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Resultado e Discussão Parte 1: Síntese do acetanilida Ao adicionar a anilina em água destilada, se verificou a formação de uma mistura heterogênea, isso ocorre devido anilina ser pouco solúvel em água (3,6g/L) [1], pois anilina é um composto pouco polar e a água é muito polar, essa dicotomia de polaridade faz com que essas substancias não se misture e permaneçam em fases distintas. Com a adição de anidrido acético a mistura heterogênea de anilina e água supracitada, com agitação vigorosa, constatou-se uma mudança de coloração do castanho avermelhado, cor proveniente da anilina, para uma cor esbranquiçada da mistura e uma elevação de temperatura do recipiente. Essas observações são decorrentes da reação da anilina e do anidrido acético, a qual pode ser exposta abaixo na imagem 1. Imagem 1: reação de obtenção da acetanilida Como a reação de acetilação ocorre entre a interação da anilina e do anidrido acético e tendo ciência que anilina e a fase aquosa, no qual o anidrido está contido, são imiscíveis, é necessário suceder maior contato intimo entre essas fases, consequentemente a agitação vigorosa tem como objetivo promover uma maior interação entre fase aquosa e a fase da anilina. Como a reação da anilina com anidrido acético produz acetanilida a partir do ataque nucleofílico do grupo amino sobre o carbono da carbonila do anidrido, seguido de eliminação de ácido acético, produto secundário, como representado no mecanismo 1. A adição do anidrido acético foi feita gota a gota para evitar que a concentração de ácido acético fosse igual ao de anilina, pois como a reação supracitada tem como produto secundário o ácido acético e como anila possui um caráter básico, devido à presença do grupo amino, a alta concentração de ácido acético no meio pode provocar uma reação ácido-base, no qual iria provocar a produção de outro produto secundário e iria afetar no rendimento da síntese da acetanilida. O aquecimento ocorre devido essa reação ser muito exotérmica, isso é, a energia dos produtos é menor que a do reagente, por isso que há o aquecimento e a reação ocorrer rapidamente. Após o término da adição do anidrido acético, deixou-se o sistema resfriar até temperatura ambiente, pois devido à acetanilida ser pouco solúvel em água (0,4g/mL) [2], com a diminuição de temperatura há uma maior precipitação do composto no meio, favorecendo assim um maior rendimento. É importante ressaltar que o resfriamento inicial não pode ser em banho de gelo ou qualquer meio que resfrie muito rápido o sistema, pois uma diminuição brusca de temperatura fará que os cristais se formem rapidamente, podendo ocasionar a captura de impurezas durante a formação do reticulo cristalino, tornando assim os cristais impuros. Depois da total precipitação da acetanilida, separou-se os cristais obtidos através da filtração à vácuo e lavou com água gelada para eliminar qualquer resquício de impureza da água-mãe que pode ter se aderido a superfície dos cristais. A água da lavagem necessita ser gelada, para evitar qualquer perda do sólido sintetizado pela dissolução na água. Para efetuar os cálculos necessários para determinar o rendimento da reação de acetilação da anilina, serão usados os dados apresentados na tabela 1 abaixo: Tabela 1: Dados de massa e de densidade. Massa molar da anilina (g/mol) 93,13 Massa molar do anidrido acético (g/mol) 102,09 Massa molar da acetanilida (g/mol) 135,17 Densidade da anilina (g/mL) 1,022 Densidade do anidrido acético (g/mL) 1,081 Massa do papel de filtro (g) 0,9831 Massa do papel de filtro + acetanilida (g) 4,442 Massa da acetanilida (g) 3,4589 Cálculos para determinar o reagente limitante e o reagente em excesso. d = m v Sendo: d= densidade; m= massa; v=volume. m= d.v m=d.v m= 1,022 x 3 m=1,081 x 4 m= 3,066g de anilina m= 4,324g de anidrido acético 1 mol de anilina 1 mol de anidrido acético → 93,13 g 102,09𝑔 = 3,066g x 𝑥 = 3,361𝑔 𝑑𝑒 𝑎𝑛𝑖𝑑𝑟𝑖𝑑𝑜 𝑎𝑐é𝑡𝑖𝑐𝑜 Sendo assim, o reagente em excesso é o anidrido acético, pois para toda a quantidade de anilina presente (3,066g) reagir, só é necessário 3,361g de anidrido acético, logo o reagente limitante da reação é a anilina. Cálculo do rendimento. 