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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS – DEPARTAMENTO DE QUÍMICA DISCIPLINA – Segurança e Técnicas Básicas de Laboratório – Turma: PF4 Prof. Adão Aparecido Sabino Autores: Jéssica Esteves Couto e Victor Souza Vaz Filtração/Extração Sólido-líquido e Recristalização 1. Introdução A extração é um método utilizado amplamente na área da química com o objetivo de isolar determinados compostos, geralmente orgânicos de soluções ou suspensões aquosas. As mais comuns são a extração líquido-líquido e a sólido-líquido. A primeira é a separação de uma substância de uma mistura por preferencialmente dissolver esta substância em um solvente adequado. Por este processo, um composto solúvel é normalmente separado de um composto insolúvel. Já a extração sólido-sólido os componentes solúveis de um sólido são separados por contato com um solvente adequado (líquido), geralmente o material solúvel (soluto) é o produto de interesse e o sólido residual (inerte) é um subproduto ou resíduo. O processo de recristalização tem por objetivo a purificação de um dado sólido através de cristalizações sucessivas. A ideia central é purificar um soluto dissolvendo suas impurezas em um solvente adequado e posteriormente obter um precipitado do sólido de interesse ou de suas impurezas de forma a separa-los. Nesse experimento, foi utilizado o ácido acetilsalicílico, que é um princípio ativo da aspirina (ou outro similar), isolado na primeira parte do experimento. Tal composto tem a característica de solubilidade quando aquecido em água e insolubilidade quando resfriado na água. Essa diferença permitiu o uso da água como solvente ideal para se realizar a recristalização, uma vez que, coeficiente de solubilidade distintos para um mesmo solvente, é essencial para a técnica. É importante ressaltar que no processo de recristalização pode ocorrer também a situação em que o sólido não é solúvel em um solvente apenas e, a partir disso, faz-se necessário a utilização de dois solventes que atendem critérios específicos a respeito da solubilização do sólido e de suas impurezas. Figura 1:Representação esquemática de uma recristalização O princípio ativo que se quer extrair dos comprimidos é o Ácido acetilsalicílico (AAS), O AAS (C9H8O4), conhecido popularmente como aspirina, nome de uma marca que se tornou de uso comum, é um fármaco da família dos salicilatos. É utilizado como medicamento para tratar a dor (analgésico), a febre(antipirético) e a inflamação (anti- inflamatório), inibidor, não seletivo, da ciclo-oxigenase. Figura 3:Representação do AAS O princípio ativo da casca, a salicina (do nome latino do salgueiro Salix alba) foi isolado na sua forma cristalina em 1828 pelo químico alemão Johan Buchner. Em 1897, o laboratório farmacêutico alemão Bayer conjugou quimicamente o ácido salicílico com acetato, criando o ácido acetilsalicílico (Aspirina), que descobriram ser menos tóxico. Persistem dúvidas se foi Felix Hoffmann (como afirma a Bayer) ou Arthur Eichengrun (de acordo com vários peritos) quem inventou o método que criou o ácido acetilsalicílico. O processo de síntese consiste em tratar o ácido salcílico com anidrido acético, em presença de um pouco de ácido sulfúrico, que atua como catalisador. Figura 4: Esquema da obtenção do AAS 2. Objetivos Extrair e cristalizar o Ácido acetilsalicílico de comprimidos de Aspirina® 3. Parte experimental 3.1 Extração solido/Filtração Inicialmente colocou-se 20 mL de etanol (pa) em um béquer de 250 mL, em seguida adicionou-se 4 comprimidos de Aspirina® 500 mg e triturou-se e agitou-se com bastão de vidro. Foi feita a montagem da filtração simples como mostra o esquema abaixo: Figura 5:Montagem filtração simples Após a filtragem foi removido o sólido insolúvel (solido I) e recolheu-se o filtrado em um erlenmeyer de 250 mL, em seguida foi adicionado a uma panela, gelo e água levando o erlenmeyer com a solução ao banho de gelo. Após a fusão do gelo e a solução apresentar um sólido fez-se a filtração a vácuo seguindo a montagem do esquema: Figura 6:Montagem filtração a vácuo Transferiu-se uma pequena quantidade da solução contida no kitazato para um tubo de ensaio e foi feito teste de solução de iodo em iodeto adicionando-se 3 gotas. Logo após foi transferida pequena parte do sólido I para um tubo de ensaio com 2 mL de água e também foi feito teste de iodeto. O mesmo foi feito com o solido obtido da filtragem a vácuo (solido II). 