Prévia do material em texto
UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA CURSO BACHAREL EM GEOLOGIA DISCIPLINA: QUÍMICA ORGANICA I Profª: Adriana Flach Elieltom Sousa da Silva EXTRAÇÃO LIQUIDO-LIQUIDO DA BIXINA Boa Vista/ RR 2016 Sumário 1.Introdução .............................................................................................................................. 1 2.Objetivo .................................................................................................................................. 2 3.Materiais Utilizados ............................................................................................................... 2 4.Reagentes ................................................................................................................................ 3 4.1.1-Solução de ácido Clorídrico: ...................................................................................... 3 4.1.2- Clorofórmio............................................................................................................... 3 5.Metodologia ............................................................................................................................ 4 5.1-Extração liquido-liquido da bixina ................................................................................... 4 6.-Resultados E Discussões ...................................................................................................... 6 7.Conclusão ............................................................................................................................... 8 8.Referencias ............................................................................................................................. 9 9.Anexos ................................................................................................................................... 10 1 1.INTRODUÇÃO A extração liquido-liquido consiste em uma técnica de extração onde uma solução entra em contato com outro solvente, sendo imiscíveis e tendo por finalidade a transferência de soluto de um para outro solvente onde a solubilidade do soluto é maior. Ao fim do processo o produto pode ser removido por filtração, através de um filtro de separação ou destilado se for um solvente com baixo ponto de ebulição, esse processo é amplamente usado na separação de componentes de sistemas orgânicos para conseguir uma purificação e para concentrar os solutos de interesse antes da análise. É interessante notar que o processo de extração envolve duas fases que são imiscíveis, normalmente por agitação no funil de separação uma das fases geralmente é a agua pura e a outra é um solvente orgânico essas fases preferencialmente devem possuir densidade diferentes. A fase aquosa corresponde ao soluto dissolvido na agua, a fase orgânica para ser escolhida é preciso levar em consideração alguns critérios: precisa ser imiscível com a agua afim de formar duas fases, a densidade do solvente orgânico precisar ser maior que a da agua para que as fases formadas sejam bem definidas e para que a fase orgânica fique no fundo do funil de separação o que facilitara na separação e dificultara a formação de emulsões, o solvente orgânico precisa ser muito volátil afim de facilitar a remoção do soluto por evaporação e por fim e mais importante o solvente precisa apresentar a mesma ou próxima polaridade do soluto afim de facilitar a extração que vai de encontro com a regra de solubilidade dos compostos orgânicos “semelhante dissolve semelhante”. Caso o solvente extrator não for eficiente será preciso mexer na estrutura do soluto e torná-lo menos miscível em agua isso pode ser feita acidificando o soluto o deixando menos polar para solventes com baixa polaridade como o clorofórmio (CHCl3), usado nesse experimento, ou deixando o soluto mais polar usando cloreto de sódio (NaCl), mexendo na estrutura do soluto influenciara na eficiência do solvente extrator e na proporção de soluto que se solubilizara na fração orgânica e diminuirá a proporção do soluto na fração aquosa. (VOGEL-2011) 2 2.OBJETIVO Ilustrar o uso dos processos de extração liquido-liquido de compostos orgânicos 3.MATERIAIS UTILIZADOS Funil de separação Erlenmeyer Tubos de ensaio Papel tornassol Estante para tubos de ensaio Provetas Suporte e argola Pinça 0 Funil de Separação Tubo de Ensaio Estante para Tubos de Ensaio Suporte e argola Erlenmeyer Proveta Figura 01. Google Imagens Figura 03. Google Imagens Figura 04. Google Imagens Figura 06. Google Imagens Figura 05. Google Imagens Figura 02. Google Imagens Pinça Papel Tornassol Figura 07. Google Imagens Figura 08. Google Imagens 3 4.REAGENTES Sol. Aquosa alcalina de urucu Sol. De ácido clorídrico-1,0 N (HCl) Clorofórmio (CHCl3) 4.1- Normas de Segurança 4.1.1-Solução de ácido Clorídrico: Provoca queimaduras, irritante para as vias respiratórias se inalado remover a vítima para local ventilado, lavar a boca e nariz com agua, em caso de contato com a pele é preciso larvar imediatamente com agua corrente pode ser aplicada uma solução de bicarbonato de sódio a 1% se entrar em contato com os olhos lavar imediatamente com agua por pelo menos 15 minutos, em casos de ingestão provocar ao vomito e beber muita agua. 4.1.2- Clorofórmio: Se for inalado é preciso remover a vítima para um local eventualmente respiração artificial ou ventilação com aparelhagem apropriada manter livres as vias respiratórias, se em entrar em contato com a pele da vítima lavar o local afetado com bastante agua e retirar a roupa contaminada da vítima, se entrar em contato com os olhos lavar imediatamente por pelo menos 15 minutos com agua em abundância. 