Relátorio - Solubilidade

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Relatório de Solubilidade
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INTRODUÇÃO
Solução é uma mistura homogênea e monofásica constituída por solvente, a substância que se encontra em maior quantidade, e soluto, a substância que se encontra em menor quantidade. Como exemplo de solução (Figura 1), temos a água com açúcar. Já o óleo e a água não formam uma solução, pois é possível notar a presença de duas fases nessa mistura.
 Figura 1: Ilustrações de uma solução (1) e de uma mistura heterogênea (2).
O processo de solubilização de uma substância química depende da temperatura e pressão e resulta da interação entre o soluto e o solvente, podendo ser definida como a quantidade de soluto que dissolve em uma determinada quantidade de solvente, em condições de equilíbrio. Solubilidade é, portanto, um termo quantitativo. As estruturas tridimensionais das moléculas orgânicas desempenham papel fundamental na determinação de suas propriedades químicas e físicas.
OBJETIVO
Analisar a influência do solvente e da temperatura na solubilidade de um composto a partir dos resultados obtidos utilizando m-nitroanilina, bifenila e ácido benzóico.
MATERIAL
Microtubos
Espátula
Bécher de 100 mL
Pipeta pasteur
M-nitroanilina
Bifenila
Ácido benzóico
Hexano
Acetato de etila
Etanol
Diclorometano
N-propanol
NaOH (hidróxido de sódio) 10%
HCl (ácido clorídrico) 10%
Água
Placa de aquecimento
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Primeiramente, foram escolhidos os solventes que seriam utilizados, sendo estes: hexano, etanol, acetato de etila, diclorometano, n-propanol, NaOH 10% e HCl 10%.
Com a espátula, coletou-se uma pequena quantidade de sólido* (cobrindo apenas a ponta da espátula) e colocou-se no microtubo. Com a pipeta pasteur, foi adicionado ao microtubo de 3 a 5 gotas de solvente*. 
 
 Figura 2: Ilustração da proporção de sólido e solvente utilizada no experimento.
Agitou-se bastante para homogeneizar o meio e a mistura foi posta em repouso por alguns segundos. Observou-se se houve solubilização do sólido ou não. 
As misturas em que não houveram solubilização do sólido foram aquecidas em banho-maria, utilizando um bécher de 100 mL com água na placa de aquecimento. Observou-se se, com o aumento de temperatura, o sólido se dissolveu ou não. 
* Esse processo foi feito com cada um dos sólidos em cada um dos solventes escolhidos. 
RESULTADOS
Os resultados observados estão dispostos na tabela a seguir, na qual os sólidos estão listados na primeira linha e os solventes na primeira coluna. 
 Tabela 1
	
	m-nitroanilina
	Bifenila
	Ácido Benzóico
	Hexano
	Insolúvel
	Solúvel
	Insolúvel
	
Etanol
	
Solúvel
	Insolúvel 
Solúvel a quente
	
Solúvel
	Acetato de Etila
	Solúvel
	Solúvel
	Solúvel
	Diclorometano
	Solúvel
	Solúvel
	Solúvel
	
