igual à pressão atmosférica (e a mistura ferve) numa temperatura menor que o ponto de ebulição do componente que possui a maior pressão de vapor. Um dos métodos para identificação da composição química dos constituintes presentes nos óleos é através da técnica conhecida por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa (CG/EM). 3. OBJETIVO Realizar a extração de óleos essenciais pelo processo de hidrodestilação. Caracterização de grupamentos funcionais presentes, como alcenos através dos testes de bromo e de Baeyer, além da caracterização de compostos carbonílicos (aldeídos ou cetonas) usando o teste da 2,4-dinitrofenilhidrazina. 4. PRÉ-LABORATÓRIO 1. O que é óleo essencial? 2. Cite alguns métodos de extração de óleos essenciais. Figura 2. Aparelhagem para hidrodestilação. 5 Destilação a vapor 3. Qual a função do doseador no sistema de extração? 4. Como se deve proceder para identificar os componentes de um óleo essencial? 5. Cite alguns usos de óleos essenciais. 6 Destilação a vapor 6. Quais os componentes principais dos óleos essenciais de casca de laranja, cravo, eucalipto e capim santo? 7. Justifique a necessidade da realização dos testes de bromo, Baeyer e 2,4- dinitrofenilhidrazina nos óleos essenciais. 5. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL MATERIAL UTILIZADO Equipamento Vidraria Reagentes e outros materiais Manta aquecedora Balão de fundo redondo de 250 mL Sulfato de sódio anidro Adaptador Hexano Doseador de óleos essenciais Algodão Condensador de refluxo Funil comum Erlenmeyer de 50 mL Funil de separação 7 Destilação a vapor METODOLOGIA 1. Pese (~ 40 g, depende do material) o material a ser extraído pela sua equipe (cascas de laranja, folhas de eucalipto ou capim santo); 2. Adicione em um balão de fundo redondo de 250 mL. 3. Adicione água destilada nos balões até imersão dos materiais vegetais; 4. Coloque os balões contendo os materiais vegetais em mantas de aquecimento; 5. Monte os sistemas de hidrodestilaçào para as extrações de óleos de acordo conforme ilustrado na Figura 2; 6. Inicie o processo de extração ligando toda a aparelhagem (manta de aquecimento e o circulador de água); 7. Deixe o sistema ligado por aproximadamente 50 minutos, retirando, senecessário a água acumulada no doseador, com um erlenmeyer (hidrolato); 8. Completando o tempo de extração, desligue o sistema, espere o seu resfriamento por um período de aproximadamente 10 minutos, meça a quantidade do óleo essencial obtido no próprio doseador (fase superior); 9. Abra a torneira e separe o hidrolato (fase inferior) do óleo essencial (fase superior). Trate o óleo obtido com sulfato de sódio (Na2SO4) e pese-o para cálculo de rendimento percentual. 6. TESTE DE CARACTERIZAÇÃO: Para cada teste de caracterização citado abaixo, pegue um tubo de ensaio limpo e seco, coloque quatro gotas do óleo e adicione 0,5 mL de solução referente a cada teste. - Teste de Bromo (Br2/CCl4) - Teste Bayer (Solução aquosa de KMnO4); - Teste da 2,4-dinitrofenilhidrazina. Observações: - Observe e anote os resultados quanto a diferenças de coloração ou formação de precipitados. - Guarde o restante do óleo obtido em refrigeração a fim de evitar a volatilidade ou oxidação. 7. QUESTIONÁRIO (PÓS-LABORATÓRIO) 1. Qual o tipo de condensador que é utilizado na extração de óleo essencial? 8 Destilação a vapor 2. Na extração de 500 g das folhas verdes de C. langsdorffii foi coletado 1,0 mL de óleo essencial correspondente a 700 mg de óleo essencial. Qual o rendimento percentual do óleo? Qual sua densidade? 3. Como o óleo essencial pode ser extraído do hidrolato? 4. Calcule a massa do benzeno codestilada com cada grama de água e a composição percentual do vapor produzido durante uma destilação a vapor. O ponto de ebulição da mistura é 69,4 °C. A pressão de vapor da água a 69,4 °C é de 227,7 mmHg. Compare o resultado com os dados na Tabela abaixo: Mistura p.e. da substância pura (°C) p. e. da mistura (°C) Composição (% água) Benzeno-água 80,1 69,4 8,9 Tolueno-água 110,6 85,0 20,2 Hexano-água 69,0 61,6 5,6 Heptano-água 98,4 79,2 12,9 Octano-água 125,7 89,6 25,5 Nonano-água 150,8 95,0 39,8 1-Octanol-água 195,0 99,4 90,0 9 Destilação a vapor 5. Calcule o ponto de ebulição aproximado de uma mistura de bromobenzeno e água à pressão atmosférica. É fornecida uma tabela da pressão de vapor de água e bromobenzeno, a várias temperaturas. Temperatura (°C) Água Bromobenzeno 93 588 110 94 611 114 95 634 118 96 657 122 97 682 127 98 707 131 99 733 136 10 Destilação a vapor 6. Calcule a massa de nitrobenzeno que codestila (o pe da mistura é 99 °C) com cada grama de água durante uma destilação a vapor. Pode ser necessário recorrer aos dados fornecidos no problema anterior. BIBLIOGRAFIA 1. SOARES, B.G.; SOUSA, N.A. da; PIRES, D.X. Química orgânica: teoria e técnicas de preparação purificação e identificação de compostos orgânicos. Rio de Janeiro, Guanabara, 1988. 2. VOGEL, A. I. Química orgânica: análise orgânica qualitativa. 2. ed., Rio de Janeiro, Ao Livro Técnico S. A., 1981. 3. SANTOS, C.A. M; TORRES, K.R.; LEONART, R., Plantas medicinais: herbarium, flora et scientia. São Paulo: Ícone. 1988 4. ROBBERS, J. E.; SPEEDIE, M. K.; TYLER, V. E. Farmacognosia biotecnologia São Paulo: Editorial Premier, 1997. 5. SOUSA, M. P.; MATOS, M. E. O.; MATOS, F.J. A.; MACHADO, M. I. L.; CRAVEIRO, A. A. Costituintes químicos ativos de plantas medicinais brasileiras. Fortaleza, EUFC, 1991. 