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Universidade Federal do Piauí Centro de Ciências da Natureza Departamento de Química Solubilidade de compostos orgânicos e extração com solventes ativos Objetivos Esta prática tem como objetivo a determinação da solubilidade de compostos orgânicos através de um estudo sequencial com solventes, bem como a miscibilidade destes segundo suas características físico-químicas. Introdução A transferência de um soluto solubilizado em um solvente para outro solvente é chamada extração, ou mais precisamente extração líquido-líquido. O soluto é extraído de um solvente para outro, porque este é mais solúvel no segundo solvente do que no primeiro. Os dois solventes devem ser imiscíveis (não se misturam), e devem formam duas fases ou camadas separadas, para que esse procedimento funcione. Os solventes, imiscíveis em água, mais utilizados são: éter etílico, hexano, éter de petróleo e diclorometano. Por exemplo, a cafeína, um produto natural, pode ser extraída de uma solução aquosa agitando-a sucessivamente com várias porções de diclorometano. Procedimento Experimental Primeira parte: Miscibilidade x Solubilidade Prepare as seis misturas em seis tubos de ensaio misturados de 1 a 11, conforme está mostrado abaixo, escreva as suas observações. Não esqueça de agitar cada tubo de forma a homogeneizar a mistura antes de fazer as anotações. CUIDADO – Etanol, t- butanol e hexano são inflamáveis. 1. 3 mL de H2O + 1 mL de etanol 2. 3 mL de H2O + 1 mL de t-butanol Disciplina: QUIMICA ORGANICA I Créditos: 4:2:0 Disciplina/Código: DQU0113 Carga Horária: 90 h Semestre/Turma: 2017.2 / P01 Sala: lab 224/sala 217 Horário: 246N12 Ministrante: Prof. Dr. Sidney Gonçalo de Lima Estagiário: Edymilaís da Silva Sousa Monitor: Jefferson Tchalla Andrade da Silva Universidade Federal do Piauí Centro de Ciências da Natureza Departamento de Química 3. 3 mL de H2O + 1 mL de hexano 4. 3 mL de H2O + 1 mL de etilenoglicol 5. 3 mL de H2O + 1 mL de éter 6. 3 mL de H2O + ácido benzoico 7. 3 mL de H2O + ácido salicílico 8. 3 mL de etilenoglicol + 1 mL de éter 9. 3 mL de etanol + 1 mL de t-butanol 10. 3 mL de etanol + 1 mL de hexano 11. 3 mL de t-butanol +1 mL de hexano Construa uma tabela baseada no exemplo abaixo e discuta no relatório seus resultados encontrados: Solução Miscível Parcialmente miscível Imiscível Líquido mais denso 1. 3 mL de H2O + 1 mL de etanol Segunda parte: Extrações com solventes quimicamente ativos a) Pesar 1 g de ácido benzoico, 1 g de difenilamina e 1 g de naftaleno em um béquer de 150 mL. b) Adicionar 30 mL de clorofórmio ao béquer e agitar até a completa solubilização. Está solução vai se chamar fase orgânica. c) Transferir a mistura para o funil de separação e adicionar 15 mL da solução básica (NaOH 5%). d) Agitar a mistura por aproximadamente 30 segundo e esperar a completa separação de fases. e) Coletar a fase orgânica num erlenmeyer de 125 mL e recolher a fase aquosa para o Béquer A (Béquer de 150 mL). Retornar a fase orgânica para o funil de separação. Fazer três extrações sucessivas. f) Adicionar 15 ml da solução ácida (HCl 5%). Agitar a mistura por aproximadamente 30 segundo e esperar a completa separação de fases. Universidade Federal do Piauí Centro de Ciências da Natureza Departamento de Química g) Coletar a fase orgânica num erlenmeyer de 125 mL e recolher a fase aquosa para o Béquer B (Béquer de 150 mL). Retornar a fase orgânica para o funil de separação. Fazer três extrações sucessivas. h) Adicionar cerca de 3 g de cloreto de cálcio ao erlenmeyer e agitar ocasionalmente por 15 minutos. i) Realizar uma filtragem simples do conteúdo do erlenmeyer para um béquer previamente pesado e identificado (Béquer C). Este procedimento retira o agente secante por filtração. j) Deixar o béquer C na capela até a completa evaporação do clorofórmio. l) Pesar o béquer C seco e determinar a porcentagem do composto orgânico recuperado. Qual composto foi recuperado no béquer C? m) Recuperar o composto do béquer A pela mudança do meio, de básico para ácido, ou seja, adicione HCl 15% até que não se observe um aumento no precipitado (pH ácido) . n) Filtrar o conteúdo do béquer A contendo um papel filtro previamente pesado. Qual composto ficou retido no papel filtro e está sendo recuperado? o) Recuperar o composto do béquer B pela mudança do meio, de ácido para básico, ou seja, adicione NaOH 5% até que não se observe um aumento no precipitado (pH básico). Qual composto ficou retido no papel filtro e está sendo recuperado? Questionário 1 - Mostre as reações que estão envolvidas nas extrações de solventes quimicamente ativos. Inclusive nas reações de recuperação dos compostos. 2 - Quais as características de um bom solvente para que possa ser usado na extração de um composto orgânico em uma solução aquosa? 3- Qual o objetivo de se adicionar cloreto de cálcio ao erlenmeyer? 4 - Qual fase (superior ou inferior) será a orgânica se uma solução aquosa for misturada com os respectivos solventes: a) éter etílico b) clorofórmio c) acetona d) n-hexano e) benzeno 5 - Por que a água é geralmente usada como um dos solventes na extração líquido-líquido? 6 - Pode-se usar etanol para extrair uma substância que se encontra dissolvido em água? Justifique sua resposta. 7- Escreva as definições dos seguintes termos químicos: Universidade Federal do Piauí Centro de Ciências da Natureza Departamento de Química a) miscível b) imiscível d) soluto e) eletronegatividade f) molécula polar g) molécula apolar h) ligação covalente polar i) ligação covalente apolar 8- Explique o que pode ser entendido pela expressão: “Semelhante dissolve semelhante”. 9- A polaridade de uma molécula diatômica é estimada pela diferença das eletronegatividades da ligação dos dois átomos. Quando a diferença das eletronegatividades for ≤ 0,4 a ligação é considerada covalente não polar. Uma diferença de eletronegatividade entre 0,5 a 1,7 indica uma ligação covalente polar e quando a diferença for maior do que 1,7, a ligação é chamada iônica. Usando os valores de eletronegatividade classifique as ligações nas moléculas seguintes como covalente apolar, covalente polar ou iônica: CO ; N2 ; CaO; Na2O; I2; LiH; BeH2 ; PH3; CaCl2 10- Para as moléculas poliatômicas, a polaridade de uma molécula é determinada não somente pela polaridade das ligações, mas também pela geometria molecular. Embora CO2 possui ligações covalentes polares, a molécula é não polar devido ao fato de que o momento dipolar (ou o momento dipolo elétrico) resultante ser zero. Por outro lado, a molécula de água é polar, pois suas ligações formam um ângulo menor que 180 °C, não sendo linear como a molécula o CO2. Assim a molécula da água possui um momento dipolar diferente de zero. Baseando-se nestas informações, verifique cada molécula abaixo se é polar ou não polar:
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