1 mol de anilina 1 mol de acetanilida → 93,13 g 135,17𝑔 = 3,066g x 𝑥 = 4,450𝑔 𝑑𝑒 𝑎𝑐𝑒𝑡𝑎𝑛𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎 4,450 g 3,4589𝑔 = 100% x 𝑥 = 77,73% 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 O rendimento obtido foi bom, pois tirando com parâmetro os resultados obtidos no artigo Inserção do conceito de economia atômica no programa de uma disciplina de química orgânica experimental [3], observou-se que o rendimento foi próximo do esperado, vide o rendimento da pesquisa na imagem 2. Imagem 2: Condições experimentais e rendimentos obtidos nas rotas testadas Como a prática está entrelaçada aos princípios da química verde e ao conceito de economia atômica, utilizou-se procedimento alternativo para sintetizar acetanilida, pois no “método indicado por Vogel (imagem 3, Rota A) o anidrido acético é o reagente acilante e o tampão acético/acetato de sódio é utilizado para minimizar a diacetilação” [3]. Imagem 3: preparação da acetanilida O tampão realmente evita a protonação parcial da anilina e a posterior diacetilação da anilina, mas também é sabido que a diacetil anilina sofre decomposição em presença da água, formando a acetanilida e ácido acético [4]. A acetilação inicial da anilina gera ácido acético, que mantem o pH da mistura reacional na faixa ácida, protonando parcialmente a anilina, por outro lado, qualquer diacetil anilina porventura formada será decomposta pela água presente no meio reacional. Os rendimentos alcançados na rota B foram comparáveis aos obtidos na rota A, no mesmo tempo de reação. Há então economia de reagentes (ácido acético glacial e acetato de sódio) e minimização de compostos no rejeito (prioritariamente ácido acético). Vide os resultado na imagem 4 abaixo: Imagem 4: resultado de rendimento atômico (%A) e fator E das rotas estudadas. • %A = P.M. do produto desejado/∑ P.M. das substâncias produzidas. (economia atômica) • E = ∑ massas dos produtos secundários/massa do produto desejado. Parte 2: Síntese da p-nitro acetanilida Ao adicionar o ácido acético glacial e em seguida o ácido sulfúrico ao béquer contendo acetanilida, observou-se a formação de uma mistura homogênea, isso acontece devido acetanilida ser solúvel em ácido sulfúrico concentrado, o quer permite que esse composto seja dissolvido e forme uma mistura homogênea. A mistura preparada foi resfriada em banho de gelo e sal até atingir uma temperatura de 2°C, isso é necessário devido os processos de nitração serem na maioria exotérmicas e a temperatura influencia diretamente no curso da reação, pois o aumento da temperatura aumenta o grau de nitração, obtendo mais compostos nitrados e principalmente super nitrados [5]. A preparação da mistura sulfonítrica foi feita quando a mistura supracitada estava próxima à temperatura desejada, pois como a mistura sulfonítrica é perigosa devido unir a corrosividades dos ácidos nítricos e sulfúrico com o caráter oxidante do ácido nítrico é necessário um manuseio adequado. A mistura sulfonítrica foi preparada para a produção do eletrófilo nitrônio que irá atacar o anel benzênico. Esta reação consistesimplesmente num equilíbrio ácido-base, no qual o ácido sulfúrico atua como