Identificação de Aldeídos e Cetonas

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IDENTIFICAÇÃO DE ALDEÍDEOS E CETONAS
1. Preparação da solução de Bissulfito de Sódio (NaHSO3):
A solução foi preparada em uma proveta com 50 mL de solução 5 molar de bissulfito de sódio, no qual era suficiente para os grupos na realização desta prática.
Explicação:
O que é bissulfito de sódio?
Bissulfito de sódio é um sal derivado do ácido sulforoso, que é obtido industrialmente pelo borbulhamento de gás dióxido de enxofre, na proporção de 7 a 8%, através de "águas mães" (soluções resultantes) de processos químicos anteriores, que tenham em solução um pequeno teor de bissulfito de sódio em suspensão numa quantidade significativa de carbonato de sódio. 
Faz reação com aldeídos e cetonas onde produz compostos chamados combinações bissulfíticas ou composto de Bertagnini.
Essa reação recebe o nome de reação de Bertagnini, pois foi descoberta em 1853 pelo químico italiano Cesare Pietro Bertagnini (1827-1859), e é feita em meio não-aquoso, pois os compostos que se formam são insolúveis no meio não-aquoso; assim, se precipitam e podem ser separados por filtração.
2. Em dois tubos de ensaio grandes, colocamos 2 mL da solução de bissulfito de sódio 5 molar, que já havia sido preparado.
Na capela estavam dois recipientes com etiquetas com a letra A e B, no qual não sabíamos a identificação. Após, adicionamos aos poucos, sob agitação constante, 1 mL de formaldeído e, ao outro tubo, 1 mL de acetona, que após agitação forte foram resfriados com gelos.
Explicação:
O que é formaldeído?
O aldeído fórmico (formaldeído ou metanal) à temperatura ordinária é um gás (P.E. = - 21 ºC) incolor, de cheiro característico irritante e bastante solúvel em água. A solução aquosa, contendo cerca de 40% de formaldeído é vendida com o nome de “formol” ou “formalina”.
Industrialmente, o formaldeído ou metanal prepara-se por oxidação do metanol pelo ar, em presença de um catalisador:
O que é acetona?
A acetona comum ou propanona é um líquido incolor, inflamável, de cheiro agradável e solúvel em água e em solventes orgânicos.
Industrialmente, é obtida por hidratação do propeno ou por oxidação do cumeno:
Também, segundo o livro de MORRISON, a acetona obtém-se também pela fermentação do amido pela bactéria Clostridium acetobutylicum, o qual dá origem a uma mistura constituída de álcool n-butílico (60 %), álcool etílico (10 %) e acetona (30 %), segundo o processo de Weizmann, e como subproduto na preparação do fenol a partir do hidroperóxido de cumilo.
Resultados e discussões:
Após a resfriação em gelo, tivemos a conclusão que o tubo B, onde foi adicionado acetona, ocorreu uma precipitação que foi vista nitidamente e o tubo A não houve ocorrência de nenhuma precipitação.
Através da reação, determinamos assim que a reação ocorreu com a acetona formando o 2-hidroxi-2-propanossulfonato de sódio.
Quanto ao formaldeído, não houve ocorrência alguma, apesar de que nas bibliografias consultadas o acetaldeído faz reação com bissulfito de sódio formando o 1-hidroxi-1-etanossulfoneto de sódio, onde na prática não conseguimos chegar a esse objetivo.
- Reação abaixo:
3. Repetimos o procedimento interior utilizando o álcool etílico.
Resultados e discussões:
Após a agitação constante do tubo de ensaio e 30 minutos em resoupo, observamos que houve a ocorrência de “duas fases” no tubo de ensaio, com leve tendência de uma possível precipitação no fundo do tubo de ensaio.
4. No tubo B, do procedimento 2, de todos os grupos houve formação de precipitado, onde duas duplas acrescentaram solução 1 molar de carbonato de sódio e, as duplas restantes, adicionaram ácido clorídrico concentrado, lentamente e com leve agitação para haver comparação dos resultados obtidos.