11 Destilação a vapor 6. Simões, C. M. O., et all. Farmacognosia: da planta ao medicamento. UFRGS Editora, 5ª edição, 2003, Porto Alegre. 7. Mann, J., Secondary Metabolism. Oxford science publications, 2ª edição, 1987, Nova Iorque. ANOTAÇÕES 12 Extração com solvente EXTRAÇÃO COM SOLVENTE 2. INTRODUÇÃO A extração é um dos processos químicos mais antigos. A preparação de uma xícara de café ou chá envolve a extração de sabor e cheiro dos componentes ao lavarmos o vegetal seco com água quente. Do mesmo modo perfumes e algumas drogas são isolados através da extração com solventes orgânicos. Esta técnica é usada para isolar produtos de algumas reações químicas. O processo de extração com solventes é um método simples, empregado na separação e isolamento de substâncias componentes de uma mistura, ou ainda na remoção de impurezas solúveis indesejáveis. Este último processo é geralmente denominado lavagem. A técnica da extração envolve a separação de um composto, presente na forma de uma solução ou suspensão em um determinado solvente, através da agitação com um segundo solvente, no qual o composto orgânico seja mais solúvel e que seja pouco miscível com o solvente que inicialmente contém a substância. Quando as duas fases são líquidos imiscíveis, o método é conhecido como "extração líquido-líquido". Neste tipo de extração o composto estará distribuído entre os dois solventes. O sucesso da separação depende da diferença de solubilidade do composto nos dois solventes. Geralmente, o composto a ser extraído é insolúvel ou parcialmente solúvel num solvente, mas é muito solúvel no outro solvente. A água é usada como um dos solventes na extração líquido-líquido, uma vez que a maioria dos compostos orgânicos é imiscível em água e porque ela dissolve compostos iônicos ou altamente polares. Os solventes mais comuns que são compatíveis com a água na extração de compostos orgânicos são: éter etílico, éter diisopropílico, benzeno, clorofórmio, tetracloreto de carbono, diclorometano e éter de petróleo. Estes solventes são relativamente insolúveis em água e formam, portanto, duas fases distintas. A seleção do solvente dependerá da solubilidade da substância a ser extraída e da facilidade com que o solvente possa ser separado do soluto. Nas extrações com água e um solvente orgânico, a fase da água é chamada "fase aquosa" e a fase do solvente orgânico é chamada "fase orgânica". Para separarmos uma mistura de um composto orgânico (solúvel em água) e alguns sais inorgânicos (dissolvidos na água) usamos um funil de separação (Fig. 1) e adicionamos um solvente orgânico, como por exemplo, éter. Depois de agitarmos esta mistura no funil de separação, o composto orgânico fica na camada etérea e na camada aquosa, porém, como o composto orgânico é muito mais solúvel em éter do que em água, a maior parte dele fica na camada etérea. Figura 1: Funil de separação 13 Extração com solvente Os sais inorgânicos, solúveis em água, ficam na camada aquosa. Transferimos a camada aquosa inferior para um recipiente. O éter é então evaporado deixando, assim, livre o composto orgânico. O solvente para ser usado em extração deve ter as seguintes propriedades: dissolver a substância a ser extraída; ter um baixo ponto de ebulição; não reagir com o soluto ou com outro solvente; não ser inflamável ou tóxico; ter baixo custo e ser imiscível com água. Éter, que é o nome usual do éter dietílico, é provavelmente o solvente mais usado para a extração, mas é extremamente inflamável. Portanto, notamos que nem todos os solventes têm todas as propriedades referidas acima, porém alguns chegam bem perto de tê-las. Éter é o solvente de maior poder de extração para hidrocarbonetos e para compostos que contêm oxigênio e é extremamente volátil (34,6o), o que facilita a sua remoção a baixa temperatura, já que alguns compostos são altamente sensíveis ao calor. O éter é usado para isolar produtos naturais encontrados em tecidos animais e em plantas que tem alto conteúdo de água. Embora muitas vezes preferido para pesquisas em laboratório, devido as suas propriedades, evita-se usaro éter em processos industriais devido a sua alta inflamabilidade e ao fato de se oxidar, quando exposto ao ar por muito tempo, formando um peróxido. Peróxidos são explosivos. Solventes menos miscíveis na água, são preferidos mesmo que eles não tenham as propriedades favoráveis do éter; são eles: éter de petróleo, ligroína, benzeno, tetracloreto de carbono, clorofórmio, cloro- metileno e dicloro-etileno(1,2-dicloroetano). Os hidrocarbonetos clorados são solventes mais pesados do que a água e, portanto, depois do equilíbrio das fases aquosa e não aquosa a camada inferior, mais pesada, é retirada para um segundo funil de separação para ser lavada e a camada aquosa superior é extraída mais uma vez sendo depois desprezada. Os hidrocarbonetos clorados têm a vantagem de não serem solventes inflamáveis, mas custam muito caro. COEFICIENTE DE DISTRIBUIÇÃO Para uma extração líquido-líquido, o composto encontra-se dissolvido em um solvente A e para extraí-lo, emprega-se um outro solvente B, e estes devem ser imiscíveis. A e B são agitados e o composto então se distribui entre os dois solventes de acordo com as respectivas solubilidades. A razão entre as concentrações do soluto em cada solvente é denominada "coeficiente de distribuição ou de partição", (K). Existe uma propriedade que governa a distribuição de um soluto entre dois solventes expressa