n-propanol
	
Solúvel
	Insolúvel 
Solúvel a quente
	
Insolúvel
	
NaOH 10%
	Insolúvel
Parcialmente solúvel a quente
	Insolúvel 
Solúvel a quente
	
Solúvel
	
HCl 10%
	
Solúvel
	Insolúvel 
Solúvel a quente
	Insolúvel 
Solúvel a quente
DISCUSSÃO
Nota-se que a m-nitroanilina se solubilizou à temperatura ambiente nos solventes mais polares, ou seja, no etanol, no acetato de etila, no n-propanol e no diclorometano. Isso ocorre porque a m-nitroanilina, apesar de ter um anel aromático, é um composto também polar, tendo então uma forte interação com tais solventes. Além dos solventes já citados, o HCl diluído também solubilizou a substância. Isso é justificado devido ao fato de a m-nitroanilina ser um composto básico, uma vez que se trata de uma amina.
Ao aquecer a mistura com hexano, em que não ocorreu a dissolução, o solvente começou a ebulir assim que o microtubo foi colocado no bécher, impossibilitando a verificação da possível ocorrência da solubilidade a quente. Já na mistura com NaOH, ao ser aquecida, foi possível observar que a fase líquida, que antes era transparente, adquiriu uma coloração amarelada proveniente do sólido, porém mesmo sob agitação o precipitado se manteve, o que era de se esperar uma vez que ambas as substâncias são básicas.
Já a bifenila, por ser um hidrocarboneto aromático, é apolar. Dessa forma, foi possível observar a sua solubilização no hexano, um solvente também apolar e da classe dos hidrocarbonetos. Sua insolubilidade tanto em HCl quanto em NaOH se justifica devido à neutralidade do composto. Todas as misturas em que não houve dissolução da bifenila que foram levadas a aquecimento acabaram por se solubilizar, pois as reações eram endotérmicas.
O ácido benzóico, analogamente à m-nitroanilina, se solubilizou nos solventes polares por também ser um composto polar. Porém não se solubilizou em HCl mas sim em NaOH, visto que agora a substância se trata de um ácido. O aquecimento da mistura com n-propanol não provocou a solubilização do ácido benzóico, pois se trata de uma reação exotérmica.
 Fórmulas estruturais das substâncias utilizadas:	
 
Figura 3: m-nitroanilina Figura 4: Bifenila Figura 5: Ácido benzóico
	 
 Figura 6: Acetato de etila Figura 7: Diclorometano Figura 8: Etanol
 
 Figura 9: n-propanol Figura 10: Hexano
CONCLUSÃO
Após a análise dos resultados observados, conclui-se que são diversos os fatores que influenciam na solubilidade de um composto em um determinado solvente, como a temperatura, a polaridade e as forças intermoleculares tanto do soluto quanto do solvente. 
A temperatura influencia na solubilidade dependendo da energia envolvida na reação. Em reações endotérmicas, o aquecimento favorece a dissolução, enquanto em reações exotérmicas o aquecimento favorece a formação do precipitado. Na maioria das vezes a temperatura elevada aumenta a solubilidade.
No quesito polaridade e forças intermoleculares pode-se dizer que, de maneira generalista, solventes polares solubilizam solutos polares, da mesma forma que um solvente apolar solubiliza um soluto apolar. Dificilmente um composto polar se dissolverá em um solvente apolar pois o primeiro está unido através de interação dipolo-dipolo, enquanto o segundo interage por forças de Van der Waals, uma interação mais fraca que não é capaz de romper a interação dipolo-dipolo. Um soluto não se solubilizará se a sua interação intermolecular já existente for mais forte do que a possível interação com o solvente.
REFERÊNCIAS
Figura 1: (05/05/2016)
http://slideplayer.com.br/slide/46413/
Figura 3: (05/05/2016)
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:3-nitroaniline_chemical_structure.png
Figura 4: (05/05/2016) 
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/ec/Bifenyl.svg/245px-Bifenyl.svg.png
Figura 5: (05/05/2016)
http://hidrocarburos-tess.blogspot.com.br/ 
Figura 6: (05/05/2016)
http://qnint.sbq.org.br/qni/popup_visualizarMolecula.php?id=at_kcplG5aA9vht3oW3ArG_LtyVZ1zVxdJhpDnfmwYpHhPNWxUiVhLlS008H2E-lPAwakxoIyrE7Gq_QRX7j5g
Figura 7: (05/05/2016)
http://www.vitrilab.pt/webcontent/Diclorometano_250ml_250ml_Diclorometano_Quimicos_.htm
Figura 8: (05/05/2016)
https://www.merckmillipore.com/INTL/es/product/Etanol,MDA_CHEM-108543
Figura 9: (05/05/2016)
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/39/1-propanol.svg
Figura 10: (05/05/2016)
http://www.wikiwand.com/es/Hexano
PAVIA, D.L; LAMPMAN, G.M; KRIZ, G.S; ENGEL, R.G. Química orgânica experimental: Técnicas de escala pequena. Segunda edição. Bookman, 2009.