Relatório 1 - Identificação de Carbonilas

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL II
EXPERIMENTO 1
IDENTIFICAÇÃO DE CARBONILAS
Acadêmicos: Bianca Sanches Medeiros RA: 98777
	 Lucas Forlin Pereira RA: 95183
		 Wilson Bokorny Fernandes Filho			 RA: 93758
Docente: Ernani Abicht Basso
Maringá,
2018
RESUMO
Esse trabalho teve como objetivo analisar e identificar seis amostras de substâncias conhecidas, porém não identificadas, por meio dos seguintes testes de identificação de carbonilas: teste de Tollens, teste com 2,4 dinitrofenilhidrazina e teste do iodofórmio. Apenas duas amostras apresentaram um resultado positivo no primeiro teste, sendo, portanto, aldeídos. Já no segundo teste quatro amostras deram positivo e, como duas delas já haviam sido identificadas como aldeídos, deduziu-se que as outras eram cetonas, e as amostras que deram negativo para ambos os testes eram álcoois. Para diferenciar amostras com o mesmo grupo funcional foi preciso conhecer as propriedades de cada uma, como estrutura química e solubilidade. Por fim, o último teste foi decisivo para diferenciar os dois álcoois.
1. INTRODUÇÃO
Os testes para grupos funcionais envolvem reações orgânicas com a particularidade de serem selecionadas reações que apresentem um indício visível de sua ocorrência, como a mudança de cor, formação de um precipitado ou desprendimento de gás. Esses testes não devem ser analisados individualmente, mas sim em conjunto, para poder chegar a conclusões acertadas sobre qual é ou quais são os grupos funcionais presentes na substância analisada.
A seguir serão apresentadas três técnicas que são aplicadas na identificação de carbonilas: Teste de Tollens, teste com 2,4 dinitrofenilhidrazina e teste do iodofórmio.
1.1 TESTE DE TOLLENS
Para diferenciar os aldeídos de cetonas, utiliza-se o teste de Tollens. Trata-se de uma reação de oxidação branda, em que o aldeído é oxidado a ácido carboxílico e a prata é reduzida à prata metálica, precipitando-se nas paredes do tubo de ensaio, formando um espelho de prata. As cetonas não reagem nesse teste, mas é necessário tomar cuidado, pois cetonas α-hidroxiladas também dão um resultado positivo. Se a 2,4-DNFH for positiva e o Tollens for negativo, haverá uma confirmação para cetona.
Esquema 01: Reagente de Tollens reagindo com aldeído e com cetona α-hidroxilada.
Esquema 02: Reação de obtenção do reagente de Tollens.
1.2 TESTE COM 2,4-DINITROFENIL-HIDRAZINA
Aldeídos e cetonas possuem um teste específico muito simples: o teste da 2,4-dinidrofenilhidrazina (2,4-DNFH). A 2,4-DNFH reage com a carbonila dos aldeídos ou cetonas por mecanismos de adição nucleofílica, formando a 2,4-dinitrofenilhidrazona correspondente. Essas hidrazonas são precipitados de coloração alaranjada intensa, facilmente detectáveis. Por ser um teste muito sensível, qualquer impureza de aldeídos ou cetonas dará um resultado positivo. Os pontos de fusão das hidrazonas são tabelados e podem ser utilizadas como derivados para a confirmação estrutural. Para isto, basta filtrar o precipitado, secá-lo e obter seu ponto de fusão.
Esquema 03: Reação da 2,4 dinitrofenilhidrazina com cetona formando uma 2,4 dinitrofenilhidrazona.
1.3 TESTE DO IODOFÓRMIO 
Substâncias contendo o grupo CH3CO– (grupo acetilo) ou CH3CHOH– reagem com solução de iodo em meio fortemente básico, produzindo um precipitado característico de iodofórmio e um íon carboxilato, como mostra o esquema abaixo:
Esquema 04: reação de formação do iodofórmio
O ensaio também é positivo com amostras contendo os grupos (CH2ICO-) ou (CHI2CO-) ligados a um átomo de hidrogênio ou um átomo de carbono que não contém hidrogênios muito ativos. Esse ensaio de Iodofórmio permite a diferenciação entre cetonas e metilcetonas.
2. PROPRIEDADES FÍSICAS E TOXICIDADE
Tabela 1 - Propriedades físicas e toxicidade dos compostos utilizados no experimento.
	SUBSTÂNCIA
	P.F (ºC)
	P.E (ºC)
	ρ (g cm-3)
	SOLUBILIDADE
	TOXICIDADE
	ACETALDEÍDO
	−123,5
	20,2
	0,780
	Solúvel em água em todas as proporções.
	Produz vapor irritante para os olhos, nariz e garganta. Se ingerido, pode queimar os olhos e a pele.
	ACETOFENONA
	20,5
	201,7
	1,028
	Solúvel em álcool, éter dietílico, benzeno e clorofórmio.
	Se ingerido, pode ser irritante para os olhos e pele.
	ACETONA
	-94,6
	56,1
	0,791
	Miscível em muitos solventes orgânicos.
	Produz vapor irritante para os olhos, nariz e garganta. O contato com o líquido é irritante para os olhos.