pela equação de distribuição. Esta equação dá o valor da constante K, que é a relação entre a concentração do soluto A em um solvente S1 e a concentração do soluto num solvente puro, estes valores de solubilidade podem ser achados em tabelas de solubilidade. K= ____________________________ _______________________________ Concentração de A em S2 Solubilidade de C em S2 (g/100mL) Concentração de A em S1 Solubilidade de C em S1 (g/100mL) 14 Extração com solvente (x)g de A/50mL Considere um composto A, o qual se dissolve em éter na proporção de 12 g/100mL e se dissolve em água na proporção de 6 g/100mL. K= _______________________ = 2 6g/100mL de água Se a solução de 6g de A em 100mL de água é agitada com 100mL de éter K=________________________ = 2 (6-x)g de A/100mL água onde: x = 4,0g de A na camada de éter 6-x = 2,0g de A na camada de água Porém é mais eficiente extrairmos uma solução aquosa, de 100mL, duas vezes com 50mL de éter do que uma vez só com 100mL de éter. K=__________________ = 2 (6-x )g de A/100mL onde: x = 3,0g de A na camada de éter 6-x = 3,0g de A na camada de água Se estes 3g/100mL de água são extraídos mais uma vez com 50mL de éter podemos supor que 1,5g na camada d’água. Sendo assim, duas extrações com 50mL de éter irão extrair 3,0g + 1,5g = 4,5g de A, enquanto com 100mL de éter extraem-se somente 4,0g de A. Três extrações com 33,33 mL de éter extrairiam 4,7g de A e assim sucessivamente. Então extrair muitas vezes com pequenas quantidades do solvente é mais eficiente do que extrair de uma só vez com uma grande quantidade do solvente. A extração de uma substância orgânica em solução aquosa é auxiliada pela saturação da camada aquosa com sais inorgânicos, como cloreto de sódio ou carbonato de potássio os quais diminuem muito a solubilidade da substância orgânica na camada aquosa. Em temperatura ambiente a água dissolve 7,5% de éter por peso e o éter dilui 1,5% de água. Agitando juntos 100mL de éter e 100mL de água temos uma camada superior de éter de 90mL e uma camada inferior aquosa de 105mL. Contudo o éter é extremamente insolúvel em água saturada com cloreto de sódio (36,7g/100mL). Se o éter diluído em água é agitado com uma solução aquosa saturada de cloreto de sódio, a água será transferida do éter para a camada aquosa. Assim, por mais estranho que possa parecer, extratos etéreos rotineiramente são secos através da agitação destes com solução de cloreto de sódio. Os traços finais de água são removidos da camada etérea com agentes químicos que secam, tais como sulfato de sódio. Deste modo a evaporação do éter deixará livre o composto orgânico de contaminações com resíduos d’água. 12g/100mL de éter (x)g de A/100mL éter 15 Extração com solvente EXTRAÇÃO ÁCIDO BASE Uma solução de éter, ácido carboxílico, fenol, um composto neutro e uma base orgânica com uma amina podem ser separados por extração. A solubilidade dos ácidos, das bases e dos seus sais permite separá-los uns dos outros e de compostos neutros. Os ácidos carboxílicos (pKa 5) são ácidos mais fortes do que os fenóis (pKa 10) como consequências os ácidos carboxílicos podem ser convertidos em seus sais através da interação com uma base fraca como íon bicarbonato, mas fenóis não reagem com o bicarbonato. Abaixo temos uma tabela das constantes de acidez do ácido benzoico, fenol e ácido carbônico. TABELA 1 – CONSTANTES DE ACIDEZ Ácido benzoico C6H5COOH + H2O → C6H5COO - + H3O + ka = 6X10-5 Fenol C6H5OH + H2O → C6H5O - + H3O + ka = 1X10-10 Ácido carbônico H2CO3 + H2O → HCO3 - + H3O + ka = 3x10-7 Para converter um fenol moderadamente ácido em seu sal correspondente deve- se empregar uma base forte (OH -) Aminas são bases que podem ser convertidas em sais por reação com ácidos. Em todas as três reações acima um composto orgânico covalente solúvel em solvente orgânico, como o éter, é convertido a um composto iônico, solúvel em água. Considere a separação de uma solução de ácido benzoico, p-clorofenol, anilina e naftaleno em éter. Essa mistura pode ser separada adicionando-se a ela uma solução aquosa de bicarbonato de sódio que converte o ácido benzoico a benzoato de sódio, o qual é solúvel em água. Os outros componentes da mistura ficam dissolvidos no éter. C6H5COOH + NaHCO3 C6H5COO – Na + + CO2 + H2O RCOOH + HCO3 - RCOO - + H2O + CO2 OH R + OH - R O - + H2O R3N + H3O + R3NH + + H2O 16 Extração com solvente Quando as camadas são separadas, a camada aquosa pode ser acidificada para regenerar ácido benzoico o qual, sendo cristalino, pode ser removido por filtração. C6H5COO – Na + + HCl C6H5COOH + Na +Cl – A adição de um excesso de solução aquosa de hidróxido de sódio a solução de éter dos três compostos remanescentes converte o p-clorofenol em um ânion solúvel em água. p-ClC6H4OH + NaOH p-ClC6H4O –Na+ + H2O Depois da separação das camadas, a acidificação da camada aquosa regenera o p-clorofenol, o qual pode ser filtrado da solução. p-ClC6H4O –Na+ + HCl p-ClC6H4OH + Na+Cl – Se a solução de éter é então agitada com 5% de HCl a anilina é convertida em cloridrato de anilínio. C6H5NH2 + HCl C6H5NH3 +Cl – A separação da camada aquosa da camada de éter, seguida pela neutralização da camada aquosa com uma solução de hidróxido de sódio, regenera a anilina. C6H5NH3 +Cl – + NaOH C6H5NH2 + Na+Cl - + H2O A anilina, sendo um líquido levemente solúvel em água, é mais bem isolada da camada aquosa por extração em éter. Depois da separação do éter da camada aquosa, a camada etérea