4 5.METODOLOGIA 5.1-Extração liquido-liquido da bixina Com auxílio de uma proveta foi medido 10 ml de solução da semente de urucu e transferida para um funil de separação, em seguida adicionado 10 ml de clorofórmio e agitou- 10 ml de urucu em um funil Agitar e deixar em repouso Em um erlenmeyer colocar parte aquosa Em um tubo de ensaio colocar parte orgânica Separação Observar e Anotar Transferir a solução para o funil e repetir o processo de extração por mais três vezes HCl gota a gota até o ph=1 10 ml de clorofórmio 5 se o funil cuidadosamente, abrindo a torneira e aliviando a pressão para que não ocorresse nenhum acidente, após a mistura foi deixada em repouso no suporte com argola até formar duas camadas delineadas, em seguida abriu-se a torneira separou-se a fração orgânica, que estava no fundo do funil em um tubo de ensaio da fração liquida que se localizava sobre a fração orgânica sendo depositada em um erlenmeyer. A fase aquosa foi acidificada gota a gota com ácido clorídrico (HCl) até apresentar ph=1, após o procedimento de extração foi repetido três vezes usando sempre uma nova porção e o mesmo volume de solvente (clorofórmio), os resultados das extrações foram depositadas em tubos de ensaio diferente e observados.6 6. -RESULTADOS E DISCUSSÕES A extração liquido-liquido consiste em dois solventes com densidades diferentes e um soluto, onde esses dois solventes são imiscíveis e o soluto é mais miscível em apenas um dos solventes. Nesse experimento foram utilizado como solventes a agua onde o soluto estava concentrado, para que o soluto tivesse uma miscibilidade melhor com a agua, adicionou-se hidróxido de sódio (NaOH) o que deixou a bixina mais polar melhorando a sua solubilidade em agua formando assim a solução aquosa da semente de urucu. O segundo solvente utilizado foi o clorofórmio, um solvente com baixa polaridade, alta volatilidade e densidade maior que a da agua aproximadamente 1,49 g/cm3. Quando esses solventes foram colocados no funil de separação e agitados, formou-se uma mistura heterogenia onde o clorofórmio mais denso ficou no fundo do funil formando a parte orgânica, e a solução aquosa da semente de urucu por cima formando a parte aquosa. Após separar a parte orgânica e coloca-la em um tubo de ensaio, observou-se uma pequena mudança na coloração do clorofórmio, mas com predominância hialina e com algumas gotas de pigmento vermelho, denominado bixina que foi extraída da parte aquosa para a parte orgânica. Quando o clorofórmio, um composto com baixa polaridade entrou em contato com a solução aquosa da semente de urucu através da agitação, não ocorreu a completa solubilização ou extração da bixina, isso se deve a estrutura molecular do solvente e do soluto, o clorofórmio um composto com baixa polaridade e a bixina um composto que graças a presença do cloreto de sódio (NaCl), usado na sua preparação do solução apresenta alta polaridade, por esse motivo que não ocorreu completa solubilização da bixina. A presença de alguns pigmentos vermelhos no clorofórmio indica que ocorreu uma parcial extração da bixina, pois o clorofórmio não é totalmente apolar e a bixina não estava totalmente polar A fração aquosa foi colada em um erlenmeyer para ser acidificada com ácido clorídrico (HCl) até chegar em ph=1, esse processo de diminuição do ph da fração aquosa otimizara as condições de extração do soluto, pois o mesmo torna-se mais ácido e consequentemente menos polar. Na interação do ácido clorídrico (HCl) com a bixina forma-se uma ligação de hidrogênio que é menos polar que as ligações iônicas formadas da interação bixina-cloreto de sódio (NaCl) o que deixava o soluto mais polar com o objetivo de solubiliza-lo melhor em meio aquosa. A acidificação transforma a estrutura do soluto e o deixa menos hidrofílica para mais hidrofóbica o que tornara a extração do soluto por um solvente mais efetiva. (VOGEL-2011). A fração orgânica foi transferida para o funil de separação em seguida adicionado mais 10 ml do solvente extrator o clorofórmio, a mistura foi agita com o devido cuidado, sempre abrindo a torneira para a liberação da pressão, após foi separada a parte orgânica que se 7 encontrava no fundo do funil e transferida para um tubo de ensaio, observou-se uma coloração vermelho mais forte, ou seja, a extração foi mais efetiva quando o soluto foi deixado igual ou mais parecido com o solvente extrator. O processo de extração foi repetido por mais três vezes adicionando 10 ml de clorofórmio de cada vez, observou-se que a cada extração a coloração da fração orgânica mudava ficando mais clara. A coloração da fase orgânica foi ficando mais clara, pois a cada adicionada de solvente