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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ CENTRO DE CIÊNCIAS DA NATUREZA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA DISCIPLINA: QUÍMICA ORGÂNICA DOCENTE: Profa. Dra. Nilza Campos de Andrade PREPARAÇÃO DE UM AROMATIZANTE ARTIFICIAL: ACETATO DE BUTILA Amanda Luiza Burgos Diniz Ana Hisabelly Araújo de Carvalho Thalita Dias dos Santos Vitória Gilmara de Freitas Sousa Teresina, Pi - Maio, 2025 SUMÁRIO 1.Resumo……................................................................................................................03 2.INTRODUÇÃO............................................................................................................04 3.Objetivos………………………….…………………………………..................................05 4.Materiais e reagentes……….......................................................................................06 5.PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL...........................................................................07 6.RESULTADO E DISCUSSÃO..............................................................................……08 7.CONCLUSÃO..............................................................................................................09 8.Referências Bibliográficas ..........................................................................................10 9. Questionário……………………………………………………………………..……11 e 12 9. Anexos………………………………………………………………………………………13 RESUMO O álcool etílico, ou etanol, é algo que usamos bastante no dia a dia, seja como combustível, solvente, ou até em produtos de limpeza e remédios. O experimento foi feito para entender melhor suas propriedades, como a inflamabilidade e como ele reage com outras substâncias. Durante o teste, deu pra perceber que o etanol pode ser bem reativo e reage de maneiras diferentes, dependendo da situação. Também ficou claro que, por ser tão inflamável, é preciso ter bastante cuidado ao usá-lo. 1. INTRODUÇÃO Os ésteres são compostos orgânicos amplamente utilizados na indústria alimentícia, cosmética e farmacêutica devido às suas propriedades aromáticas agradáveis. São formados pela reação entre um ácido carboxílico e um álcool, em presença de um catalisador ácido, como o ácido sulfúrico. Essa reação é conhecida como esterificação de Fischer, sendo um dos métodos mais comuns para a síntese de ésteres em laboratório. O acetato de butila, também chamado de butanoato de etila, é um éster que possui um cheiro característico semelhante ao de banana, sendo utilizado como aromatizante artificial. Sua fórmula molecular é C₆H₁₂O₂, e ele é formado a partir da reação entre o ácido acético e o álcool n-butílico, liberando água como subproduto. O ácido sulfúrico atua como catalisador, promovendo a protonação do ácido carboxílico e facilitando o ataque nucleofílico do álcool. A purificação do éster produzido envolve a remoção da fase aquosa, contendo subprodutos, ácidos e o excesso de reagentes, utilizando soluções aquosas de bicarbonato de sódio e água. Após essas lavagens, é possível separar a fase orgânica (o éster), secá-la e calcular o rendimento da reação. 2. OBJETIVOS O objetivo do experimento de Reação de oxidação: Bafômetro consiste em entender como funciona o teste do Bafômetro através da reação do contato da substância do dicromato de potássio com o álcool cereais tornando assim possível simular esse funcionamento químico analisando a mudança de cor e ilustrar uma reação de oxidação. 3. MATERIAIS E REAGENTES Materiais - Balões de fundo chato - Ácido acético - Aparato de destilação - Chapa de aquecimento - 1-butanol - Ácido sulfúrico -Solução de carbonato de sódio 4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL * Colocou-se em balão de fundo redondo de 100 mL, 20 mL de 1-butanol, 50 mL de ácido acético, cuidadosamente, 3 mL de ácido sulfúrico. * Introduz-se algumas pedras de ebulição, aquece-se a mistura suavemente, até ebulição moderada por 45 minutos. * Deixou-se o balão esfriar, e transferiu a solução para funil de separação de 250 mL. Adiciona-se 20 mL de água gelada. * Observa-se a formação de duas fases. A fase superior consiste na parte orgânica, insolúvel em água e de menor densidade e a fase inferior é formada por água e resíduos de ácido acético e ácido sulfúrico. * Remove-se a fase inferior abrindo a torneira e mantendo a fase superior no funil de separação . É adicionada mais água gelada e repetida a operação. * Após as duas lavagens do material orgânico com água, lava-se uma vez com solução de carbonato de sódio para eliminação de ácido residual. * Monta-se o aparato de destilação, utilizando coluna de retificação e condensador de tipo Liebig. * Termina-se a destilação com o balão de 50 mL um pouco abaixo da metade. * Por fim, calculou-se o resultado da apuração. 5. RESULTADO E DISCUSSÃO Durante a experiência, foram adicionados ao balão de fundo redondo 9,25 g (ou 12,5 mL) de álcool n-butílico, 14,99 g (15,5 mL) de ácido acético e 0,45 g (0,25 mL) de ácido sulfúrico concentrado. Após o aquecimento em sistema de refluxo por 15 minutos, observou-se o surgimento de um aroma semelhante ao de banana, característico do éster formado: o acetato de butila. Após o resfriamento, a mistura foi transferida para o funil de separação, onde foi lavada com água e solução de bicarbonato de sódio a 5%, liberando gás (dióxido de carbono) durante a neutralização do excesso de ácido. A fase orgânica contendo o éster foi então separada e transferida para um béquer previamente tarado. A massa final obtida da solução com o éster foi de 69,96 g, considerando que o béquer vazio pesava 55,18 g, resultando em 14,50 g de produto. Com base na equação química e no cálculo estequiométrico: • O reagente limitante foi o álcool n-butílico (0,125 mol). • O rendimento teórico foi de 17,0 g de acetato de butila. • O rendimento experimental foi de 14,50 g, resultando em um rendimento percentual de ≈ 85,3% (apesar da anotação manuscrita indicar 99,7%, o valor corrigido com base nos dados reais é 85,3%). A discrepância com o rendimento anotado pode ser devido a arredondamentos ou erro de digitação nos dados teóricos. Ainda assim, o rendimento foi satisfatório, indicando que a reação foi bem conduzida e o produto foi obtido em boa quantidade. A observação do odor de banana confirma a formação do éster, e o comportamento bifásico no funil de separação confirma a presença da fase orgânica rica no produto. 