deve ser seca, ou seja, retirada a umidade (com solução saturada de NaCl ou Na2SO4 anidro), filtrada e evaporada. A solução etérea original contém a esta altura, somente naftaleno. Por evaporação elimina-se o éter e fica-se com o naftaleno. APARELHOS E OPERAÇÃO Uma extração pode ser: a) Descontínua: Consiste em agitaruma solução aquosa com um solvente orgânico num funil de separação, a fim de extrair determinada substância. Agita-se o funil cuidadosamente, inverte-se sua posição e abre-se a torneira, aliviando o excesso de pressão. Fecha-se novamente a torneira e relaxa-se a pressão interna, conforme Figura 3. Repete-se este procedimento algumas vezes. Recoloca-se o funil de separação no suporte, para que a mistura fique em repouso. Quando estiverem formadas duas camadas delineadas, deixa- se escorrer a camada inferior (a de maior densidade) em um Erlenmeyer (Figura 4). Repete-se a extração usando uma nova porção do solvente extrator. Normalmente não são 17 Extração com solvente necessários mais do que três extrações, mas o número exato dependerá do coeficiente de partição da substância que está sendo extraída entre os dois líquidos. Figura 3: Posição correta para segurar o funil de separação no momento da agitação. Figura 4: Duas soluções de líquidos imiscíveis sendo separadas em um funil de separação. Quase todos os químicos inexperientes desprezam a camada errada, quando usam o funil de separação. Através de uma neutralização incompleta, o componente desejado poderá ficar na camada aquosa ou as densidades das camadas podem mudar. A camada orgânica não é sempre a superior. Se houver dúvida, deve-se fazer um teste adicionando- se uma pequena quantidade d’água; isso deve ser feito em um tubo de ensaio. b) Contínua: Quando o composto orgânico é mais solúvel em água do que no solvente orgânico, (isto é, quando o coeficiente de distribuição entre solvente orgânico e água é pequeno), são necessárias grandes quantidades de solvente orgânico para se extrair pequenas quantidades da substância. Isto pode ser evitado usando o extrator tipo Soxhlet (Figura 5), aparelho comumente usados para extração contínua com um solvente quente. Neste sistema apenas uma quantidade relativamente pequena de solvente é necessária para uma extração eficiente. A amostra deve ser colocada no cilindro poroso A (confeccionado) de papel filtro resistente, e este, por sua vez, é inserido no tubo interno do aparelho Soxhlet. O aparelho é ajustado a um balão C (contendo um solvente como n-hexano, éter de petróleo ou etanol) e a um condensador de refluxo D. A solução é levada à fervura branda. O vapor do solvente sobe pelo tubo E, condensa no condensador D, o solvente condensado cai no cilindro A e lentamente enche o corpo do aparelho. Quando o solvente alcança o topo do tubo F, é sifonado para dentro do balão C, transpondo assim, a substância extraída para o cilindro A. O processo é repetido automaticamente até que a extração se complete. Após algumas horas de 18 Extração com solvente extração, o processo é interrompido e a mistura do balão é destilada, recuperando-se o solvente. Figura 5: Extrator de Soxhlet Exemplo de fluxograma de extração da mistura de substâncias dispostas abaixo: COOH OH Cl NH2 A B C D SOLUÇÃO EM ÉTER 1) NaHCO3 em H2O 2) decantação B + C + D 1) NaOH 2) decantação C + D 1) HCl 2) filtração D + éter 1) Na2SO4 2) filtração 3) evaporação NH3 + Cl - 1) NaOH 2) filtração NH2 NaCl + H2O O - Na + Cl OH Cl NaCl + H2O COO-Na+ fase aquosa fase etérea 1) HCl 2) filtração COOH NaCl + H2O 19 Extração com solvente EXERCÍCIOS 01. Suponha uma mistura de produtos de uma reação. Quando essa mistura é diluída com água produz 300mL de uma solução aquosa contendo 30g do produto da reação, que é metanodinitrila, CH2(CN)2, a qual é isolada por uma extração com éter. A solubilidade da metanodinitrila em éter a temperatura ambiente é 20g/100mL e em água é 13,3g/100mL. Qual o peso metanodinitrila que poderia ser recuperado através da extração com: a. Três porções de 100mL de éter? b. Uma porção de 300mL de éter? SUGESTÃO: para cada extração faça x igual ao peso extraído da camada etérea. No caso (a) a concentração em éter é x/100 e em água é (30-x)/300; a razão destas quantidades é igual a K = 20/13,3. 02. Por que é necessário remover a tampa do funil de separação, quando a torneira do funil de separação é aberta? 20 Extração com solvente 03. O pKa do p-nitrofenol é 7,15. Quanto você espera que se dissolva numa solução de bicarbonato de sódio? O pKa de 2,5-dinitrofenol é 5,15. Você acha que ele se dissolveria numa solução bicarbonato de sódio? 04. O coeficiente de distribuição K= (conc. em ligroína/conc. em água), entre ligroína e água para o soluto A é 7,5. Que peso de A seria recuperado da solução de 10g de A em 100mlL de água, com uma única extração com 100mL de ligroína? Que peso de A seria recuperado com quatro extrações sucessivas com 25mL de ligroína? Quanto de ligroína seria necessário para recuperar 98,5% de A em uma única extração? 21 Extração com solvente PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 1 EXTRAÇÃO DA CAFEÍNA 1. OBJETIVO Neste experimento você poderá extrairá a cafeína de uma solução aquosa com a utilização do cloreto de metileno. 