Relatório Halogenação - Railane e Alana

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IQ-UFBA 
Departamento de Química Orgânica 
QUI-B37 – Química Orgânica Básica Experimental I-A 
 2014.2 
 
RELATÓRIO DE ATIVIDADES 
 
 
Título: Reação de Halogenação. Preparação e purificação do brometo de n-butila. 
 Data: 06/11/2014 
 Autores: Alana Elis e Railane da Silva Freitas 
 
 
1. Introdução 
É uma reação química onde um átomo de hidrogênio é substituído por um átomo de halogênio; 
pode também ser definida como uma reação química que incorpora um átomo de halogênio em 
uma molécula. Uma descrição mais específica pode ser feita de acordo com o halogênio 
substituído: fluoração, para o flúor; cloração, para o cloro; bromação, para o bromo e iodação, para 
o iodo. A halogenação pode se apresentar como uma substituição (quando realmente um átomo de 
hidrogênio dá lugar a um de halogênio) ou adição (quando reduz o número de ligações pi entre 
carbonos e preserva o número de átomos de hidrogênio). 
Halogenação por Adição 
Moléculas orgânicas que possuem, pelo menos, uma ligação insaturada (dupla ou tripla) participam 
de reações de adição quando em contato com halogênios (sob sua forma molecular ou como 
haletos de hidrogênio – HX). 
De acordo com a regra de Markovnikov, ao adicionar um haleto de hidrogênio do tipo HX, o 
hidrogênio liga-se ao carbono mais hidrogenado da ligação insaturada. Ao ponto que o halogênio 
liga-se ao outro carbono (menos hidrogenado). 
Halogenação por Substituição 
Quando um alcano ou aromático reage com uma molécula de halogênio, ocorre a denominada 
reação de substituição. Pois, apenas um dos átomos da molécula halógena se liga à molécula 
orgânica. Assim, um hidrogênio migra e um haleto de hidrogênio é formado como produto. 
Nos aromáticos, a halogenação raramente ocorre na falta de catalisadores. Pois estes auxiliam na 
“migração” do halogênio através de um ataque eletrófilo ao anel (de acordo com a teoria ácido-
base de Lewis). 
Muitas substâncias orgânicas reagem com halogênios para produzir haletos de alquila ou arila. Os 
métodos utilizados na halogenação variam, entretanto, com a natureza do substrato e do 
halogênio. 
 
Na presente prática será realizada uma reação do tipo Substituição nucleofílica de segunda ordem 
(Sn2) para a obtenção do brometo de n-butila. 
Em uma reação de substituição, um grupoou átomo eletronegativo é trocado por outro. No caso 
específico da reação Sn2, o mecanismo é de uma única etapa que compreende a atração do 
nucleófilo de carga negativa, pelo carbono que apresentacarga parcial positiva, e a posterior cissão 
heterolítica da ligação carbono – hidrogênio. Por ser de apenas uma etapa, não apresenta 
intermediários (carbocation). 
A velocidade da reação depende dasconcentrações do haleto de alquila utilizado como reagente e 
do núcleofilo, o que mostra que na etapa única e determinante existem ambas espécies, sendo por 
isso classificada como uma reação de segundaordem. 
Quando o haleto de alquila utilizado apresenta carbonos quirais (assimétricos) apenas um 
estereoisômero é formado, e este terá configuração invertida em relação à original. 
O ataque do nucleófilo é feito por trás do carbono alfa, e deste modo grupos volumosos limitam o 
ataque, geram a diminuição da velocidade da reação. 
 
 
1.1. Reação principal e possíveis reações secundárias 
 
 
 
1.2. Mecanismo da reação principal 
 
 
 
2. Parte experimental 
2.1. Resumo do experimento (procedimento e/ou fluxograma) 
 
 Preparação do brometo de n-butila (método do brometo de sódio) 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.2. Desenho da aparelhagem (quando for o caso); 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Béquer Proveta Condensador de 
refluxo 
Funil de Separação 
Balão de destilação 
Balão volumétrico 
Aparelhagem para preparação do 1-bromobutano 
2.3. Materiais 
 
 i) Vidraria e Materiais Diversos 
Vidraria/Diversos Capacidade (mL) Quantidade 
Béquer 20/50 4 
Balão Volumétrico 250 2 
Proveta 15,00/25,00/50,00 5 
Funil de Separação 125,00 2 
Funil de Colo Longo - - 
Vidro de Relógio - - 
Kitasato - - 
Funil de Buchner - - 
Balão de destilação - 2 
Bastão de Vidro - ~ 
Espátula - 1 
 