Resultados e discussões:
Com a adição de mais ou menos 1 mL de Na2CO3 houve a ocorrência de uma mudança de coloração incolor nos dois grupos, concluindo assim que dissolveu o precipitado com Carbonato de Sódio.
Com a adição de mais ou menos 4 mL de HCl tivemos como resultado uma amostra com “duas fases”, não resultando na dissolução do precipitado.
5. Questões: 
a) Quais as equações químicas envolvidas nos procedimento 2 e 3.
Tubo A: 
Tubo B: 
b) Quais as equações químicas envolvidas no procedimento 4.
- Precipitado formando reagiu com Carbonato de Sódio:
6. Reagente de Fehling: 
Abaixo o modo de preparo das soluções utilizadas, na qual já estavam devidamente preparadas:
Solução A: Coloque 4,4 g de sulfato de cobre em um béquer de 100 mL. Utilizando uma proveta de 50 mL, meça 40 mL de água destilada, adicione parte dela no béquer e agite. Adicione algumas gotas de ácido sulfúrico concentrado, o restante da água da proveta e agite novamente. Guarde em um frasco bem fechado.
Solução B: Coloque 6 g de hidróxido de sódio e 17,3 g de tartarato de sódio e potássio (sal de Rochelle) em um béquer de 250 mL. Vá adicionando água e agitando até que as substâncias se dissolvam. Guarde em frasco bem fechado.
Explicação:
O que é reagente de Fehling?
A Solução de Fehling, também chamada de Reagente de Fehling ou Licor de Fehling, é uma solução desenvolvida pelo químico alemão Hermann von Fehling, na qual é usada na diferenciação entre os grupos funcionais aldeídos e cetonas.
É uma mistura que se obtém juntando uma solução de sulfato de cobre II com uma solução alcalina (não) de tartarato duplo de sódio e potássio:
Fehling A – Composto pelo Sulfato de Cobre 
Fehling B - Composto de Tartarato de sódio e potássio (Sal de Rochelle) e hidróxido de sódio.
Ao se misturarem as soluções, ocorre a reação:
OBS: O tartarato tem por função estabilizar o Cu(OH)2 em solução, impedindo sua precipitação.
Juntando o composto com o reativo de Fehling, se é um aldeído, ocorre uma redução dos íons de cobre (Cu2+), produzindo um precipitado marrom-avermelhado como a reação:
As cetonas não produzem precipitado marrom-avermelhado, pois elas não conseguem reduzir os íons de cobre (Cu2+) conforme a reação:
7. Em dois tubos de ensaio, colocamos 6 mL de solução A do reativo de Fehling e adição de 6 mL da solução B do mesmo reativo, fazendo a homogeneização completa até a coloração azul.
Ao primeiro tubo adicionamos 1 mL de formaldeído e ao segundo 1 mL de acetona, na qual agitamos e aquecemos em banho-maria, deixando em ebulição lenta por, mais ou menos, um minuto. 
Após o banho-maria o tubo B ficou com sua aparência normal, não mudando sua coloração. Porém, o tubo A, contendo formaldeído, no momento do aquecimento começou a mudança de coloração, onde no final era percebida nítida formação do precipitado de cor marrom-avermelhado, na qual se depositou no fundo do tubo, e na parte superior do mesmo, formou-se uma porção límpida. 
Resultados e discussões:
Com a explicação do que é o reagente de Fehling na qual é usado na diferenciação de aldeídos e acetonas, podemos detectar que no final do procedimento a reação ocorreu uma precipitação visivelmente de coloração marrom-avermelhado do tubo A onde estava o formaldeído, onde resultou no Óxido Cuproso (Cu2O), que ocorreu porque o aldeído posse um hidrogênio ligado à carbonila onde pode sofrer a adição nucleófila de hidrogênio, passando a ser ácido carboxílico
No caso do tubo B onde estava à acetona não produziu o precipitado marrom-avermelhado, pois elas não conseguem reduzir os íons de cobre (Cu2+) conforme a reação citada no texto acima, pois não possui um hidrogênio ligado à carbonila.