ácido e o acido nítrico, muito mais fraco, atua como base, devido o ácido sulfúrico ser muito forte, faz que o ácido nítrico se ionize pela forma HO- e +NO2 e não do modo usual H + e –ONO2 [6]. A ilustração desse mecanismo pode ser visto no mecanismo 2 e a reação pode ser visualizada na equação 1, abaixo: H2SO4 + HNO3 ---------> H2O + +NO2 + HSO4- Equação 1: reação de formação do íon nitrônio. A adição da mistura sulfonítrica foi adicionada a mistura inicial de forma lenta, com agitação e controlando a temperatura para que não ultrapasse 10°C, durante a adição e ao termino dessa, observou-se uma mudança de coloração do meio reacional, passando de transparente para castanho escuro e um aumento na viscosidade da mistura. Essas observações são decorrentes da reação da acetanilida e do íon hidrônio, a qual pode ser exposta abaixo na imagem 5. Imagem 5: Reação de obtenção da p-nitroacetanilida. Como é uma reação de nitração, essa pode ocorrer tanto na fase aquosa (ácida) como na fase orgânica, a agitação torna possível que cada fase encontra-se sempre saturada pela outra e, nestas condições, a velocidade de reação em cada fase é constante, aumentando a superfície de contato entre as fases [5]. Sendo necessário manter a temperatura baixa, pois como supracitado a elevação da temperatura aumenta o grau de nitração, podendo ocasionar a formação de composto multinitrados, o que diminuiria o rendimento do procedimento. Após a adição da mistura ácida e da acetanilida, inicia-se a etapa lenta da reação, a qual o eletrófilo +NO2 ataca o anel aromático na região de maior densidade eletrônica e menor impedimento estérico (para). Como na mistura reacional existe também a presença de ácido sulfúrico, que, em altas concentrações e temperatura elevada, forma um nucleófilo forte (HSO4 -). Esse nucleófilo também está apto a reagir com o anel caso haja aumento da temperatura. Para que isso seja evitado, é necessário que a temperatura ambiente seja mantida, evitando assim a formação de produto indesejado (produtos sulfonados). Sendo importante salientar que a adição do ácido acético tem uma importância no deslocamento do equilíbrio para os produtos. O ácido acético serve como um doador de prótons para o íon HSO4 -, formando o ácido sulfúrico. Este então doa um próton para o ácido nítrico formando o íon nitrônio (reagente que promove o ataque no anel aromático), deslocando então o equilíbrio para os produtos. Além disso, o ácido sulfúrico e o ácido acético glacial têm a função de manter o meio com uma força média. Sabendo que em benzenos substituídos sofrem ataque eletrofílico e que a presença desses substituintes afetam tanto a reatividade como a orientação nas substituições aromáticas eletrofílicas, é possível classifica-los como grupos ativadores, aqueles que tornam o anel mais reativo do que o benzeno, grupos desativadores, aqueles que tornam o anel menos reativo do que o benzeno, grupos orientadores Orto-Para, aqueles que tendem a orientar o grupo de entrada nas posições orto e para, e grupos orientadores Meta, aqueles que tendem a direcionar o grupo de entrada na posição meta [7]. Como na acetanilida existe um grupo acetamido, -NHCOCH3, ligado ao benzeno vai ter uma afetação da reatividade e a orientação dos grupos de entrada. O acetamido, - NHCOCH3, atuam como um grupo ativante e orientador Para-Orto, pois o carbocátion formado por ataque à posição Para relativamente à ocupada pelo grupo acetamido da acetanilida, possui três estruturas de ressonância com a carga positiva sobre os carbonos do anel benzeno, mas também possui uma estrutura de ressonância em que a carga positiva se encontra no átomo de nitrogênio, sendo que essa estrutura é