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Universidade Federal de Goiás – UFG Unidade Acadêmica Especial de Química Química Orgânica Experimental EXTRAÇÃO POR SOLVENTES QUIMICAMENTE ATIVOS Larissa C. P. Barreto a, Marcos E. G. do Carmo a, Matheus S. de Barros a Universidade Federal de Goiás – Regional Catalão, Goiás, 75705-291, Brasil. INTRODUÇÃO A extração quimicamente ativa tem por objetivo a modificação química do composto para que sua constante de distribuição também seja alterada, sendo possível assim, solubilizar um composto, que tem como uma de suas características a apolaridade, em água usando um reagente afim de alterar seus princípios1. Uma forma simples de se fazer isso, é com uma reação ácido-base, onde um dos compostos é convertido em sal, se tornando assim solúvel em meio aquoso, possibilitando a sua separação.2 OBJETIVO Extrair e quantificar princípios ativos (cafeína, acetaminofen e ácido acetilsalicílico) presentes no medicamento Doril. RESULTADO Preparo da Extrato. Após macerar, em um almofariz, 4 comprimidos de massa x com o auxílio de um pistilo o material foi dissolvido em CHCl3 e filtrado três vezes em algodão. O extrato formado foi então transferido para um funil de separação de 125mL para posteriores extrações líquido-líquido. Extração e Quantificação da Cafeína. No funil de separação contendo o extrato foi adicionado 20mL de HCl 5% para extração da cafeína em meio aquoso. Sabendo que a cafeína é um alcaloide a mesma apresenta uma basicidade o suficiente para reagir com o HCl (reação 1) produzindo um sal (reação ácido-base), este então é solúvel em água e fica na parte superior do funil1. Reação 1 Universidade Federal de Goiás – UFG Unidade Acadêmica Especial de Química Química Orgânica Experimental Sabendo que nos comprimidos dissolvidos a massa de cafeína em cada um é de 0,065g, então quantidade de cafeína total foi de 0,260g, esta foi totalmente dissolvida em água em forma de sal, já que levando em consideração a estequiometria da reação 1 conclui-se que são necessários 0,041mL de HCl para total dissolução da cafeína. Após realizar esta extração em HCl restou quantificar experimentalmente a cafeína extraída. Contudo, adicionou-se NaOH até que o pH atingisse o valor de 14, assim a base forte abstraiu o próton do sal de cafeína recuperando a basicidade da mesma (reação 2). Reação 2 A solubilidade da cafeína em CHCl3 é de aproximadamente 13,2g/100mL, sendo assim a massa de cafeína é quase toda dissolvida em CHCl3. Sabendo que a solubilidade da cafeína em água é de 2,2g/100mL é possível obter um coeficiente de partição (cálculo 1) de 6. 𝐾= 𝑠𝑜𝑙.𝑒𝑚 𝐶𝐻𝐶𝑙3 𝑆𝑜𝑙.𝐻2𝑂 𝐾 = 13,2 2,2 K=6 Cálculo 1 Objetivando determinar a quantidade de cafeína extraída em duas etapas de 30mL pelo CHCl3 foi calculado pela fórmula do coeficiente de partição substituindo o valor da massa de cafeína por x (cálculos 2 e 3). 6 = 40𝑥 7,8−30𝑥 . 46,8 − 180𝑥 = 40𝑥 𝑥 = 0,213𝑔 Cálculo 2 6 = 40𝑥 1,42−30𝑥 . 8,52 − 180𝑥 = 40𝑥 𝑥 = 0,0387𝑔 Cálculo 3 O clorofórmio foi evaporado no rotoevaporador e a massa final do balão contendo cafeína foi de 60,3515g. Sabendo que a massa inicial do balão era de 60,3257g a massa real de cafeína extraída foi de 0,0258g. Tendo em vista que a quantidade teórica deveria ser de 0,2517g o rendimento foi de 10%. Universidade Federal de Goiás – UFG Unidade Acadêmica Especial de Química Química Orgânica Experimental Extração e Quantificação da aspirina. No funil de separação contendo o restante do extrato foi adicionado 20mL de NaHCO3 5% para extração do ácido em meio aquoso. Sabendo que a aspirina apresenta uma acidez suficiente para reagir com o NaHCO3 (reação 