	ÁLCOOL SEC-BUTÍLICO
	-114,7
	99,5
	0,807
	Solúvel em água.
	Produz vapor irritante para os olhos, nariz e garganta. O contato com o líquido é irritante para os olhos.
	ÁLCOOL N-PROPÍLICO
	-127
	97,2
	0,804
	Completamente miscível em água e solúvel em todos os solventes orgânicos comuns.
	Produz vapor irritante para os olhos, nariz e garganta. É irritante para os olhos e pele e pode ser prejudicial se ingerido. O produto inflama facilmente se exposto a uma fonte de ignição ou a uma temperatura inferior a 21ºC.
	BENZALDEÍDO
	-26
	178,1
	1,046
	Levemente solúvel em água.
	Pode ser prejudicial se for ingerido, sendo irritante para os olhos e pele.
Fonte: Manual de Produtos Químicos da CETESB.
3. OBJETIVO
A prática teve por objetivo identificar carbonilas mediante três técnicas: redução da solução de Tollens, reação com 2,4-dinitro-fenil-hidrazina e reação do iodofórmio.
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Durante o teste de Tollens foi possível observar a formação de um espelho de prata, proveniente da redução da prata Ag+ para Ag0, nas paredes dos tubos de ensaio que continham as substâncias 4 e 6. Dessa forma, constatou-se que essas substâncias eram aldeídos, visto que o teste de Tollens é específico para essa classe de compostos orgânicos e a formação do espelho nos tubos de ensaio caracterizou um resultado positivo para o teste em questão.
Verificou-se, ainda, que a reação da Solução de Tollens com a substância 6 se processou mais rapidamente do que a reação com a substância 4. Assim, foi possível prever que a substância 6 era o acetaldeído, porque dentre os aldeídos utilizados no experimento, esse era o que apresentava menor cadeia, logo ele foi facilmente oxidado por conta da menor proteção da carga parcial do carbono da carbonila. A partir dessa evidência, presumiu-se que a substância 4 era o benzaldeído e esse maior tempo para reagir com a Solução de Tollens foi devido à menor reatividade desse composto em comparação ao acetaldeído.
As outras substâncias apresentaram resultados negativos para o teste de Tollens, portanto eram cetonas e álcoois.
O ensaio da 2,4-dinitrofenil-hidrazina foi realizado a fim de identificar os aldeídos e cetonas, visto que tais compostos reagem com a 2,4-dinitrofenil-hidrazina em meio ácido, formando uma 2,4-dinitrofenil-hidrazona, usualmente como precipitado de coloração amarelo ou alaranjado.
Observou-se a formação de precipitado nos tubos de ensaio que continham as substâncias 1, 3, 4 e 6 e, portanto, foi possível constatar que esses quatro compostos eram aldeídos ou cetonas e, como consequência, os compostos 2 e 5 eram álcoois. Como verificou-se no teste anterior que os compostos 4 e 6 eram aldeídos, pressupôs-se que as substâncias 1 e 3 eram cetonas.
Na sequência, foi realizado o teste do Iodofórmio, que foi positivo para as substâncias 1, 2, 3 e 6 e negativo para as substâncias 4 e 5. O resultado desse teste para os compostos 2 e 5 foi determinante para a identificação dos álcoois, visto que o álcool sec-buutílico, por conter o grupo CH3CHO-, é capaz de reagir com a solução de I2 em meio fortemente básico, formando um íon carboxilato e o iodofórmio, que usualmente aparece na forma de um precipitado de coloração amarelada. O álcool n-propílico, por sua vez, não contém o grupo acetilo.
Então, como a substância 2 apresentou um resultado positivo no testedo Iodofórmio, foi possível concluir que se tratava do álcool sec-butílico. Da mesma forma, a substância 5 era o álcool n-propílico, porque apresentou um resultado negativo nesse teste.
A diferenciação das cetonas foi feita por meio da análise sobre a solubilidade, sendo que durante o último teste, a substância 1 não foi solúvel em água e, por isso, necessitou-se da adição de dioxano. O mesmo não ocorreu para a substância 3, pois a mesma mostrou-se ser solúvel em água. Dessa forma, foi possível inferir que a substância 1 era a acetofenona e a substância 3 era a propanona.
O quadro abaixo contém os resultados dos três testes utilizados no experimento, bem como a identificação das seis substâncias investigadas.
Quadro 1: Resultados dos testes utilizados no experimento e identificação das substâncias.
	SUBSTÂNCIA
	TESTE DE TOLLENS
	TESTE COM 2,4-DINITROFENIL-HIDRAZINA
	TESTE DO IODOFÓRMIO
	COMPOSTO QUÍMICO IDENTIFICADO
	1
	Negativo
	Positivo
	Positivo
	Acetofenona
	2
	Negativo
	Negativo
	Positivo
	Álcool sec-butílico
	3
	Negativo
	Positivo
	Positivo
	Propanona
	4
	Positivo
	Positivo
	Negativo
	Benzaldeído
	5
	Negativo
	Negativo
	Negativo
	Álcool n-propílico
	6
	Positivo
	Positivo
	Positivo
	Acetaldeído