particularmente estável, devido todos os átomos terem o octeto eletrônico completo [6]. Vide as estruturas de ressonâncias na imagem 6.32 Imagem 6: Estruturas de ressonâncias correspondente ao ataque na posição Para. Contudo quando o ataque acontece na posição Meta, só há formação de três estruturas de ressonância que diminui a estabilização da carga e tendo ciência que quanto maior for o número de estrutura de ressonância, maior será a deslocalização da carga sobre os átomos da molécula, outro fator que o torna menos estável é a falta de uma estrutura com a carga sobre o nitrogênio, que como supracitado na situação do ataque na posição Para, tem os átomos com octeto eletrônico completo. Vale salientar que as estruturas de ressonância indica que o ataque à posição orto é muito semelhante ao ataque à posição Para. Vide as estruturas na imagem 7. Imagem 7: Estruturas de ressonância para ataque Orto e Meta Como o objetivo é sintetizar a p-nitroanilina a partir da anilina, a acetilação desse composto inicial favorece que o produto final desejado seja obtido com mais eficiência, pois como a anilina possui um grupo amino, -NH2, que é um grupo ativador e orientador orto-para, quando se efetua a nitração sem fazer a acetilação primeiro, ocorre a nitração tanto na posição orto como na posição para, fazendo que o sólido sintetizado seja mais impuro e seu rendimento seja menor. Entretanto com a acetilação o grupo acetamido, -NHCOCH3, por ser um grupo volumoso e está ligado ao anel benzeno por uma ligação simples, que permite a rotação livre desse composto, ocasiona um impedimento esférico que dificulta o grupo nitro entrar na posição orto. Sendo assim, o grupo acetamido faz que o grupo nitro ataque o anel aromático na região de menor impedimento estérico, aumentando assim a nitração na posição para. Após a adição do gelo ao meio reacional com agitação, verificou-se a precipitação de sólido. Isso ocorre devido à diminuição de temperatura diminuir a solubilidade da p- nitroacetanilida no meio e propiciar a precipitação. Para garantir que toda a p- nitroacetanilida precipitasse, deixou o meio reacional em repouso e quando separou o sólido da água-mãe pela filtração à vácuo, a lavagem do sólido com água destilada gelada foi para retirar os resquícios ácidos que podem ter se aderido a superfície dos cristais. Para efetuar os cálculos necessários para determinar o rendimento da reação de nitração da acetanilida, serão usados os dados apresentados na tabela 2 abaixo: Tabela 2: Dados de massa. Massa molar da acetanilida (g/mol) 135,17 Massa molar da p-nitroacetanilida (g/mol) 180,17 Massa da acetanilida adicionado (g) 1,9986 Massa do papel de filtro (g) 1,0507 Massa do papel de filtro + p-nitroacetanilida (g) 2,7641 Massa da p-nitroacetanilida (g) 1,7134 Cálculo de rendimento. 1 mol de acetanilida 1 mol de p − nitroacetanilida → 135,17𝑔 180,17𝑔 = 1,9986g x 𝑥 = 2,66𝑔 𝑑𝑒 𝑝 − 𝑛𝑖𝑡𝑟𝑜𝑎𝑐𝑒𝑡𝑎𝑛𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎 2,66 g 1,7134𝑔 = 100% x 𝑥 = 64,41% 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 O rendimento obtido foi razoavelmente bom, pois tirando com parâmetro os resultados obtidos no artigo Inserção do conceito de economia atômica no programa de uma disciplina de química orgânica experimental [3], observou-se que o rendimento foi dentro do valor esperado, vide o rendimento da pesquisa na imagem 8. Imagem 8: Condições experimentais e rendimentos obtidos nas rotas testadas Através dos resultados expressos na imagem acima é possível perceber que o método alternativo é mais eficiente que o método tradicional. Contudo se utilizou o método tradicional, pois o uso da acido acético ajudar manter o meio acidificado e esse