2. INTRODUÇÃO Um dos procedimentos de extração mais comuns envolve o uso de um solvente orgânico (apolar ou levemente polar) para extrair um composto orgânico de uma solução aquosa. Uma vez que a água é altamente polar, a mistura vai se separar em duas camadas ou fases: uma camada aquosa e uma camada orgânica (apolar). A cafeína apresenta-se sob a forma de um pó branco ou pequenas agulhas brancas, pertencente a classe dos alcaloides, substâncias nitrogenada e comumente de caráter básico. A cafeína é um composto natural de fórmula C8H10N4O2 seguindo determinação da IUPAC, classificado como alcalóide do grupo das xantinase designado quimicamente como 1,3,7-trimetilxantina. À pressão atmosférica normal apresenta uma temperatura de fusão de 238ºC. É solúvel em água, aumentando a sua solubilidade com o incremento da temperatura, não tem cheiro e apresenta sabor amargo Vale ressaltar que o lado direito da molécula de cafeína possui uma aromaticidade, ou seja, como os orbitais estão fora do plano dos átomos (possível graças a localização dos elétrons não ligantes do nitrogênio ligado ao grupo metila), eles conseguem interagir uns com os outros, tornando-se deslocalizados. Podemos citar como exemplos de outros grupos de alcaloides a xantina, a morfina, a cocaína, a nicotina, a teobromina e entre outros. Suas estruturas podem ser vistas abaixo: Figura 1: Exemplos de Alcaloides. Uma xícara média de café contém, em média, 100 mg de cafeína. Já em uma xícara de chá ou em um copo de alguns refrigerantes encontra-se 40 mg de cafeína. http://pt.wikipedia.org/wiki/Alcal%C3%B3ide http://pt.wikipedia.org/wiki/Xantina 22 Extração com solvente A cafeína está presente nas folhas de chá em quantidade de cerca 3-5%, mas também se tem no chá a celulose e taninos (componentes fenólicos com peso molecular entre 500 e 300) dessa forma, mostrou-se necessário o procedimento da extração. Neste experimento, você extrairá a cafeína de uma solução aquosa com a utilização do cloreto de metileno. Efetue a etapa de extração três vezes, usando três porções separadas de cloreto de metileno. Como o cloreto de metileno é mais denso que a água, a camada orgânica (cloreto de metileno) estará no fundo. Depois de cada extração, remova a camada orgânica. As camadas orgânicas das três extrações serão combinadas e secas utilizando-se sulfato de sódio anidro. Após transferir a solução seca para um recipiente previamente pesado, evapore o cloreto de metileno e determinea massa de cafeína extraída da solução aquosa. Esse procedimento de extração é bem-sucedido porque a cafeína é muito mais solúvel no cloreto de metileno que na água. 3. METODOLOGIA Para realizarmos a extração, fervemos cerca de 10,28 g ou 6 sachês de chá preto ou chá matte com 200 mL de água, por 15 minutos ou até ferver e deixar mais 5 minutos após a fervura. Esse procedimento faz com que a cafeína, que é parcialmente solúvel em água, saia da folha de chá e vá para o meio aquoso. Os taninos também são solúveis em água, mas a celulose não, sendo a última já separada do nosso meio. Logo após a fervura, colocar o chá em um banho de gelo para resfriá-lo até um pouco abaixo da temperatura ambiente. Com o chá frio, colocamos o chá em um funil de separação e adicionamos 50 mL de diclorometano, agita o funil, separa as duas fases, retira a fase orgânica (inferior) e repete o processo mais duas vezes (50 mL de diclorometano cada vez). A fase orgânica separada deve ser colocada em um novo funil de separação e feita extrações com 50 mL de uma solução de NaOH 6 M para retirar as impurezas remanescentes. Agita o funil de separação, separa as duas fases (orgânica – inferior e aquosa – superior). Recolha a fase orgânica em um béquer e descarte a fase aquosa. Retorne a fase orgânica para o funil de separação e faça uma nova extração com 50 mL de NaOH. Recolha a fase orgânica em um béquer e descarte a fase aquosa novamente. Retorne a fase orgânica para o mesmo funil de separação e lave com 50 mL de água destilada, separe as fases. Recolha a fase orgânica (inferior) em um erlemeyer. Adicionamos a nossa fase orgânica sulfato de sódio anidro, com o intuito de que toda a água presente ainda no meio orgânico seja absorvida com esse sal, podendo assim ele ser retirado pela filtração e obtendo uma fase orgânica sem água. Por fim, evaporamos num rotaevaporador nosso solvente orgânico. Massa de cafeína esperada 0,4040g de cafeína, sabendo-se que no chá preto temos cerca de 4% de cafeína, em 10,2800g espera-se 0,4112g de cafeína obtidas da extração, desta forma, podemos obter um rendimento bruto de 98,25%. Em seguida, realizamos a recristalização da amostra visando purificar o sólido. Primeiramente dissolvemos o cristal em cerca de 2-3mL tolueno ou a menor quantidade 23 Extração com solvente de solvente possível para solubilizar a cafeína a quente, em seguida adicionamos gotas de éter de petróleo. Por último filtre a vácuo. Em seguida analisa-se a pureza da cafeína realizando o ponto de fusão, e compara- se com o valor de referência. 