2.4. Tabela de reagentes e produtos 
Reagentes e produtos MM 
Quantidades Proporção 
mL g mol Teórica Usada 
Brometo de sódio 102,89 9,39 30,140 0,2929 1 1,22 
1-butanol 74,121 22,00 17,82 0,2404 1 1 
Brometo de n-butila 137,02 8,69 1 1 
 
2.5. Tabela de propriedades físicas 
Substância MM 
d 
g/mL 
Tf 
oC 
Te 
oC nTD
 
Solubilidade (g/100 mL) 
H2O EtOH CHCl3 Et2O 
Bicarbonato de sódio 84,007 2,20 60 50 - 10 Insol. - - 
Ácido sulfúrico 98,08 1,8356 10,38 279,6 1,33 Sol. - - - 
1-butanol 74,121 0,81 89 118 1,3971 Sol. - - - 
Brometo de hidrogênio 80,91 váriavel variável variável - - - - - 
Sulfato de magnésio 246,47 1,68 150 - 1,523 71g - - - 
Sulfato de sódio anidro 142,04 2,68 884 - - Sol. - - - 
Brometo de sódio 102,89 3,21 
 
- 
 
1396 - 73,3 - - - 
Brometo de n-butila 137,02 1,2686 
-112 °C 
101.4 1,439 - - - - 
 
 
2.6. Tabela de propriedade toxicológicas 
Substância Propriedades (riscos à saúde, inflamabilidade, reatividade) 
Bicarbonato de sódio 
Ingestão: Em doses elevadas causa distúrbios gastrintestinais. 
Inalação: Causa tato respiratório superior, exercendo efeito irritante 
intenso e dano celular pela ação cáustica alcalina, somente 
quando o produto estiver com altas concentrações de pó. Pele: 
Não causa efeito irritante. Olhos: O contato com os olhos causa 
irritação. 
Ácido sulfúrico 
A inalação de vapor ou névoa pode causar tosse, espirros, 
sangramento nasal, broncospasmo, dificuldade respiratória e 
edema pulmonar. A ingestão causa corrosão das membranas 
mucosas da boca, garganta e esôfago, dor epigástrica intensa com 
náuseas e vômitos semelhantes a borra de café, edema de glote e 
asfixia. 
1-butanol 
Ingestão: pode ter efeito narcótico. Pode causar dores abdominais, 
náuseas, dor de cabeça, perda de consciência e diarréia. Grandes 
quantidades podem afetar os rins e os pulmões. Pode afetar a 
audição.Inalação: Irritante para o sistema respiratório. Pode ser 
absorvido pelo sistema sanguíneo e apresentar os 
mesmos sintomas da ingestão. Contato com a Pele: irritante para a 
pele, causa a perda de óleos naturais. Pode ser absorvido 
apresentando sintomas paralelos a aqueles da ingestão. Contato 
com os olhos: irritante. Pode causar inflamação e visão turva. 
Brometo de hidrogênio 
Olhos: Pode causar dor, lacrimação e fotofobia. A gravidade do 
dano vai depender da concentração e duração do contato, que 
pode variar de uma irritação para um edema da conjuntiva, 
ulceração da córnea e cegueira. Pele: Pode causar irritação severa 
na pele, causando ulceração, queimaduras químicas e 
escamamento da pele. A superexposição repetida pode produzir 
dermatites acumulativas. Em caso de contato prolongado ou 
frequente, a pele pode absorver quantidades perigosas do 
material. Ingestão: É uma maneira muito pouco provável de 
exposição. Este produto é um gás à pressão e temperatura 
normais. Altamente tóxico. Pode causar queimaduras químicas na 
boca, garganta, esôfago e estômago, com fortes dores bdominais, 
náusea, diarreia, vômito, vertigem, sonolência, fraqueza, colapso 
circulatório e coma. Os sintomas incluem fortes dores abdominais, 
náusea, diarreia, vômito, vertigem, sonolência, fraqueza, colapso 
circulatório e coma. 
Sulfato de magnésio 
Em contato com com ácidos podem liberar gases tóxicos. Ambos 
os reagentes podem causar irritação nos olhos e na pele em 
contato prolongado. 
Sulfato de sódio anidro 
Depois do contato com os olhos: ligeirairritação. Após a ingestão 
(em grandes quantidades): náuseas, vômitos, diarreia. 
Brometo de sódio 
Após a inalação: ligeiras irritações. Depois do contato com os 
olhos: ligeira irritação. Após a ingestão: cansaço 
Brometo de n-butila Toxicidade aguda. 
 