método a qual foi pedido que fosse realizado para sintetizar a p-nitroacetanilida. Parte 3: Síntese da p-nitroanilina Ao adicionara solução de ácido sulfúrico a 70% a p-nitroacetanilida, verificou-se a formação de uma mistura heterogênea, contudo após um período com agitação vigorosa houve formação de uma mistura heterogênea. Isso acontece devido a p-nitroacetanilida ter uma solubilidade moderada para soluções ácidas, sendo solúvel mais facilmente em ácidos muito concentrados e o auxilio da agitação serve para aumentar a superfície de contanto entre o sólido e o ácido. É importante frisar que a diluição inicial do ácido sulfúrico 96% para 70% foi necessária, pois quando o ácido sulfúrico tem concentração acima de 90%, esse composto deixa seu caráter ácido e acentua-se seu poder de desidratação e abaixo dessa concentração acontece o inverso [8], sendo que é necessário maior caráter ácido para favorecer a hidrólise. Também é importante diluir porque esse ácido possui um alto poder de oxidação de composto orgânico, sendo assim para evitar qualquer oxidação indesejada efetua-se a diluição. O uso de um sistema de refluxo foi necessário devido à reação de hidrólise de amidas ocorrem lentamente e o aquecimento favorece a reação tornando mais rápido, mas com essa hidrólise necessita da presença de um catalizador, o sistema de refluxo irá diminuir a perda do solvente, ácido sulfúrico 70%, durante o aquecimento, pois o solvente que passar para o estado gasoso irá se condensar nas paredes do condensador, devido a constante passagem de água fria, e retornar ao balão de fundo redondo inicial, minimizando a perda desse solvente. O ácido sulfúrico funciona como solvente e como catalizador da reação, devido à reação de hidrólise de amidas não ocorrem sem a presença de um a catalizador, pois numa reação sem catalisador, amida não é protonada. Portanto, a água, um nucleófilo muito fraco, deve atacar uma amida neutra que é menos suscetível ataques nucleofílicos do que uma amida protonada pode ser. Sendo que o grupo NH2 do intermediário tetraédrico não está protonado na reação não catalisada, logo como o grupo OH- é uma base mais fraca do que –NH2, portando o grupo hidroxila sai do intermediário tetraédrico restituindo amida [9], vide a imagem 9 onde é mostrado o intermediário tetraédrico sem catalisador e com catalisador ácido. Então o ácido sulfúrico serve para protonar amida e fazer que a reação ocorra pra formar a p-nitroanilina e ácido acético. Imagem 9: Intermediário tetraédrico com catalisador ácido e sem catalisador. Durante o aquecimento da mistura reacional, verificou-se a formação de uma cor escura em torno da parede do balão de fundo redondo, isso pode ter origem devido a manta de aquecimento, pois como o equipamento estava com problemas para controlar a temperatura pode ter ocorrido uma elevação muito grande e queimado ou favorecido a oxidação de alguma substancia no meio reacional. Após a desconexão do condensador ao balão de fundo redondo, se constatou um cheiro forte de ácido acético, isso acontece devido a hidrólise da p-nitroanilina em meio ácido formar ácido acético como produto secundário e como esse composto é muito volátil, a mistura reacional ainda aquecida faz que o ácido acético passe para o estado gasoso, por isso é perceptível um cheiro forte de ácido acético. A reação que representa primeira parte do processo pode ser visualizada na imagem 10 abaixo. Imagem 10: Reação de formação da anilina protonada. Posteriormente a adição de solução aquosa saturada de NaOH, com agitação no banho de gelo, observou-se a formação de um precipitado meio escuro-amarelado. Isso acontece devido ocorrer uma reação ácido-base de