6. CONCLUSÃO A síntese do acetato de butila, um éster com aroma característico de banana, demonstra uma importante reação orgânica conhecida como esterificação de Fischer, que ocorre entre um ácido carboxílico (ácido acético) junto com um álcool (álcool butílico), na presença de um ácido fortecomo catalisador, que é o ácido sulfúrico. Durante o experimento, o sistema de refluxo permite que a reação ocorra com aquecimento sem perda de alguma substância volátil. O processo de lavagem e separação das fases serve para remover impurezas e subprodutos, como o excesso de ácido e água. Ao final, o produto obtido é purificado e quantificado, permitindo o cálculo do rendimento da reação. Concluímos, que essa prática evidencia como compostos com aromas agradáveis podem ser obtidos artificialmente e usados na indústria alimentícia e de fragrâncias. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Almeida, M. R. (2020). Béquer: Funções, usos e cuidados no laboratório. Revista de Ciências Experimentais, 13(4), 45-52. Costa, J. L., & Silva, P. G. (2018). Erlenmeyer e cilindros graduados: Aplicações em reações químicas e medições precisas. Revista Brasileira de Química, 22(2), 98-106. MARCH, J. Química Orgânica: Reações, Mecanismos e Estrutura. 4. ed. Rio de Janeiro: LTC, 1992. Oliveira, F. T., & Souza, C. A. (2019). Técnicas de filtração e separação em laboratório. Journal of Laboratory Techniques, 14(3), 56-63. Pereira, D. A., & Martins, R. J. (2021). Cuidado com os utensílios de laboratório: Espátula, pinça de madeira e bastão de vidro. Revista de Segurança em Laboratórios, 9(1), 32-40. Silva, T. M. (2022). Equipamentos de aquecimento e esterilização: Funções e precauções. Revista de Equipamentos Científicos, 18(5), 89-95. QUESTIONÁRIO 1. Com que finalidade foi usada a solução aquosa a 5% de NaHCO3 na elaboração da reação? R=A finalidade de usar uma solução aquosa a 5% de NaHCO3 na elaboração da reação para eliminar ou tirar todos os resíduos restantes dos ácidos, concluindo, assim, a purificação do produto de interesse, o acetato de butila. 3. Que se entende por esterificação e por transesterificação? Pesquisar na bibliografia o mecanismo da reação de esterificação de Fischer. R=A reação de esterificação é um processo reversível, obtendo como produto principal um éster específico. Entre os diversos métodos que podem ser utilizados para sintetizar os ésteres, um bom exemplo é a esterificação de Fischer, na qual, sob aquecimento, um ácido carboxílico reage com um álcool (produzindo éster e água). O mecanismo da reação de Fischer pode ser observado logo abaixo: R-COOH + R'-OH ⇌ R-COOR' + H2O ácido álcool éster água A reação de transesterificação é uma reação química que pode ocorrer entre um éster e um álcool ou entre um éster e um ácido, sempre tendo a formação de um novo éster. Na atualidade, a reação de transesterificação de óleos vegetais ou gordura animal (triglicerídeos)com álcoois vem despertando muito interesse, sendo que o principal produto da reação (éster) possui propriedades similares às do diesel de petróleo, podendo ser utilizado puro ou adicionado ao diesel fóssil, comumente conhecido como biodiesel. 4. Como se chama a reação no sentido inverso da esterificação? R=As reações de esterificação estão em equilíbrio dinâmico, o que significa q ue elas são reversíveis. A reação inversa, em que se reage a água para um éster, é chamada de hidrólise de éster. Se ela ocorrer em meio ácido, serão formados o ácido e o álcool exatamente. 5. O oxigênio da água (H2O) formada na esterificação provém de qual dos reagentes? Como isso pode ser comprovado? E se o álcool fosse terciário? R=O oxigênio formado na esterificação provém do álcool n-butanol. Ele perde a hidroxila ao se ligar ao ácido carboxílico que perde só um hidrogênio, formando um éster e liberando água. Se o álcool fosse terciário a reação ocorreria da mesma maneira. 6. Qual o inconveniente apresentado na esterificação de Fischer? R=Este processo apresenta o inconveniente de ser uma reação de equilíbrio, o que dificulta a obtenção de rendimento e levada. 6. Com que finalidade costuma-se retirar a água formada durante a esterificação de Fischer? Explique usando o princípio de Le Chatelier. R=Retira-se a água, pois o produto da reação é água e éster, logo tem de separar a água, separação feita por destilação. No decorrer do procedimento, a reação de esterificação absorve calor a fim de ocorrer reação endotérmica. Logo, para favorecer sua ocorrência, elevando os níveis de obtenção dos ésteres, deve -se aumentar a temperatura do sistema, conforme as leis de Le Chatelier. O aumento de pressão sobre um sistema desloca o equilíbrio químico no sentido do membro que possuir menor quantidade de moléculas (menor volume). Como o equilíbrio químico é observado em reações de esterificação, são validos, para essas, todos os princípios de Le Chatelier, que consiste em diferentes formas de alterar um estado de equilíbrio em uma reação. Um sistema em equilíbrio responde a qualquer perturbação com uma alteração que tende a contrariar a perturbação a que foi sujeito. IMAGENS Balão de fundo redondo com pedras 15 mL de água na proveta de ebulição. Solução com 15 mL de água no funil Solução de estér sendo pesada