- Também há uma explicação na reação decorrente da adição nucleófila no livro do MORRISON, onde se diz que:
O grupo carbonilo, C = O, governa o comportamento químico dos aldeídos e cetonas por duas razões: fornece um local de adição nucleófila e aumenta a acididade dos átomos de hidrogênio ligados ao átomo de carbono alfa. Tanto um, como o outro destes efeitos condizem perfeitamente com a estrutura do grupo carbonilo e têm a mesma causa: capacidade do oxigênio para alojar uma carga negativa.
Por ser plana, esta parte da moléculaestá sujeita a ataque relativamente fácil, dirigido de cima, ou de baixo, em direção perpendicular ao plano do grupo.
Como o passo mais importante nas reações do grupo é a formação de uma ligação com o átomo de carbono carbonílico, segue-se que o grupo está sujeito, sobretudo, ao ataque de reagentes de alta densidade eletrônica, reagentes nucleófilos.
Em geral, a reação típica dos aldeídos e cetonas é a adição nucleófila na qual se dá mais facilmente nos aldeídos do que nas cetonas. Esta diferença de reatividade está de acordo com estados de transição que lhes correspondem e deve-se uma combinação de fatores eletrônicos e estéreos. Onde o aldeído contém um átomo de hidrogênio, apresenta a cetona um segundo grupo alquila ou arilo.
8. Faça as equações do procedimento anterior (7). (Incluir a do reagente de Fehling).
Tubo A – Reação do formaldeído com o reagente de Fehling:
Tubo B – Reação da acetona com o reagente de Fehling:
9. Reagente de Tollens: 
Modo do preparo da solução do reagente, onde já estava devidamente preparado:
a) 5 mL de hidróxido de sódio 2,5 molar;
b) 25 mL de hidróxido de amônio 0,6 molar;
c) 50 mL de nitrato de prata 0,3 molar;
Preparo do reagente: Adicione uma gota da solução de hidróxido de sódio à solução de nitrato de prata e agite. A seguir adicione a solução de hidróxido de amônio, gota a gota, até que o precipitado se dissolva. Para obter um reagente sensível, evite excesso de hidróxido de amônio, agitando muito bem, parando a adição de hidróxido no momento certo.
Explicação:
O que é reagente de Tollens?
O reagente de Tollens consiste numa solução de nitrato de prata amoniacal (AgNO3 + NH4OH) muito utilizada para diferenciar aldeídos de cetonas, onde é obtida a partir da reação entre as soluções de nitrato de prata e hidróxido de sódio com formação de óxido de prata, que por sua vez reage com o amoníaco originando o íon complexo diaminoprata [Ag(NH3)2]+ .
Juntando com o composto com o reativo de Tollens, se é um aldeído, ocorre uma redução dos íons de prata (Ag+), formando a prata metálica, que se deposita nas paredes do tubo de ensaio formando uma espécie de espelho (espelho de prata), se as condições forem apropriadas.
- Reação:
As cetonas não ocorrem à formação do precipitado de prata por elas não reduzem aos íons de prata.
- Reação:
10. Colocamos em dois tubos de ensaio, separadamente, 0,5 mL de formaldeído e 0,5 mL de acetona. 
Após acrescentamos a cada tubo 3 mL do reativo de Tollens., na qual agitamos e esperamos alguns minutos a ocorrência de alguma modificação.
 Tubo A Tubo B
Resultados e discussões:
Após a agitação, percebemos que o tubo B não ocorreu qualquer reação, o que já era esperado devido que a cetona não possua um hidrogênio ligado à carbonilam para realizar a adição nucleófila.
 No caso do tubo A, que estava o formaldeído, observamos a formação de um espelho de prata, o que já era esperado, já que o hidrogênio ligado à carbonila pode ser adicionado mais um, formando um ácido carboxílico.