Bronsted-Lowry, onde a p- nitroanilina em uns dos hidrogênios atacado por um grupo hidroxila, formando a p- nitroanilina e água, como expresso na imagem 11. A adição da solução de hidróxido de sódio proporciona a precipitação da p-nitroanilina, pois esse composto é desprotonado fazendo que a interação íon-dipolo com a água seja desfeita e como a p-nitroanilina é pouco solúvel em água, ocorre à precipitação desse composto e o banho de gelo diminui ainda mais essa solubilidade, garantindo que todo composto precipite. Vide a reação na imagem 11 abaixo: Imagem 11: Reação de desprotonação da p-nitroanilina. Após a separação da p-nitroanilina sintetizada da água-mãe através da filtração à vácuo, efetuou-se a lavagem do sólido com água destilada para retirar qualquer resquícios básico que tenha se aderido a superfície do sólido Para efetuar os cálculos necessários para determinar o rendimento da reação de hidrólise da p-nitroanilina, serão usados os dados apresentados na tabela 2 abaixo: Tabela 3: Dados de massa. Massa molar da p-nitroacetanilida (g/mol) 180,17 Massa molar da p-nitroanilina (g/mol) 138,12 Massa molar da p-nitroacetanilida adicionada (g) 1,00 Massa do papel de filtro (g) 1,05 Massa do papel de filtro + p-nitroanilina (g) 1,58 Massa da p-nitroanilina (g) 0,53 Cálculo de rendimento. 1 mol de p − nitroacetanilida 1 mol de p − nitroanilida → 180,17𝑔 138,12 𝑔 = 1,00g x 𝑥 = 0,77𝑔 𝑑𝑒 𝑝 − 𝑛𝑖𝑡𝑟𝑜𝑎𝑛𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎 0,77 g 0,53𝑔 = 100% x 𝑥 = 68,83% 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 O rendimento obtido foi consideravelmente bom, pois tirando com parâmetro os resultados obtidos no artigo Inserção do conceito de economia atômica no programa de uma disciplina de química orgânica experimental [3], observou-se que o rendimento foi próximo do esperado, vide o rendimento da pesquisa na imagem 12. Imagem 12: Através dos dados exposto no artigo supracitado, verifica-se que o método usual é mais eficiente do que o método alternativo, pois como no método alternativo substitui o hidróxido de sódio por hidróxido de amônio concentrado. Como o hidróxido de amônio é uma base muito mais fraca do que o hidróxido de sódio, a ionização desse composto é menor o que faz necessário uma quantidade maior de reagente para saturar o meio e garantir que a hidrolise completa ocorra. Outro fator q pode influenciar na utilização do hidróxido de amônio é o fator de ser altamente volátil, isso faz necessário o uso da capela e a constante perda da solução para o estado gasoso. Sendo assim, como exposto nas imagens 4 e 12, a utilização do hidróxido de sódio é mais viável que usar o hidróxido de amônio, pois há uma economia de átomos e rendimentos maiores do que o método alternativo. Parte 4: identificação da acetanilida, p-nitroacetanilida e da p-nitroanilina. • Teste físico Para certificar que os sólidos sintetizados são os compostos desejados no final de cada síntese, foram realizados testes físicos como solubilidade e ponto de fusão. Inicialmente foi realizado o teste de solubilidade dos compostos anilina, acetanilida, p- nitroacetanilida e p-nitroanilina nos seguintes solventes: água, etanol, éter etílico, ácido acético glacial, hidróxido de sódio 10%, ácido clorídrico 20% e hexano. O resultado obtido está representado na tabela 4 abaixo: Tabela 4: Teste de solubilidade da anilina, acetanilida, p-nitroacetanilida e p-nitroanilina. Substância Anilina Acetanilida p-nitroacetanilida p-nitroanilina Água Insolúvel Insolúvel Insolúvel Insolúvel Etanol Solúvel Solúvel Solúvel Solúvel Éter etílico Solúvel Solúvel Solúvel Solúvel CH3COOH glacial Solúvel Solúvel Insolúvel Solúvel NaOH 10% Insolúvel Insolúvel Insolúvel