Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
UNIVERSIDADE FEDERAL DOS VALES DO JEQUITINHONHA E MUCURI INSTITUTO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA BACHARELADO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA PRÁTICA Nº 9: DESIDRATRAÇÃO DE ÁLCOOIS PARA OBTENÇÃO DE ALQUENOS DIAMANTINA 1º SEMESTRE/2017 Disciplina: Química Orgânica I Turma R Professor Orientador: Rodrigo Verly Data do Experimento: 17/08/2017 e 24/08/2017 Data de Entrega: 31/08/2017 Autores: Ana Clara Magalhães Karina Vila Verde Lady Nunes 1. OBJETIVOS Introdução à técnica de desidratação de alcoóis para obtenção de alquenos; Identificação de compostos orgânicos através de técnicas de espectroscopia; Compreender mecanismos de eliminação. 2. INTRODUÇÃO Alcoóis são compostos orgânicos caracterizados pela presença do grupo hidroxila. Tais compostos são de grande importância, pois, podem ser usados em medicamentos, como solventes, como combustíveis e podem também originar outros compostos através de reações químicas. A desidratação de alcoóis em meio ácido é um método muito utilizado para a formação de alcenos, pois utiliza somente quantidades catalíticas de ácido, além de ser um método prático, rápido, regiosseletiva e de altos rendimentos (Verly, 2015). Em reações de eliminação um composto dá origem a outros dois compostos (orgânico e inorgânico), as reações de desidratação de alcoóis para obtenção de alquenos são exemplos desse tipo de reação. Tal reação ocorre quando um álcool é aquecido na presença de um ácido forte, resultando na formação de um composto orgânico e na eliminação de água, sendo que a desidratação pode ocorrer de maneira intramolecular (dentro da própria molécula) ou intermolecular (entre duas moléculas). Compostos orgânicos como o obtido pela reação acima, podem ser analisados por espectroscopia. Na prática em questão, tais compostos foram analisados por ultravioleta, onde os cromóforos, grupos funcionais que absorvem radiação eletromagnética na faixa de trabalho utilizada, permitem identificar a presença de determinados compostos através do comprimento de onda emitido. A prática de desidratação de alcoóis para a obtenção de alquenos teve como objetivo a obtenção de cicloexeno a partir de cicloexanol através de reações de eliminação, e também a identificação de compostos orgânicos através de técnicas de espectroscopia. 3. MATERIAIS E MÉTODOS 3.1) Materiais Utilizados Balão de destilação (100 mL – Phox); Condensador reto; Mangueiras (duas); Alonga de vidro; Erlenmeyer (50 mL – Premier); Pérolas de vidro; Tubo de ensaio; Proveta (25 mL); Funil de separação; Funil simples; Algodão; Rolha de borracha; Conjunto com suporte; Manta Térmica (Modelo TMA500, nº de série 1893). 3.2 Reagentes Utilizados Cicloexanol (C6H12O); Ácido sulfúrico concentrado (H2SO4); Solução aquosa a 4% de permanganato de potássio (KMnO4); Cloreto de sódio (NaCl); Solução aquosa a 5% de bicarbonato de sódio (NaHCO3); Cloreto de cálcio (CaCl2); Água destilada; 3.3 Procedimento Experimental Balão de destilação 1 mL de ácido sulfúrico Mistura 30 mL de cicloexanol 1. Adicionou-se 1. Observou-se odor 2. Adicionou-se 1. Agitou-se Sistema de destilação simples 1. Montou-se Fluxo de água 1. Adicionou-se Cloreto de sódio 1. Adicionou-se 10 mL de água destilada 1. Transferiu-se Funil de separação Separação de fases 1. Agitou-se 1. Adicionou-se Pérola de vidro 90ºC 1. Aqueceu-se Surgimento de resíduo preto 2. Observou-se 3. Parou-se Produto destilado Camada inferior 1. Desprezou-se 1. Adicionou-se 10 mL bicarbonato de sódio 1. Agitou-se Separação de fases 1. Desprezou-se Camada inferior 1. Repetiu-se a extração Separação de fases 1. Desprezou-se Camada inferior Erlenmeyer seco 1. Transferiu-se 1. Adicionou-se Cloreto de cálcio anidro Solução límpida 1. Repousou-se 2. Filtrou-se 3. Transferiu-se Proveta Frasco 1. Mediu-se 2. Transferiu- se 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO O processo de obtenção de alquenos se inicia com a desidratação do cicloexanol (figura 1b). Para tal, utilizou-se um sistema de destilação simples, que pode ser observado na figura 1a. Para realizar a destilação, uma mistura de cicloexanol com ácido sulfúrico foi utilizada. O ácido sulfúrico, que por ser um ácido forte e com alto ponto de ebulição, atua como catalisador da reação. Neste experimento, o álcool é aquecido – com o ácido – à temperatura acima do ponto de ebulição do alqueno, mas abaixo da temperatura de ebulição do álcool. Isso é necessário porque os alquenos entram em ebulição a temperaturas mais baixas que os alcoóis a partir dos quais eles são preparados. 