-
Imagem do copo de béquer com todos os procedimentos dos grupos, onde há visualização nítida do espelho de prata
Tabela de Reações de caracterização para aldeídos e cetonas:
	Amostra
	Oxidação com Reativo de Tollens
	Oxidação com Reagente de Fehling
	Acetona
	Sem evidência de reação
	Sem evidência de reação
	Formaldeído
	Formação de espelho de prata
	Precipitado marrom-avermelhado (formação de Cu0)
11. Faça as equações do processo anterior (10). (Incluir a equação da reação do complexo com HCl).
Tubo A - Reação do formaldeído com o reagente de Tollens.
Tubo B - Reação da acetona com o reagente de Tollens.
- Reação do complexo com HCl:
12. É possível identificar aldeídos e cetonas com utilização do reagente de Bayer? Justifique. Em caso afirmativo, utilize também equações na justificativa.
Sim, pois o reagente de Bayer por meio da oxidação com KMnO4 consiste na identificação de alcenos e alcinos, onde os alcenos dão como produto um álcool e os alcinos dão como produto uma cetona ou um aldeído.
Os aldeídos, evidentemente, são também oxidados pelos agentes de oxidação mais fortes do que o reagente de Tollens e Fehling: as soluções diluídas, neutras, de KMnO4, a frio, o CrO3 em H2SO4.
As cetonas podem ser oxidadas por KMnO4, ocorrendo a quebra da cadeia carbônica e formação de uma mistura de ácidos:
DESENHOO
Os aldeídos e cetonas queimam, como todos os compostos orgânicos, produzindo CO2 e H2O.
- Pode-se também utilizar o teste com 2,4-dinitrofenil-hidrazina onde os aldeídos e cetonas aldeídos e cetonas reagem com a 2,4-dinitrofenil-hidrazina em meio ácido para dar 2,4-dinitrofenil-hidrazonas, usualmente como um precipitado de coloração amarelo-avermelhada. 
O produto tem, na maior parte dos casos, um ponto de fusão definido, o que permite caracterizar o aldeído ou cetona original. 
13. As cetonas podem ser obtidas por aquecimento seco de sais de cálcio de ácido carboxílico. Equacione a reação (utilize fórmula estrutural) de obtenção da 3-pentanona, por este método.
Este método Consiste no de Pira:
Este processo foi descoberto em 1856 pelos químicos Rafaele Piria(1813-1865) e Heinrich Limpricht(1827-1909) e consiste no aquecimento a seco (pirogenação) de sais orgânicos de metal alcalino-terroso (Ca, Ba, etc.)
Pode ser obtida pela mistura de formiato de cálcio e propanoato de cálcio que resulta na formação da 3-pentanona, do metanal e propanal.
14. Descreva o método de obtenção do aldeído acético a partir de um álcool com utilização da mistura sulfocrômica. Faça também a equação química.
A oxidação dos alcoóis primários produz respectivamente aldeído (ou ácido com o passar do tempo), onde se utiliza como agente oxidante a mistura sulfocrômica (K2Cr2O7 e H2SO4).
Como os aldeídos são bastante voláteis e apresentam P.E. inferior ao dos alcoóis primários correspondentes, para que a oxidação do álcool primário produza aldeído, e não ácido, ela é feita a uma temperatura intermediária entre os pontos de ebulição do álcool e do aldeído, assim, à medida que o aldeído se forma, ele se volatiliza, sendo recuperada em outro recipiente através de uma refrigeração
Oxidação do etanol obtendo o etanal ou aldeído acético
Notamos que a reação se realiza a temperatura de 50 ºC (valor intermediário a 78,5 ºC e 20,8 ºC).
Evidentemente, se o aldeído ficar em contato com o oxidante, ele se converterá em ácido.
15. Descreva um procedimento prático para separar o etanal contaminado por etanol.
- O procedimento é o seguinte:
Adiciona-se esta amostra de etanal (aldeído) contaminado por etanol em éter e, a seguir, Bissulfito de Sódio. 
Com isso, há formação do composto de Bertagnini, que precipitará, pois é insolúvel em éter. Esse composto é, então, separado por filtração e dissolvido em uma solução aquosa de HCl para regenerar o aldeído na forma pura.