3. Resultados, discussão e conclusões 
 
3.1. Rendimentos 
 
i) Teórico (RT) 
 Brometo de Sódio: 
1 mol ----------------- 102,89g 
 X ----------------- 30,140g 
 X = 0,2929 mols 
 
 1-Butanol: 
1 mol ---------------- 74,121g 
 X ---------------- 17,82g 
 X = 0,2404 mols ( O 1-butanol é o reagente limitante da reação) 
Proporção: 0,2929 / 0,2404 = ~1,22 
1-Butanol ---------------------- 1-Bromobutano 
 74,121g/mol ---------------------- 137,02g/mol 
 17,82g ---------------------- x 
 X = 32,94g = Rendimento Teórico 
 
 
 
ii) Indicado (RI) 
O rendimento indicado é de 19g. 
 
iii) Obtido (RO) 
O rendimento obtido foi de 8,69g 
 
iv) Percentual (R%) 
R% = RO/RT X100 
R% = 8,69 / 32,94 X 100 
R% = 26,38% 
3.2. Observações e conclusões (comentários sobre as etapas do trabalho com imagens de 
aparelhos, procedimentos e produtos) 
Foi adicionado a um balão de fundo redondo 30g de brometo de sódio e 30mL de água, logo 
após agitação e dissolução, adicionou-se 22mL de 1-butanol. Formou-se uma mistura bifásica, 
onde o 1-butanol encontrou-se na fase superior por possuir menos densidade. 
 
Figura 1: Balão contendo 1-butanol + brometo de sódio em água. 
Logo após, foi levado para banho de gelo e adicionado ácido sulfúrico, sob agitação. Adaptou-
se um condensador de refluxo, onde a mistura ficou sob aquecimento por 45 min. na 
temperatura de refluxo. 
 
Figura 2: Aparelhagem para a preparação de 1-bromobutano. 
A aparelhagem é composto também por um captador de gases, também conhecido como “trap” 
ou armadilha, pois, devido ao aquecimento utilizado para vencer a barreira de ativação e a 
reação ocorra há o desprendimento de Brometo de Hidrogênio gasoso. Essa armadilha é 
composta por um béquer contendo Bicarbonato de Sódio, que reage com o HBr, impedindo que 
chegue no ambiente. 
 
Figura 3: Armadilha para captação de HBr. 
 Após passados os 45 min. de aquecimento, o balão foi resfriado ainda conectado ao 
condensador de refluxo. 
 
Figura 4: Resfriamento do balão. 
A mistura foi transferida para um funil de separação de 125mL, onde foi drenada a camada 
aquosa inferior em erlenmeyer e reservada, com prévia identificação. A fase orgânica restante 
foi lavada com Ácido Sulfúrico 9molL-1 e, posteriormente, com água destilada. Depois com 
solução aquosa de Bicarbonato de Sódio a 5%, e novamente água destilada. 
 
Figura 5: Mistura durante a lavagem com Ácido Sulfúrico. 
 Durante as etapas de lavagens observamos um problema com a mistura reacional, no qual, ao 
invés de duas fases, haviam 3 fases. O fato foi atribuído a força do Ácido Sulfúrico. Caso todo o 
1-butanol fosse convertido em 1-bromobutano, obtiveríamos duas fases, o que ocorreu foi que 
apenas metade do butanol se converteu e a outra metade não. Por conta disso, o rendimento 
percentual obtido foi considerado baixo (26,38%), comprometendo a obtenção do produto de 
interesse. 
A fase de interesse para nós, que obtém o produto final, é a intermediária, pois o 1-butanol está 
na superior, devido a baixa densidade, a a fase aquosa na inferior pela maior densidade. 
 
Figura 6: Mistura trifásica formada. 
O produto formado foi separado e secado com Sulfato de sódio anidro por 1 semana, até que 
fosse possível proceder com a destilação simples. 
 
Figura 7: Produto colocado para secagem. 
 
4. Bibliografia. 
 Vogel, A.I., Quíica Orgânica: Análise Orgânica Qualitativa, 3ª Ed., Rio de Janeiro. Ao 
Livro Técnico, 1985. 
 FORTES, C.C; DALSTON, R.C.R. Manual de Químicca Orgânica Experimental. Brasília: 
Editora Universal, 2003. 
Disponível em: 
 http://www.ebah.com.br/content/ABAAABP8oAA/reacao-sn2-preparacao-bromob-1 
 http://www.ilo.org/public/english/protection/safework/cis/products/icsc/dtasht/index.htm 
 http://www.chemdat.de/ 
(visitados entre 04/11 a 05/11/2014)