Extração com solvente: Aplicação da constante de partição entre solventes

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SISTEMA FAESA DE EDUCAÇÃO 
INSTITUTO SUPERIOR DE EDUCAÇÃO 
CURSO DE LICENCIATURA E BACHARELADO EM QUÍMICA 
 
 
 
 
 
QUÍMICA ORGÂNICA I EXPERIMENTAL 
 
EXTRAÇÃO COM SOLVENTE: APLICAÇÃO DA CONSTANTE DE PARTIÇÃO 
ENTRE SOLVENTES 
 
 
 
 
 
 
ALAN REINKE PEREIRA 
YANDIARA LARISSA NEVES DE BARROS 
YGOR SOARES DE OLIVEIRA 
 
 
 
 
 
 
 
VITÓRIA 
2013 
1. INTRODUÇÃO 
 
A extração é um processo frequentemente utilizado em laboratórios que se 
embasa em isolar um ou mais componentes de uma mistura. Esse processo consiste 
em transferir íons de uma solução pouco concentrada à outra mais concentrada. 
Nesse processo, uma solução aquosa é posta em contato com uma solução orgânica 
específica, onde ambas são imiscíveis, formando uma mistura heterogênea. A 
princípio, a solução orgânica mais usada é o éter, mas é considerável a utilização 
também de hexano, éter de petróleo e diclorometano. 
O processo, por exemplo, pode ser usado para separar compostos como 
princípios ativos de uma droga, por meio de um solvente, ou a cafeína, por meio de 
outro solvente. 
Sabendo que existem, no processo, duas fases líquidas imiscíveis A e B e um 
soluto S para se distribuir entre as duas, se estabelece um equilíbrio de transferência, 
chamado também de “partição”, como observado abaixo na equação: 
 
S(A) S(B) 
 
Como o soluto S se transfere reversivelmente tanto para o solvente A quanto 
para o B, cria-se uma concentração constante. Desse modo, a razão entre as 
concentrações de S em A e B deverá ser: 
 
 
Podemos utilizar duas porções de solvente A para extrairmos o soluto S do 
solvente B. Esse fato geraria uma maior eficiência na extração. 
 
 
Figura 1. Amostra de como 
se agitar corretamente o funil 
de decantação. 
 
 
Para uma boa extração, as fases líquidas não devem ultrapassar ¾ da 
capacidade total do funil. 
 
2. OBJETIVO 
 
O procedimento descrito tem por objetivo avaliar a alta eficiência de uma 
extração que utiliza duas ou mais porções de um solvente “A” em comparação com 
um procedimento feito com uma porção apenas. 
 
3. MATERIAIS E REAGENTES 
 
- HCCl3 (clorofórmio); 
- Café; 
- Funil de decantação; 
- Suporte universal. 
- Garras para suporte; 
- Balão de fundo chato; 
- Proveta de 50 mL. 
 
4. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 
 
A princípio, em uma proveta de 50 mL, foram medidos 50 mL de café e 
adicionado ao funil de decantação; além disso, 25 mL de clorofórmio também foram 
adicionados ao funil. 
 
Figura 2. Funil de decantação 
preso por garras de suporte 
universal. 
 
Após montado o aparato, verifica-se que o soluto não se distribuiu totalmente 
entre as fases-solvente. Para que isso ocorra, o funil de decantação foi levado à 
capela, possibilitando agitação para melhor separação de soluto, aumentando assim, 
as chances de uma alta eficiência da extração. 
 
 
. 
 
 
Depois que a agitação na capela, expressa na Figura 3, foi realizada, obteve-
se uma melhor concentração da cafeína na fase orgânica, como se pode observar na 
Figura 4. A tampa do funil foi, cuidadosamente, aberta para que a pressão interna do 
mesmo fosse levemente aliviada e então o equipamento foi deixado em repouso para 
melhor separação das fases. 
Esperado as fases se separarem bem, a fase orgânica (parte mais densa) foi 
recolhida em um balão de fundo chato. 
Após ser separada da fase aquosa, a fase orgânica foi destilada em rotavapor 
e depois secada em estufa a 105ºC por aproximadamente 6 horas. Em seguida foi 
levada ao dessecador para que resfriasse e fosse possível pesar e calcular a cafeína 
obtida. 
 
Figura 3. Agitação do funil com válvula 
aberta dentro de capela. 
Figura 4. Aparato montado após 
agitação do funil de decantação. 
 
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
Ao misturarmos café (fase aquosa) e clorofórmio (fase orgânica), percebemos 
a separação dos mesmos, formando uma mistura heterogênea de duas fases, como 
é observado a partir da Figura 4 dos procedimentos experimentais. A separação dos 
mesmos se dá pela diferença de polaridade. Sabemos que a cafeína está mais 
concentrada na fase orgânica, então está é a fase que é recolhida em um balão de 
fundo redondo, como expressa a Figura 5: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O balão, com o conteúdo, foi levada para destilação em rotavapor até obter a 
cafeína. A mesma é levada a estufa a 105ºC para secagem e posteriormente ao 
dessecador para resfriar. A pesagem da mesma foi adiada para uma futura aula 
experimental, obtendo assim, apenas pesagem do balão que foi usado, que é cerca 
de 101,237g. 
Supondo que 1 g é o que se tem de cafeína concentrado tanto na fase orgânica 
e na fase aquosa, e considerando a constante de partição para o mesmo seja 10, 
podemos calcular a quantidade de cafeína obtida no processo descrito até então. 
Observe: 
Figura 5: Separação de fase orgânica. 
 
Figura 5. Separação da fase aquosa da fase orgânica. 
 
K(org,aq) = 10 
V(aq) = 50 ml 
V(org) = 25 ml 
10 = 
ml
xg
25
 
 
ml
x
50
1
 
 
 10 = 
x
 
x
x
1
2
 
2x =10x - 10
 
 
2
1 x
 
x
 = 0,83 g 
 
A partir desse cálculo, tivemos o seguinte resultado: em 25 mL de HCCl3, tem-
se 0,83 g de cafeína. Sendo assim, na fase aquosa é possível ter 0,17 g do mesmo. 
Se fosse realizada em duplicata utilizando duas porções de clorofórmio, iríamos obter 
0,92 g de cafeína, um resultado mais eficaz que o realizando com o solvente inteiro. 
 
6. CONCLUSÃO 
 
Esse método de extração, com solvente, é um dos métodos mais modernos de 
separação e muito útil, pois existem compostos que não podem ser separados senão 
por este. É muito utilizado na escala industrial, utilizado para extrair óleos e gorduras. 
Método eficiente, podendo aumentar ainda mais a eficiência se realizado através de 
duas porções do componente orgânico a ser utilizado. 
 
 
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
HARRIS, Daniel C. Análise química quantitativa. 7. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2008. 
 
BRAGA. W. M. Caderno de Laboratório de Química Orgânica I. 2013.