24 Extração com solvente PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 2 EXTRAÇÃO POR SOLVENTES QUIMICAMENTE ATIVOS 2. INTRODUÇÃO - TEORIA DA EXTRAÇÃO USANDO SOLVENTES Componentes de uma mistura podem ser separados e purificados por vários métodos. Nesta experiência, o componente de uma mistura será separado por extração líquido-líquido. Este processo de separação é baseado na solubilidade relativa do soluto em dois solventes imiscíveis. Para que a extração seja eficiente, é essencial que haja uma grande diferença nos valores dos parâmetros de solubilidade dos líquidos imiscíveis, e que o soluto seja mais solúvel em um destes solventes do que no outro. Por exemplo, o parâmetro de solubilidade () da água é de 23,4 e do clorofórmio é 9,3; por tanto são solventes apropriados que podem ser usados para extração líquido-líquido. O parâmetro de solubilidade () é definido por: = (ΔE / ΔV)1/2 E = Energia necessária para romper as forças intermoleculares. V = Variação de volume Portanto, quanto mais próximos os parâmetros de solubilidade, maior a miscibilidade dos solventes. Os solventes clorados são mais densos do que a água e, constituem a camada inferior em qualquer extração aquosa. A presença de sais inorgânicos na fase aquosa, diminui a solubilidade de solutos orgânicos em água (aumento da polaridade), o coeficiente de partição aumenta e consequentemente as extrações se tonam mais eficientes. . 3. MATERIAIS E REAGENTES: - Solução de HCl 10% - Funil de separação de 250 mL - Solução de NaHCO3 10% - Funil de Buchner - Solução de NaOH 10% e 30% - Funil - HCl concentrado - Papel de filtro - Sulfato de sódio anidro - Proveta de 50 e 100 mL - Xileno - Kitassato - -naftol - Trompa d’água - Ácido benzoico - Balão de 125 mL - Anilina - Bastão de vidro - Etiquetas - Pisseta com água destilada - Éter etílico - Espátula - Diclorometano - Tesoura - Erlenmeyer de 125 mL (04) - Frasquinhos para amostra - Cubetas para cromatografia - Béquer 25 Extração com solvente 4. METODOLOGIA 1 1. Pesar 1 g de cada um dos seguintes compostos: clorobenzeno, 2-naftol e 2-nitroanilina. Juntar os quatro compostos em um Erlenmeyer de 125 mL e dissolver em 100 mL de diclorometano. 2. Passar esta solução para um funil de separação e proceder as extrações com solventes conforme as indicações abaixo. A cada adição de um novo solvente extrator, observar sempre a localização, no funil de separação, das camadas, orgânica e aquosa. 3. Adicione 10 mL de HCl 5% ao funil de separação, agite e deixe em repouso até separação das fases. Transfira a fase aquosa para um becker. Repita a operação e recolha a fase aquosa no mesmo becker. Rotule esta fração como F I. 4. Retorne a fase orgânica resultante da etapa 2 para o funil de adição. Adicione NaHCO3 5 % (10 mL), agite e deixe em repouso até separação das fases. Transfira a fase aquosa para um becker. Repita a operação e recolha a fase aquosa no mesmo becker. Rotule esta fração como F II. 5. Transfira a fase orgânica resultante da etapa 3 para um becker, adicione sulfato de sódio anidro, agite e filtre. Deixe o solvente evaporar na capela. Rotule esta fração como F III. 6. Ao Becker rotulado F I, adicione NaOH 10 % até pH básico (use o papel indicador). Transfira a mistura para o funil de separação e extraia com diclorometano (2 X 5 mL). Combine as frações orgânicas, adicione sulfato de sódio anidro e filtre. Deixe o solvente evaporar na capela. Pese o resíduo. 7. Ao Becker rotulado F II, adicione HCl 10 % até pH ácido. Transfira a mistura para o funil de separação e extraia com diclorometano (2 X 5 mL). Combine as frações orgânicas, adicione sulfato de sódio anidro e filtre. Deixe o solvente evaporar na capela. Pese o resíduo. 8. Faça os seguintes testes para as frações F I, F II e FIII. TESTE COM SULFATO FERROSO AMONIACAL Misturar, em um tubo de ensaio, uma pequena quantidade da amostra a ser analisada e 1,5 mL de uma solução recém preparada de sulfato ferroso amoniacal a 5%. Adicionar uma gota de solução aquosa de H2SO4 6N e 1 mL de solução metanólica de KOH 2N. Arrolhar o tubo e agitar bem. Observar a mudança de cor do azul para marron. TESTE COM FeCl3 Em um tubo de ensaio, colocar 1(uma) gota da amostra, adicionar 5 mL de água e 3 mL de uma solução aquosa de FeCl3 2,5%. Intensa coloração arroxeada indica presença de hidroxilas fenólicas. 26 Extração com solvente METODOLOGIA 2 1. Pesar 1 g de cada um dos seguintes compostos: xileno, -naftol, ácido benzoico e anilina. Juntar os quatro compostos em um Erlenmeyer de 125 mL e dissolver em 100 mL de éter etílico. (CUIDADO: o éter é inflamável). Passar esta solução, que aqui denominaremos "solução etérea", para um funil de separação e proceder as extrações com solventes conforme as indicações abaixo. A cada adição de um novo solvente extrator, observar sempre a localização, no funil de separação, das camadas etérea e aquosa. 2. Extrair a solução etérea com solução de HCl a 10%, três vezes, com porções de 30 mL. CUIDADO: abrir a torneira do funil após cada agitação. Combinar as frações aquosas em Erlenmeyer de 125 mL etiquetado e reservar para ser usados posteriormente. 3. Extrair a solução etérea comsolução de NaHCO3 a 10%, três vezes, com porções de 30 mL. Combinar as frações aquosas em Erlenmeyer de 125 mL etiquetado e reserve para ser usados posteriormente. 3. Extrair a solução etérea com solução de NaOH a 10%, três vezes, com porções de 30 mL. Combinar as frações aquosas em Erlenmeyer de 125 mL etiquetado e reservar para ser usados posteriormente. 4. Lavar a solução etérea do funil de separação com água (2x20mL), secar com Na2SO4, filtrar para um balão de 125 mL previamente tarado. Evaporar o éter em evaporador rotatório ou banho-maria. 5. Adicionar NaOH 30% a fase aquosa obtida no ítem 1 até pH básico e extrair com éter etílico (3 x 30 mL). Juntar estas fases etéreas e evaporar o solvente em banho-maria ou em evaporador rotatório. 6. Adicionar HCl concentrado, DEVAGAR e com agitação branda a fase aquosa obtida no ítem 2 até pH ácido. Recuperar o precipitado por filtração à vácuo. 