extrator, mais bixina foi sendo extraída da fase aquosa e se concentrado na fase orgânica. O procedimento de extração foi repetido três vezes, pois se trata da melhor forma de extrair o máximo possível de soluto da fase aquosa e concentrar na fase orgânica, se tivesse usado os 30 ml de solvente extrato, a extração não seria tão quantitativa. Melhor método de se fazer uma extração liquido-liquido, é empregar o solvente extrator em diversas parcelas, pois se um determinado volume de um solvente extrator conter x gramas do soluto, então o peso do soluto remanescente extraído por n vezes, será superior se comparado quando se utiliza o volume total do solvente extrator. (VOGEL-2011) Quando o funil era agitado e colocado para repousar, notava-se a formação de emulsões, que são gotículas formadas na linha limite entre as fases dos solventes imiscíveis, onde eles estão dispersos entre si, elas podem comprometer a eficiência da separação da frações e interferir na extração do soluto pelo solvente extrator, para corrigir as emulsões é preciso quebra-las o que irá completar a separação das fases, para isso utilizou-se cloreto de sódio (NaCl), ele aglutina as gotículas que formam as emulsões até que a mistura fique completamente separada 8 7.CONCLUSÃO Por tanto para se obter uma extração eficiente foi preciso deixar o soluto mais parecido com o solvente extrator e para isso utilizou-se do ácido clorídrico deixando o soluto com menor polaridade para que a extração com clorofórmio um composto com baixa polaridade fosse significativa. Quando se extraiu a bixina por três vezes com o mesmo volume de solvente extrator notou-se uma diferença na coloração da fase orgânica, ou seja, a concentração de soluto dissolvido em agua foi diminuindo a medida que adicionava-se clorofórmio que de acordo com a teoria é a forma mais eficiente de extração de um soluto que está distribuído entre os dois solventes imiscíveis. 9 8.REFERENCIAS SOLOMONS, T.W. Grahanm. Química Orgânica. 10ª ed. Rio de Janeira: Livros técnicos e científicos editora Ltda., 2012. 626 p. G. H, Jeffery. Et al. Analise química Quantitativa. 5ª ed. Rio de Janeira: Guanabara Koogan s.a, 1989. 712 p. GUIMARÃES D. Ayres. Guia Prático de Química Orgânica. V.1: Rio de Janeiro: Interciência, 2004. 127 p. J. Mendham; R. C. Denney; J. D. Barnes; M. Thomas. Análise Química Quantitativa. 6ª ED. Rio de Janeiro; Livros Tecnicos e Científicos s.a, 2011. 452 p. HARRIS, C. Daniel. Análise Química Quantitativa. 6ª ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos s.a, 2005.853 p. RINALDO, Daniel. Extração Liquido-Liquido. Ufv, 2012. 7 p. 10 9.ANEXOS Questionário. 1. Qual o princípio básico do processo de extração com solventes? A extração liquido-liquido envolve a transferência de um soluto de um solvente para outro, esse processo envolve uma distribuição de um dado soluto entre duas fases liquidas imiscíveis. A técnica de extração liquido-liquido foi usada para separar os componentes de sistemas orgânicos, e para concentrar solutos de interesse, antes de analisa-los, é uma técnica para purificação e separação de solutos, baseada na solubilidade que eles apresentam em determinados solventes. 2. Por que a agua é geralmente usada como um dos solventes na extração liquido- liquido? A agua é muito usada, devido sua alta polaridade fica mais fácil a formação de duas fases, pois ela geralmente não é miscível com o solvente extrator outro fator importante é que os compostos orgânicos não são miscíveis com a água o que facilita a extração do soluto. 3. Quais as características de um bom solvente para que possa ser usado na extração de um composto orgânico em uma solução aquosa? Na escolha de solventes para extrações devem ser consideradas alguns critérios: 1. O solvente deve apresentar baixa solubilidade na agua, possibilitando a formação de duas fases. 2. O solvente deve solubilizar consideravelmente a substancia que se deseja extrair.Neste caso deve ser levado em conta “semelhante dissolve semelhante”, ou seja, para extrair substanciam pouco polares deve ser utilizado um solvente de baixa polaridade. 3. O solvente deve ser quimicamente inerte não reagindo com as substancias a serem extraídas 4. Os solventes deve apresentar volatilidade razoável para que possa ser removido facilmente, permitindo o rápido isolamento do produto desejado. 5. É desejável ainda que o solvente seja de baixo custo e de baixa toxidade. 4. Qual fase (superior ou inferior) será a orgânica se uma solução aquosa for tratada com: a) Éter etílico b) clorofórmio c) acetona d) n-hexano e) benzeno Solventes Densidade (g/ml-1) Fase Agua 1 X Éter etílico 1,49 Superior 11 Clorofórmio 0,788 Inferior Hexano 0,659 Superior Benzeno 0,876 Superior 5. Pode-se usar o etanol para extrair uma substancia que se encontra dissolvida em agua? Justifique a resposta. Não, pois o etanol é solúvel em agua graças a seu caráter polar, além disso existe condições para a escolha de um solvente entre elas estão: O soluto precisa ser mais solúvel no segundo solvente do que no liquido que contem substancia, outro fator na escolha de um solvente é que ele precisa ser imiscível com o solvente que contém o soluto.