Insolúvel HCl 20% Solúvel Insolúvel Insolúvel Solúvel Hexano Insolúvel Insolúvel Insolúvel Insolúvel A anilina é praticamente insolúvel em água, pois anilina é um composto pouco polar e a água é muito polar, essa dicotomia de polaridade faz com que essas substâncias não se misturem e permaneçam em fases distintas. Vale frisar que apesarda anilina possuir um grupo amina em sua estrutura, que possibilitaria a formação de ligação de hidrogênio, o grupo fenil dificulta a formação da interação entre a água e o grupo amina, pois o grupo fenil é um grupo volumoso e apolar, o que interfere na solvatação da molécula de anilina, diminuindo, portanto sua solubilidade. Tal justificativa é aplicável para os outros compostos, contudo é importante frisar que na acetanilida, p-nitroacetanilida o grupo acetamido possui uma constante ressonância dos elétrons do nitrogênio e oxigênio e igualmente no grupo nitro da p-nitroacetanilida e da p-nitroanilina, o que dificulta a formação de ligação de hidrogênio com a água, logo esses compostos não se solubilizam em água. Apesar de a anilina possuir um anel aromático em sua estrutura, esse composto não é apolar, pois como supracitado o grupo amina faz que tenha uma diferença de polaridade, contudo sua polaridade é muito baixa, logo sendo o Hexano um composto apolar não acontece à solubilização. Assim como nos outros compostos, não ocorre a solubilização devido o Hexano ser apolar e acetanilida, p-nitroacetanilida e p- nitroanilina serem polares. A solubilidade da anilina no etanol e no éter etílico ocorre devido esses composto serem substancias polares fracas, que possuem partes da cadeia com caráter apolar, essas partes sem polaridade interagem facilmente com a parte apolar da anilina, o anel, e a parte polar com o grupo amina, tornado possível a interação entre esses compostos. Tal explicação pode ser aplicados aos casos das outras substancias como acetanilida, p- nitroacetanilida e p-nitroanilina. A anilina tem o grupo amina em sua estrutura, que possui um comportamento de base. Sendo assim a solubilidade desse composto em CH3COOH glacial e em HCl a 20% ocorre devido a neutralização da anilina pelos ácidos através de uma reação ácido-base, ocorrendo assim a solubilização, tal explicação se aplica também ao caso da p- nitroanilina, que por possuir um caráter básico ocorre a reação de neutralização. Já no caso da base não solubiliza, pois não acontece reação de neutralização e como dito acima a anilina e não é muito pouco solúvel em agua, que é a fase que se encontra o NaOH, não acontece a solubilização, semelhante ao caso da p-nitroanilina. Como as amidas não possuem caráter ácido e nem básico, quando postos em alguns desses meios o composto não sofre uma reação ácido-base, por isso a p-nitroacetanilida não se solubilizou no NaOH e nem no CH3COOH, e o fator da base está em meio aquoso só diminui a possibilidade de ocorrer a solubilização. A solubilização poderia ocorrer caso tais meio estivessem muito concentrado, o que não atende a situação. A acetanilida por ser uma amida não possui caráter ácido ou básico, como dito acima, contudo a solubilização desse composto em acido acético glacial ocorre devido esse ácido não se encontrar na fase aquosa, o que faz que o ácido esteja em sua forma molecular e não ionizada, logo o anel de cada composto podem interagir e as partes polares também, possibilitando a solubilização. Já com o NaOH não ocorre, pois por ser uma base forte, esse composto tende a se encontrar na sua fase iônica, a agua ira solvatar as espécies mais polarizada, sendo assim não há interação desse composto com acetanilida, logo o composto não se solubiliza. Outra forma de testar a sintetização