7. Adicionar HCl concentrado a fase aquosa obtida no ítem 3 até pH ácido. Recuperar o precipitado por filtração a vácuo. 8. Secar todos os compostos sólidos entre papéis de filtro e depois em dessecador à vácuo. Pesar todos os compostos e calcular a percentagem de material recuperado. 9. Guardar o material para efetuar cromatografia em camada delgada (CCD) de sílica da mistura (xileno+ácido benzoico+-naftol+anilina) e dos compostos individuais, recuperados da extração). Utilizar como eluente diclorometano 100% e como revelador vapores de iodo. . OBSERVAÇÃO: Se desejar purificar, o ácido benzoico pode ser recristalizado em água e o -naftol em etanol-água ou água. EXERCÍCIOS 1. Em que consiste a extração por solventes quimicamente ativo? 27 Extração com solvente 2. Que composto foi extraído nos itens 1, 2 e 3? Escrever as reações envolvidas em cada separação incluindo também, as dos itens 5, 6 e 7. 3. Que composto foi recuperado da solução etérea (item 4)? 28 Extração com solvente 4. Dispondo-se de éter etílico, soluções aquosas de NaOH (10%), NaHCO3 (10%), HCl (10%), e concentrado, esquematizar, através de fluxograma, todas as etapas necessárias para separar uma mistura de ciclo-hexanol, ciclo-hexilamina, p-cresol e ácido benzoico. 5. Citar algumas aplicações da extração por solventes quimicamente ativos. 5. BIBLIOGRAFIA 29 Extração com solvente 1. VOGEL, A.I. Química orgânica: análise orgânica qualitativa. Rio de Janeiro, Ao Livro Técnico S. A, 1985. V. 1. 2. SOARES, B.G.; SOUSA, N.A.; PIRES, D.X. Química orgânica: teoria e técnicas de preparação, purificação e identificação de compostos orgânicos. Rio de Janeiro, Guanabara, 1988. 3. SOLOMONS, T.W. G., Química orgânica, Rio de Janeiro: LTC, 1983. v. 3. 4. CHAVES, M.H. Química Nova, 1997, 20(5), 560. 30 Extração com solvente PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 3 3. INTRODUÇÃO: A separação dos componentes de uma mistura de compostos orgânicos, tais como verificados nos produtos naturais e preparações comerciais, é baseada nas diferenças de suas propriedades físicas e químicas. Por exemplo: i) líquidos com diferentes pontos de ebulição podem ser separados por destilação; ii) sólidos, solúveis ou insolúveis, podem ser separados de líquidos por destilação; iii) sólidos podem ser separados de líquidos por simples filtração; iv) Substâncias, líquidas ou sólidas, constituintes de uma mistura homogênea (ou heterogênea) podem ser separadas por extração líquido-líquido; v) compostos de caráter ácido ou básico podem ser separados de outros a partir da conversão deles em seus respectivos sais, os quais são solúveis em água (ou em solução aquosa). A transferência de um soluto de um solvente a outro, é a definição simples para um processo de extração, técnica bastante usada para separar um ou mais componentes de uma mistura. Deste modo, a extração é um método com finalidade semelhante a da destilação e recristalização. Entretanto, ao contrário da recristalização ou destilação, a extração raramente fornece um produto puro. A recristalização ou destilação podem ser necessárias para purificar um produto bruto extraído de uma mistura. A extração baseia-se no princípio de que um determinado soluto (soluto A) distribui-se de modo equilibrado entre duas fases imiscíveis (solvente 1 e solvente 2). Quando uma solução de um soluto A num solvente 1 é misturada e agitada com um segundo solvente (imiscível com o primeiro), o soluto se distribui pelas duas fases e após o repouso e equilíbrio a concentração do soluto A em cada fase define uma constante, denominada Coeficiente de Distribuição (ou coeficiente de partição), KD. Onde KD = C2 / C1, onde C2 é a concentração no solvente 2 e C1 é a concentração do soluto no solvente 1, em gramas por mililitros. O valor de KD é constante para cada soluto considerado e depende da natureza do solvente usado em cada caso. Nem toda a quantidade de um soluto é transferida em uma única extração, a menos que o valor de KD seja bastante grande. Por isso, uma extração sucessiva com pequenos volumes é geralmente mais eficiente. No presente experimento, serão utilizadas as técnicas descritas nos itens ii-v, acima, para separação de uma mistura farmacêutica (de compostos orgânicos) denominada “Panacetina”, que é constituída por três componentes: sacarose, ácido acetilsalicílico e um outro princípio ativo ‘desconhecido’, que pode ser acetanilida ou fenacetina. Para que seja possível entender o experimento, deve-se ter conhecimento das seguintes características de solubilidades dos componentes dessa mistura farmacêutica. 1) A sacarose é solúvel em água e insolúvel em cloreto de metileno (CH2Cl2); 2) O ácido acetilsalicílico é solúvel em diclorometano e relativamente insolúvel em água. O hidróxido de sódio converte o ácido no correspondente sal, que é solúvel em água; 31 Extração com solvente 3) A acetanilida e a fenacetina são solúveis em diclorometano e insolúveis em água, sendo que estas não são convertidas em sais por hidróxido de sódio (e sim por tratamento com ácido). Dessa forma, misturando a "PANACETINA" com cloreto de metileno dissolve- se o ácido acetilsalicílico e o composto desconhecido, mas a sacarose será um sólido insolúvel que pode ser separado por filtração. O ácido acetilsalicílico pode ser removido da solução por extração com uma solução aquosa de hidróxido de sódio, a qual converte o ácido no seu respectivo sal, o acetilsalicilato de sódio. O sal ficará retido na camada aquosa, enquanto o composto desconhecido ficará retido na camada orgânica. Após a separação das fases, o ácido poderá ser precipitado a partir da camada aquosa, com adição de ácido clorídrico concentrado e separado por filtração. O composto desconhecido pode ser isolado por evaporação do solvente remanescente em solução. QUESTIONÁRIO PRÉ-LABORATÓRIO 1. Escreva as fórmulas químicas dos seguintes compostos: (a) sacarose (b) aspirina (ácido acetilsalicílico) (c) acetanilida (d) fenacetina (p-etoxiacetanilida) 2. Pesquise o ponto de fusão para a fenacetina e para a acetanilida. 