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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ Centro de Ciências Exatas Departamento de Química Química Ôrganica Experimental ll (3228) Identificação de Carbonilas Acadêmicos: Amanda Vieira RA: 88855 Larissa Fernanda dos Santos RA: 90380 Maria Gabriele de Matos RA: 92987 Maringá, 14 de Setembro de 2017. RESULTADOS E DISCUSSÕES O experimento realizado consistia na identificação de carbonilas de seis substâncias desconhecidas, a qual foi realizada através dos testes de Tollens, reação com 2,4-dinitro-fenil-hidrazina e reação do iodofórmio. Para isso fez-se necessário o entendimento das possíveis reações ocorrentes entre os reagentes de teste e as seis substâncias não identificadas, as quais poderiam ser acetaldeído, acetofenona, acetona, álcool sec-butílico, álcool n-propílico ou benzaldeído. Abaixo segue a Tabela 1, onde os resultados experimentais para os testes estão dispostos. Tabela 1: Resultados para os testes realizados com as seis substâncias desconhecidas. Substância desconhecida Tollens 2,4-DNFH Iodofórmio Sustância caracterizada 1 - + - Acetofenona 2 - - + Sec-butílico 3 - + + Acetona 4 + + - Benzaldeído 5 - - - n-propílico 6 + + + Acetaldeído Os testes foram realizados em tubos de ensaio, nos quais foram adicionadas as amostras desconhecidas, uma em cada tubo, juntamente com um dos reagentes de teste. A identificação das substâncias foi realizada através da observação das transformações que ocorriam no tubo de ensaio, tais como formação de precipitado e solubilidade dos compostos, entre outros. A redução da solução de Tollens é utilizado para diferenciar aldeídos de cetonas. O reagente se resume numa solução amonical de nitrato de prata, o qual frente a um aldeído reage e forma um espelho de prata como produto. Isso ocorre porque o hidrogênio ligado a carbonila do aldeído é oxidado enquanto a prata é reduzida de Ag+1 para Ag0 (prata metálica). Com base na tabela 1, nota- se que a substância 4 e 6 foram positivas para o teste, visto que quando adicionadas em tubos de ensaio distintos juntamente com a solução de Tollens, observou-se a formação do espelho de prata nas paredes da vidraria. Através da positividade do teste, foi possível classificar as substâncias 4 e 6 como aldeído. As substâncias 4 e 6 poderiam ser o acetaldeído ou benzaldeído. A diferenciação entre os dois compostos foi realizada através da reação do iodofórmio. Essa reação tem como produto um precipitado amarelo ou laranja claro, o iodofórmio, e é concretizada frente a compostos que contém grupo acetilo, isto é, um metil ligado a uma carbono carbonílico. Por meio dessa informação, pode-se concluir entre os aldeídos, somente o acetaldeído poderia ser positivo para presente teste, visto que é o único aldeído que possui o grupo acetilo. A substância 6 foi positiva para a reação do iodofórmio, e então identificada como acetaldeído; enquanto a substância 4 foi negativa para o teste, e classificada como benzaldeído. Abaixo segue o mecanismo 1 para a reação do iodofórmio. Mecanismo 1. Reação do Iodofórmio. O outro teste realizado, a reação 2,4 dinitro-fenil-hidrazina, é utilizado para a identificação de carbonilas tanto de cetonas quanto de aldeídos. A reação é concretizada com a formação de um precipitado amarelo-avermelhado, a 2,4- Dinitro-Fenil-Hidrazona. O teste foi positivo para quatro substâncias, ou seja, para os dois aldeídos e para as duas cetonas desconhecidos. O mecanismo geral para a reação de 2,4-dinitro-fenil-hidrazina com cetonas e aldeídos está representado abaixo no mecanismo 2. R O R´(H) H2N N H NO2 NO2 H Prototropismo H N N H O2N NO2 C H OH2 R (H)´R N N H O2N NO2 C H OH R (H)´R N N H O2N NO2 C H O R (H)´R H N N H O2N NO2 C H R (H)´R +H2O N N H O2N NO2 C R (H)´R Mecanismo 2. Reação de aldeídos e cetonas com a 2,4-dinitro-fenil- hidrazina. Das seis substâncias desconhecidas duas eram álcoois. Para os compostos 2 e 5 o teste com a 2,4-dinitro-fenil-hidrazina foi negativo, indicando assim que estas não possuem carbonila em sua estrutura. Logo poderiam ser o álcool n- propílico ou o sec-butílico. A identificação dos dois compostos foi concluída a partir da reação do iodofórmio. O teste em questão é efetivo para metil cetonas, metil aldeídos e metil álcoois. O precipitado amarelo, característico desse teste, formou-se quando misturou-se os reagentes necessários com a substância 2, o que indicou que a mesma tratava-se de um metil álcool, ou seja, correspondia ao álcool sec-butílico. Sendo assim, a substância 2 foi atribuída ao álcool sec-butílico enquanto à 5 o álcool n-propílico. As substâncias 1 e 3 correspondiam as cetonas acetofenona ou acetona. As mesmas foram negativas para o teste de Tollens, indicando assim que 1 e 3 não tratavam-se de aldeídos; positivas para o teste com 2,4-dinitro-fenil- hidrazina, confirmando assim a presença da carbonila na estrutura de ambas; e 3 foi positiva para a reação do iofórmio. As estruturas de acetona e acetofenona estão representadas abaixo. Acetona Acetofenona Analisando as estruturas das cetonas, percebe-se que ambas apresentam o grupo acetilo e portanto as duas deveriam ser positivas para o teste com iodofórmio. No entanto, foi possível observar a formação do precipitado amarelo alaranjado somente no teste com a amostra 3. Isso pode ter ocorrido devido a utilização de grande quantidade da amostra 1, e assim a reação não foi concretizada. A diferenciação entre as duas cetonas foi feita através da observação da solubilidade de ambas em água, sendo que 1 era insolúvel e 3 solúvel. Pode-se então dizer que a substância 1 é insolúvel por tratar-se da acetofenona, a qual apresenta um anel aromático em sua estrutura, logo um elevado número de carbonos, fazendo com que a mesma seja insolúvel em água. A amostra 3 tratava-se da acetona, a qual apresenta uma cadeia carbônica pequena, e é solúvel em água. Com a identificação das amostras em solução, o experimento foi concluído. CONCLUSÕES Através da realização do experimento foi possivel identificar os seis compostos presentes nas soluções desconhecidas com base no Teste de Tollens, reação com 2,4 dinitro-fenil-hidrazina e reação do Iodofórmio, juntamente com a compreensão das possíveis reações ocorridas em cada etapa do experimento. REFERÊNCIAS BRUICE, P.Y., Química Orgânica. 4ª ed. Vol. 2, pag. 266, 2006. SOLOMONS, G., FRYHLE, C. Química Orgânica. 8ed. Vol. 2. LTD: 2006.