Relatório cicloexanona

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO OESTE DA BAHIA 
CENTRO DAS CIÊNCIAS EXATAS E DAS TECNOLOGIAS 
QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL 
PROF.: DR. KATYUSCYA VELOSO LEÃO 
ESTUDANTE: DANILO GUIMARÃES DO REGO 
 
 
 
 
 
 
OXIDAÇÃO DO CICLOEXANOL: 
SÍNTESE DA CICLOEXANONA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Barreiras Ba 
Junho de 2014 
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INTRODUÇÃO 
 
A cicloexanona é utilizada na síntese de muitos compostos orgânicos, 
tais como fármacos, inseticidas e herbicidas, além de ser um excelente 
solvente para placas, resinas e polímeros. No entanto, a sua maior aplicação 
está na indústria do nylon. Ela é obtida pela hidrogenação catalítica (com 
níquel) do fenol a cicloexanol. Este é, então, desidrogenado em fase vapor com 
um catalisador à base de ferro e zinco. A cicloexanona ou ciclo-hexanona é 
uma molécula cíclica de seis carbonos com um grupo funcional cetona, e pode, 
portanto, ser definida como a cetona do ciclo-hexano. É um líquido incolor e 
oleoso com um odor residual de pimenta e acetona. 
Assim como a maioria das substâncias orgânicas contendo ligações 
carbono-hidrogênio, os alcoóis queimam-se no ar atmosférico para formar 
dióxido de carbono e água. Entretanto, sob condições brandas, os alcoóis 
sofrem oxidações seletivas que envolvem especificamente a função hidroxila. 
O resultado da oxidação de um álcool depende dele ser primário ou 
secundário, já que os álcoois terciários não se oxidam. 
As oxidações de alcoóis primários com a maioria dos reagentes não 
param no estágio de aldeído, mas em vez disso, produzem ácidos carboxílicos. 
A oxidação de um ácido carboxílico envolve a quebra de uma ligação simples 
carbono-carbono pelo dicromato de sódio misturado a um ácido (mistura 
oxidante). Os alcoóis secundários são oxidados a cetonas pelos mesmos 
reagentes. 
O objetivo desse experimento é sintetizar e purificar a cicloexanona, um 
composto orgânico líquido, a partir da oxidação de um álcool, o cicloexanol. 
 
 
 
 
 
 
 
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PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
Colocou-se cerca de 30 g de gelo picado em um béquer de 125 mL e 
adicionou-se 7,5 mL de ácido sulfúrico concentrado. A essa mistura, adicionou-
se 10 mL de cicloexanol. Essa mistura foi mantida em banho de gelo. 
Em um frasco à parte, dissolveu-se 12 g de dicromato de sódio em 8 mL 
de água destilada. Retirou-se a mistura cicloexanol-ácido do banho de gelo e a 
ela foi mergulhada um termômetro para monitorar a temperatura durante a 
reação. Com a ajuda de uma pipeta graduada, adicionou-se aproximadamente 
1 mL da solução de dicromato de sódio à mistura cicloexanol-ácido. A solução 
ficou amarela e em pouco tempo ficou verde. Nesta etapa, a temperatura deve 
ser mantida à 35ºC (não deve ultrapassar 35ºC, pois pode ocorrer oxidação da 
porção de hidrocarboneto do cicloexanol, formando assim sub-produtos e 
diminuindo o rendimento final). Resfriou-se a mistura reacional em banho de 
gelo, antes de adicionar uma outra porção de solução aquosa de dicromato de 
sódio. Adicionou-se 3 mL da solução em alíquotas de 1 mL. A adição de mais 
solução de dicromato deve ser feita com agitação do meio reacional e sempre 
que a solução ficar verde. Continuou-se a adição e o resfriamento até que reste 
aproximadamente 3 mL de solução de dicromato de sódio. 
Adicionou-se então, de uma única vez 3 mL de solução de dicromato de 
sódio. Agitou-se a mistura e deixou-se que a temperatura chegasse até cerca 
de 50ºC. Quando a temperatura retornou espontaneamente a 35ºC, adicionou-
se com cuidado, 2 g de ácido oxálico, sob agitação constante para destruir o 
excesso de dicromato de sódio. 
Transferiu-se o meio reacional para um funil de separação de 250 mL e 
efetuaram-se duas extrações consecutivas com 100 mL de diclorometano. 
Separou-se a fase orgânica da fase aquosa e secou-se com sulfato de sódio 
anidro. Filtrou-se e transfira o conteúdo em um béquer. Evaporou-se o produto 
através de destilação a fim de separar o diclorometano. 
Para o teste de identificação da cetona preparou-se uma solução 
alcoólica contendo 7ml de água e 25ml de etanol 92%, uma segunda solução 
foi preparada com 1g de 2,4-dinitrofenilidrazina em 5ml de ácido sulfúrico 
concentrado e misturada à primeira solução. 
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RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
Mecanismo: 
O seguinte mecanismo utiliza reagentes que atuam de forma análoga ao 
dicromato e ao ácido sulfúrico utilizados nesta prática.O cicloexanol atua como 
base e recebe um hidrogênio do ácido acético: 
 