32 Extração com solvente 3. Apresente todas as reações ácido-base envolvidas na separação da panacetina. 4. O que você entende como um bom solvente para uma extração de um composto orgânico que se encontra em meio aquoso. 5. O que é coeficiente de partição ou distribuição (KD) em uma extração líquido-líquido? Exemplifique sua utilidade. 33 Extração com solvente 6. Explique a vantagem da extração líquido-líquido múltipla em comparação com a simples.METODOLOGIA Materiais e Reagentes Espátula Pipetas graduadas CH2Cl2 ou CHCl3 Funil de separação Bastão de vidro Solução de NaOH 20% Erlenmeyer Papel tornassol Solução de HCl 6 M Funil simples Aquecedor elétrico Na2SO4 anidro Papel de filtro Aparelho de ponto de fusão Panacetina CUIDADOS E SEGURANÇA As soluções diluídas de hidróxido de sódio 20% e ácido clorídrico 6 M são corrosivas. Use luvas e seja cuidadoso ao manipular tais reagentes. Ao manipular o funil de separação, certifique-se de: (i) fechar a torneira ao adicionar a mistura reacional, 34 Extração com solvente (ii) após cada procedimento de agitação, aliviar a pressão durante o procedimento de inversão, e (iii) destampar o funil antes de abrir a torneira para o escoamento final. Peça orientação de como trabalhar com o funil de separação caso ainda tenha dúvida. METODOLOGIA- LEIA COM ATENÇÃO 1ª Parte: Separação da sacarose 1. Pese aproximadamente 3,0 g de Panacetina em um erlenmeyer de 125 mL, anote o peso. 2. Adicione 50 mL de CH2Cl2 ou CHCl3 na amostra e agite a mistura usando bastão de vidro para dissolver o sólido tanto quanto possível. 3. Filtre esta mistura em papel de filtro previamente pesado, lave com um mínimo de CH2Cl2 (ou CHCl3) seque a amostra no papel de filtro e determine o peso novamente para calcular a quantidade exata de sacarose na amostra. A secagem do papel de filtro pode ser feita colocando um vidro de relógio contendo o papel de filtro com amostra, sobre uma fonte de vapor d’agua. 2ª Parte: Separação do ácido acetilsalicílico 1. Coloque o filtrado num funil de separação e dessa mistura, extraia duas vezes com 20 mL de NaOH 20% (CH2Cl2 é o líquido de maior densidade), recolhendo o extrato alcalino aquoso num Erlenmeyer. 2. No extrato alcalino, adicione lentamente (aos poucos e em porções de ~10mL) um total de 40 mL de HCl 6 M, com agitação. Teste o pH com papel tornassol, para ter certeza que a solução está ácida (pH = 2 ou menor), se necessário adicione mais alguns mililitros de HCl 6M. 3. Resfrie a mistura num banho de gelo e filtre a vácuo usando um papel filtro previamente pesado. Lave o precipitado com uma pequena quantidade de água destilada gelada, seque e determine a quantidade de aspirina na sua amostra. 3ª Parte: Separação do princípio ativo ‘desconhecido’ 1. Recolha num Erlenmeyer a fase orgânica que ficou no funil de separação e seque esse extrato com Na2SO4 anidro (quantidade equivalente a uma colher de café em geral é suficiente), agite essa mistura até que a solução fique límpida, se necessário adicione mais uma porção do sulfato, (o sulfato de sódio vai formar um hidrato sólido). 35 Extração com solvente 2. Filtre a mistura em papel filtro pregueado, recolha o filtrado num Erlenmeyer de 125 mL com o peso do frasco vazio anotado. 3. Evapore o solvente usando placa de aquecimento ou rotaevaporador. Caso o laboratório não seja equipado com tal aparelho, deixe o solvente evaporar espontaneamente na capela no frasco Erlenmeyer. 4. Determine a massa da substância desconhecida e identifique se a mesma se trata da acetanilida ou fenacetina através da medida do ponto de fusão da mesma. 5. Dispondo de tempo, faça a recristalização do princípio ativo desconhecido antes da medida da temperatura de fusão, dissolvendo o material sólido numa quantidade mínima de água quente, até formar uma solução homogênea, que será resfriada e o sólido formado coletado por filtração QUESTIONÁRIO PÓS-LABORATÓRIO 1. Por que é importante resfriar a mistura acidificada antes de filtrar a aspirina? 2. Qual é a amina mais básica: p-nitroanilina ou p-toluidina? Justifique. 3. Coloque em ordem de acidez os seguintes compostos: ácido p-aminobenzóico, ácido p-nitrobenzóico e ácido benzoico. 36 Extração com solvente 4. Sugira uma rota para a separação dos seguintes compostos: p-nitroanilina, cloreto de sódio, o-cresol e naftaleno. 5. O acetaminofeno é um ácido mais fraco que a aspirina, porém mais forte que a água. Com base nesta informação, sugira um procedimento para a separação de uma mistura contendo sacarose, aspirina e acetaminofeno. 37 Extração com solvente 6. Suponha que o coeficiente de partição, KD, para a cafeína seja igual a 10 para o sistema diclorometano/água. Se 60 mg de cafeína são dissolvidos em 1 mL de água, quantos miligramas de cafeína seriam extraídos para a fase orgânica utilizando-se 0,5 mL de diclorometano?