3) produzindo um sal (reação ácido-base), este então é solúvel em água e fica na parte superior do funil. Reação 3 Sabendo que nos comprimidos dissolvidos a concentração de aspirina em cada um é de 0,25g, conclui-se que a quantidade de aspirina no total foi de 1,0g no extrato. A solubilidade da aspirina em CHCl3 é de aproximadamente 5,9g em 100mL, sendo assim a massa de aspirina deveria ser totalmente dissolvida em CHCl3. Levando em consideração a estequiometria da reação 3 conclui-se que são necessários 9,326mL de NaHCO3 para total dissolução da aspirina presente no extrato. Após realizar esta extração em NaHCO3 restou quantificar experimentalmente a cafeína extraída. Contudo, adicionou-se 10mL HCl até que o pH atingisse a fase acida, assim a base forte abstraiu o próton do sal de cafeína recuperando a acidez da mesma. Como a água apresenta um ponto de ebulição de 100°C não é possível evaporar a mesma em um rotoevaporador de banho de água. Portanto extraiu-se a quantidade a aspirina da água com duas extrações de 30mL de CHCl3, pois o referido solvente apresenta um ponto de ebulição próximo de 61,2°C, além de solubilizar 5,9g de aspirina em 100mL, garantindo uma ótima extração. A quantidade teórica de cafeína que deve estar presente no CHCl3 ao final da extração é de 0,997g, conforme calculado nos cálculos 4,5 e 6. 𝐾= 𝑠𝑜𝑙.𝑒𝑚 𝐶𝐻𝐶𝑙3 𝑆𝑜𝑙.𝐻2𝑂 𝐾 = 5,9 0,3 K=19,67 Cálculo 4 19,67 = 30𝑥 30−30𝑥 . 590,1 − 590,1𝑥 = 30𝑥 𝑥 = 0,9516𝑔 Cálculo 5 19,67 = 30𝑥 1,45−30𝑥 . 28,549 − 590,1𝑥 = 30𝑥 𝑥 = 0,0046𝑔 Cálculo 6 Universidade Federal de Goiás – UFG Unidade Acadêmica Especial de Química Química Orgânica Experimental O clorofórmio foi evaporado no rotoevaporador e a massa final do balão contendo aspirina foi de 0,1941g. Sabendo que a massa inicial do balão era de 58,6234g a massa final de 58,8175g. comparando com a massa teórica a ser obtida o rendimento desta extração foi de apenas 19,5% podendo ter ocorrido no processo perdas relevantes. Extração e quantificação do composto neutro Após a retirada de toda fase aquosa da amostra juntamente com a base e com ácido, restou-se apenas a fase orgânica, na qual estava presente apenas o elemento neutro (paracetamol). Adicionou-se à amostra orgânica sulfato de sódio anidro para que houvesse a retirada da água presente. Filtrou-se 3 vezes com algodão a amostra e a mesma foi encaminhada para um balão de fundo redondo previamente pesado e levado ao rotaevaporador para que todo o solvente fosse extraído. Após a secagem, pesou-se o balão de fundo redondo que contendo a amostra de paracetamol e obteve-se 74,8326g, ao se calcular a diferença com a massa do balão sem a amostra (74,4886g), obteve-se 0,344g de paracetamol extraído dos comprimidos de doril. Segundo cálculos teóricos (calculo 7), apresentados abaixo, a quantidade de acetaminofen obtida deveria ser de 1g, a baixa quantidade obtida pode ter sido causada pela perda de amostra durante todo o processo de extração. 4𝑥0,250𝑔 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑐𝑒𝑡𝑎𝑚𝑜𝑙 = 1𝑔 Cálculo 7 CONCLUSÃO Diante dos resultados obtidos pode-se afirmar que o experimento foi satisfatório ao levar em consideração as perdas de compostos durante todo o processo (na filtração utilizando algodão, gotículas restantes nas vidrarias, etc.). REFERÊNCIAS 1. PAVIA. D., LAMPMAN. G., KRIZ. G., ENGEL. R. Química Orgânica Experimental, Porto Alegre, Ricardo Bicca de Alencastro, 2009. 2. CONSTANTINO. M. G.; ILVA. G. V. J.; DONATE. P. M, Fundamentos de Química Experimental, São Paulo, editora da USP, 2004. 3. BRUICE. P. Y, Química Orgânica, 4° edição, Pearson, 2005.
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