 
Em seguida o cicloexanol, já protonado sofre o ataque do ácido hipocloroso 
que desloca água: 
 
 
O intermediário formado rapidamente perde um hidreto que ataca o cloro que 
neste momento apresenta carga parcial positiva. Ao mesmo tempo a ligação O 
– Cl se rompe para dar origem à ligação C=O, dando 
origem à cicloexanona protonada: 
 
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A cicloexanona protonada perde o hidrogênio para uma molécula de água já 
formada anteriormente dando o 
produto final, a cicloexanona: 
 
O ácido acético, além de acidificar o meio, ele funciona como tampão acetato, 
uma vez que é produzido acetato e ácido clorídrico, controlando assim a acidez 
do meio reacional. 
A cicloexanona foi preparada a partir do cicloexanol, através de uma reação de 
oxidação. Esta reação foi observada pela mudança de coloração, onde o 
dicromato de potássio (K2Cr2O7) é alaranjado e se reduz a Cr
+3, de coloração 
verde. 
Sendo a cicloexanona um líquido relativamente volátil, o refluxo dificulta 
a saída de seus vapores, à medida que esta é sintetizada. A purificação da 
cicloexanona foi feita utilizando a técnica de extração líquido-líquido. Depois de 
retirado o excesso de solvente e determinado a massa de ciclo-hexanona 
obtida, que foi de 4,79g, pode-se calcular o rendimento da reação. A densidade 
do cicloexanol é 0.962 g/ml, desta forma pode-se calcular a massa inicial de 
reagente a partir do volume de cicloexanol colocado para reagir: 
 
Cicloexanol Peso molecular = 100, 1602 g/mol; 
Densidade cicloexanol = 0, 962 g / mL d = m / V → m = d x V 
A partir da reação balanceada de todo o processo pode-se calcular o 
rendimento da ciclo-hexanona obtida. O volume do Ciclo-hexanol foi de 9,5ml, 
a sua massa é calculada a partir do seu volume. 
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d(densidade)= m(massa) / v(volume) = 0,962 x 9,5 = 9,14g 
Para o cálculo do rendimento, consideramos: 
R(rendimento)% = (m cicloexanona) / (m cicloexanol) x 100 
R = (4,79 / 9,14) x 100 = 52,41% 
Esta porcentagem de rendimento é baixa, e pode ser explicado pela falta de 
rigor durante o experimento, talvez a baixa temperatura em que foi realizado 
todo o processo de síntese tenha contribuído para um rendimento tão baixo. 
Contudo, foi possível a síntese do ciclo-hexanona a partir de técnicas usuais e 
simples muito empregadas em atividades laboratoriais. 
CONCLUSÃO 
O rendimento obtido foi de 52,41%, o que podemos considerar como 
insatisfatório. Dentre os fatores ponderáveis para o baixo rendimento, podemos 
destacar a presença de impurezas no produto final, e o possível erro humano 
durante a realização dos procedimentos. Quanto à identificação da 
cicloexanona, esta foi realizada com sucesso. Através desta prática, pudemos 
revisar sobre as condições que regem as reações de oxidação e aprendemos 
sobre esta quando aplicadas a compostos orgânicos. 
 
 
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA 
 
1. HARRIS, Daniel C. Analise Química Quantitativa. LTC, 6ªed., 2005. 
2. < http://www.juliocarreiro.com.br/oxidacao.pdf > acessado em 18 de junho de 
2014