dos compostos é fazendo o teste de ponto de fusão usando um padrão como referência. O resultado do teste de ponto de fusão pode ser visto na tabela 5 abaixo: Tabela 5: Resultado do ponto de fusão da acetanilida, p-nitroacetanilida e p-nitroanilina. Substância Padrão Sintetizado Inicial (°C) Final (°C) Inicial (°C) Final (°C) Acetanilida 113,5 118 113,3 116,2 p-nitroanilina 146,8 150,4 146,8 149,2 p-nitroacetanilida 209 201 209 Através dos resultados expostos na tabela acima, verificou-se que os pontos de fusão dos sólidos sintetizados estão dentro da faixa de fusão dos seus respectivos padrão, com exceção da p-nitroacetanilida que iniciou sua fusão antes da faixa do padrão. Antes da fusão da p-nitroacetanilida observou-se que o sólido estava adquirindo uma coloração escurecida, isso pode ser indicio que o composto pode ter sofrido decomposição durante o que fez o sólido fundir antes da faixa comparada ao padrão. Esperar a justificativa de Marcus para a fusão da p-nitroacetanilida. Sendo assim, através dos dados expostos na tabela 5, como os sólidos sintetizados possuem faixa de fusão semelhantes ao seus respectivos padrão e que o ponto de fusão é um meio de determinar a pureza e identificar uma substância, pode-se então garantir que o sólidos sintetizados em cada etapa foram os produtos desejados. • Teste químico Tabela 6: Teste químico com as substâncias sintetizadas. Substância Sintetizada pH Identificação de aminas Identificação de nitro composto Yamada P-N,N- dimetilaminobenzaldeído Ácido nitroso Acetanilida 6 Laranja Verde Laranja p- nitroacetanilida 6 Laranja Marrom Liberou gás p-nitroanilina 6 Verde Vermelho Liberou gás Referências [1] FOREZI, Luana da Silva Magalhães. Métodos de Preparação Industrial de Solventes e Reagentes Químicos, Rio de Janeiro, volume 3, número 6, 496-503, 2011. Disponível: < http://www.uff.br/RVQ/index.php/rvq/article/viewFile/191/206>. Acesso em: 25 de Novembro de 2013 às 9:30. [2] TEVES, Maria Lucila Ujvari de. Acetanilida. Disponível em: <http://www.fdi.com.br/download/fichas/Acetanilida.2003.pdf>. Acesso em: 25 de Novembro de 2013 às 10:35. [3] MERAT, Leila Maria Oliveira; SAN GIL Coelho Rosane Aguiar da Silva. Inserção do Conceito de Economia Atômica no Programa de uma Disciplina de Química Orgânica Experimental. Disponível: <http://www.scielo.br/pdf/qn/v26n5/17217.pdf> Acesso em: 26 Novembro 2013 às 21:17. [4] MCHADO, Mariana Amaral; FÁVARO, Marcelo Alves; GALVÃO, Natália Tagliacozzi; MOUTA, Thales Reggiani. Sintese da Acetanilida. Disponível: <http://cempeqc.iq.unesp.br/Jose_Eduardo/Semin%C3%A1rios%202010/P09_GRUPOS14e25_ BAC_2010.pdf>. Acesso em: 26 Novembro 2013 às 21:53. [5] BARCZA, Marcos Villela. Nitração. Disponível em: <http://www.dequi.eel.usp.br/~barcza/Nitracao.pdf>. Acesso: 06 Dezembro 2013 às 8:45. [6] MORRISON, R. T; BOYD, R. N. Química Orgânica. 9. Ed. Fundação Calouste Gulbenkian, 1990. [7] SOLOMONS, T. W.G, FRYLLE, C.B. Química Orgânica, 7 Ed. Rio de janeiro: LTC, 2001. 1º vol. [8] WIKIPÉDIA. Ácido Sulfúrico. Disponível em <http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_sulf%C3%BArico>. Acesso em:11 Dezembro 2013 às 11:01. [9] BRUICE, P. Y. Química orgânica. 4 Ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2006. 2º vol. http://www.ebah.com.br/content/ABAAABwO0AL/analise-organica-qualitativa?part=2 nitrocomposto Mecanismo Parte 1: Síntese da Acetanilida Mecanismo 1: produção da acetanilida. Imagem x: mecanismo da reação entre anilina e anidrido acético Ou antes do mecanismo, colocar o titulo como Mecanismo 1 Parte 2: Mecanismo 2: Produção do íon hidrônio Mecanismo 2: produção da p-nitroacetanilida
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