1 gota de KMnO4 1. Adicionou-se 1. Observou-se Mudança de cor Figura 1: a) Sistema de destilação simples; b) Fórmula estrutural do cicloexanol. O alqueno obtido e a água são retirados do balão pela destilação assim que são formados, enquanto o álcool não reagido permanece no balão para posteriormente, sofrer a ação do ácido. O cloreto de sódio foi adicionado ao destilado, que consiste de duas camadas, para reduzir a solubilidade do ciclohexeno na camada aquosa. Já a solução aquosa a 5% de bicarbonato de sódio foi adicionada para neutralizar eventuais traços do ácido. A reação de desidratação de alcoóis, observada na figura 3, ocorre por meio e duas etapas. OH S OHOH O O O + HH + + S OHO O O H H H H HH H H H H HH + + O HH + O + H H H O + HH + + O HH 1. A primeira etapa consiste em uma reação de ácido-base onde o hidrogênio do ácido é capturado pelo par de elétrons da base. Logo após ocorre a saída da molécula de água e é formado o carbocátion, ou seja, ocorre a desidratação do álcool; 2. Na segunda etapa a eliminação, onde o hidrogênio β é removido formando uma dupla ligação. Têm-se então como produtos o cicloexeno e íon hidrônio. O rendimento final da reação de desidratação do cicloexanol foi de 2,5 mL que, comparado ao resultado obtido pelos outros grupos, pode ser considerado baixo. Figura 3: reação de desidratação do cicloexanol O teste de Bayer foi realizado para verificar a presença de dupla ligação no composto. Foi observada a formação de um precipitado marrom, o que significa um resultado positivo para o teste. A dupla ligação do cicloexeno é muito reativa (devido à existência de ligação “pi”), o que possibilita a ocorrência de uma reação de adição. A reação pode ser observada na figura 4, abaixo. + KMnO4 OH OH + MnO2 + KOH O cicloexeno foi submetido à análise de espectrometria ultravioleta, onde é possível identificar a presença de grupos cromóforos. O espectro pode ser observado na figura 5. Na banda de 213 nm, indicada na figura 4, é possível identificar a presença de um anel de seis membros com uma dupla ligação no carbono um. Figura 4: Teste de Bayer para o cicloexeno Figura 5: Análise de espectrometriaultravioleta para o cicloexeno 5. CONCLUSÕES As reações de desidratação de alcoóis, como a feita no experimento, são exemplos de reações orgânicas de eliminação. O composto orgânico produzido na desidratação pode ser um alqueno, como o obtido no processo realizado na prática, ou um éter, juntamente com água. Através do experimento foi possível comprovar a eficiência do sistema de destilação simples para sintetizar um alqueno a partir da desidratação de um álcool por um ácido forte. Alguns fatores também podem influenciar no rendimento da reação, como o tempo de destilação, temperatura e até mesmo erros dos analistas. Sendo assim, pode-se concluir que nas situações em que o experimento foi realizado, a de cicloexeno obtida foi razoavelmente satisfatória. Além disso, o experimento, de um modo geral, contribuiu para ampliar conhecimentos sobre as técnicas orgânicas estudadas no decorrer do curso. 6. REFERÊNCIAS BERLINCK, R. Análise de Compostos Orgânicos. Disponível em: < http://qopn.iqsc.usp.br/files/2008/05/uv-parte1a.pdf>. Acesso em 23 ago 2017. FOGAÇA, J. R. V. Reações de desidratações de alcoóis. Disponível em: < http://alunosonline.uol.com.br/quimica/reacoes-desidratacao-alcoois.html>. Acesso em 23 ago 2017. OLIVEIRA, G. B.; BATISTA, L. F.; JUNIOR, J. C. Desidratação de alcoóis: obtenção do cicloexeno a partir do cicloexanol. Disponível em: < https://pt.scribd.com/doc/23291968/relatorio-de-quimica-organica-desidratacao-dos-alcoois>. Acesso em 23 ago 2017. VERLY, R. Apostila de Química Orgânica I. Diamantina: UFVJM, Faculdade de Ciências Exatas, Departamento de Química.
Compartilhar