3.2 Recristalização Incialmente, o ácido acetilsalicílico que foi obtido na primeira parte do experimento, foi pesado a título de comparação. Posteriormente o ácido foi transferido para um erlenmeyer de 100mL de capacidade e adicionou-se 20mL de água destilada levando ao aquecimento em um bico de Bunsen até a dissolução dos cristais. Figura 7:Representação esquemática do aquecimento no bico de bunsen Após a dissolução, a solução foi deixada em repouso para resfriamento e logo em seguida introduzida em banho de água gelada. Durante esse processo, novos cristais foram formados com o passar do tempo. A aparelhagem de filtração a vácuo foi montada como na figura 6 para filtrar e secar os cristais obtidos no procedimento anterior.Em seguida, o teste com solução de iodo em iodeto foi repetido para uma amostra do sólido obtido da filtração. Na última etapa, os cristais obtidos no processo de filtração foram transferidos para um vidro de relógio devidamente identificado e deixado para repouso. 4. Resultados e Discussão 4.1 Filtração/Extração . Dissolução dos comprimidos: Não foi observada nenhuma alteração macroscópica na dissolução em etanol. A solubilização parcial dos mesmos em etanol se deve ao fato de que nem todos os constituintes da aspirina serem solúveis em etanol, como por exemplo, o amido. . Teste de iodo em iodeto: Amostra Testada Resultado Sólido I Positivo Solução obtida da primeira filtração a vácuo Negativo Sólido II Negativo Solução obtida da segunda filtração a vácuo Negativo Graças ao teste de iodo em iodeto foi possível confirmar que o sólido que havia precipitado na dissolução era realmente amido, a amilose na presença do mesmo elemento dá origem a um complexo azul, cor que foi observada no sólido I. . Resfriamento O filtrado recolhido foi colocado em banho de gelo com o intuito de abaixar a temperatura do sistema e durante isso notou que a solução passa a ficar turva, branca e opaca, podendo ser percebidos pequenas partículas sólidas nas paredes do erlenmeyer. Essa alteração é causada pelo fato da solubilidade do ácido acetilsalicílico presente no fármaco ser solúvel em etanol em temperatura ambiente, mas ser insolúvel a frio. Isso causou a precipitação deste como sólido em solução de etanol. 4.2 Recristalização . Peso do ácido O peso do ácido acetilsalicílico corresponde a 1,20g. Tal peso se refere ao sólido depois da evaporação de água durante o repouso da primeira parte experimental. . Aquecimento da solução Durante o aquecimento dos cristais foi observado sua dissolução completa. Tal procedimento foi realizado a fim de se dissolver o ácido durante o aquecimento deixando as impurezas insolúveis. . Resfriamento Durante o resfriamento os cristais voltaram a se formar devido a propriedade de ser insolúvel a frio, e as impurezas, se tornaram solúveis na água. Foi observado que o formato era diferente da etapa anterior devido a cristalizações sucessivas. . Filtração a vácuo Durante o processo de filtraçãoa vácuo o ácido acetilsalicílico ficou retido no filtro e a água foi depositada no fundo do Kitazato. O rendimento final pode ser afetado devido a perdas durante a transferência do ácido para o funil de filtração. A pesagem final do ácido correspondeu a 1,18g. . Teste de iodo Quando realizado o teste com solução de iodo em iodeto no sólido filtrado e na “água mãe” foi observado a ausência de amido por exemplo. Tal teste se tornou desnecessário devido a sua realização na primeira parte do experimento. A cor característica foi amarela. 5. Conclusão Pode-se concluir então a eficiência da filtração simples e a vácuo para extração do AAS graças ao teste de solução de iodo em iodeto. Vale ressaltar que para realizar a extração de diferentes substâncias orgânicas de um composto é necessário ter o conhecimento de suas respectivas características tais como estrutura, acidez, basicidade entre outros conceitos para que, com a utilização de reagentes e meio adequados, haja eficiência. A técnica de recristalização é um ótimo método para obter o sólido de interesse com a maior pureza possível. O fator determinante será a escolha do solvente que deverá dissolver o soluto em temperaturas mais elevadas e não dissolver em menores temperaturas. A escolha do solvente nessa etapa foi a água pois o ácido acetilsalicílico possui essa diferença de solubilidade para esse solvente quando a temperatura é alterada. Portanto, por essa distinção no coeficiente de solubilidade foi possível a purificação do ácido através da técnica de recristalização em que foi obtido cristais bem transparentes e definidos com a mínima perda possível. 6. Bibliografia [1] VIEIRA, H. S.; SILVA, R. R. Segurança e Técnicas Básicas de Laboratório. Belo Horizonte: UFMG, 2013, p. 6-10. [2] VIDIGAL, M. C. S. Química Orgânica. CEFET-MG/Belo Horizonte, 2006. [3] RODRIGUES, R . Disponível em: <http://rodolfo.chengineer.com/data/uploads/ba310_aula10_20161101.pdf>. Acesso em: 14 abril.2018 [4] RODRIGUES. J purificação de uma substância por recristalização. Disponível em http://www.fciencias.com/2013/10/10/purificacao-substancia-recristalizacao- laboratorio-online/