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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAMPA - UNIPAMPA CURSO DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS DISCIPLINA DE QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL PROF. DR. NILO EDUARDO KEHRWALD ZIMMERMANN 2017/2º Semestre CRISTALIZAÇÃO E RECRISTALIZAÇÃO Isabelle Ávila da Silveira 20 de Novembro de 2017. Bagé, RS 2 Sumário 1. Objetivos ................................................................................................................. 3 2. Introdução ............................................................................................................... 3 3. Procedimento Experimental ................................................................................... 4 3.1 Cristalização e Recristalização................................................................... 4 3.1.1 Procedimento .......................................................................................... 4 3.1.1 Resultados .............................................................................................5 4. Conclusão ............................................................................................................ 6 5. Perguntas da Apostila ........................................................................................... 7 6. Referências Bibliográficas .................................................................................... 9 3 1. Objetivos O experimento realizado teve como objetivo a obtenção da aspirina(Ácido Acetilsalicílico) através da reação de Anidrido Acético e Ácido Salicílico. 2. Introdução Aspirina é o nome comercial do ácido acetilsalicílico, composto orgânico bastante empregado como medicamento. A aspirina é considerada um analgésico médio, sendo empregada nos casos de dores musculares e de cabeça. Tem ainda ação antitérmica bastante eficaz, sendo, portanto utilizada nos casos de febre. Em geral, os comprimidos são feitos em prensas. Uma pequena quantidade do ácido acetilsalicílico é misturada com uma quantidade de amido suficiente para dar um certo tamanho ao comprimido e essa mistura é então, prensada. A síntese da aspirina é possível através de uma reação de acetilação do ácido salicílico1, um composto aromático bifuncional (ou seja, possui dois grupos funcionais: fenol e ácido carboxílico). Os tratamentos químicos são normalmente classificados em função do tipo da ligação carbono - oxigênio – carbono formada, destacando-se as ligações éter, éster e acetal. Entre as diferentes possibilidades existentes para as reações de esterificação, as de acetilação apresentam grandes vantagens em termos de custo e eficiência e têm sido extensivamente usadas na síntese de diversos compostos orgânicos. Anidrido acético + ácido salicílico + ácido sulfúrico, produzindo: ácido acetilsalicílico + ácido acético A maior impureza no produto final é o próprio ácido salicílico, que pode estar presente devido a acetilação incompleta, esse material pode ser removido durante as várias etapas de purificação e na recristalização do produto. O ácido acetilsalicílico é solúvel em etanol e em água quente, mas pouco solúvel em água fria. Por diferença de solubilidade em um mesmo solvente ou em misturas de solventes, é possível purificar o ácido acetilsalicílico eficientemente através da técnica de recristalização. A recristalização refere-se a uma substância é 4 basicamente quando os dois sólidos são solúveis num mesmo líquido, podendo acontecer que, durante a evaporação do solvente, um dos sólidos venha a se cristalizar antes, separando-se do outro sólido que ainda permanece em solução. O resfriamento, durante o processo de recristalização, deve ser feito lentamente para que se permita a disposição das moléculas em retículos cristalinos, com formação de cristais grandes e puros. 3. Procedimento Experimental 3.1 Cristalização e Recristalização Materiais e Reagentes Materiais: Bequer 150 mL; Haste; Condensador de bolas; Garra e mufla; Funil; Balão de fundo redondo 50mL; Proveta 10mL; Agitador magnético; 3 tubo de ensaio; Bastão de vidro; Perolas de ebulição. Reagentes: Anidrido Acético, Acido Sulfúrico, Acido salicílico e Cloreto ferrico. 3.1.1 Procedimento Foi pesado em um balão de 50 ml 10,138g de ácido salicílico e no mesmo balão foi adicionada 10ml de anidrido acético e 3 gotas de ácido sulfúrico. Então colocou no condensador sob refluxo e esperou-se 30 minutos. Após o aquecimento, foi feito um teste com cloreto de ferro para determinar se a conversão de ácido salicílico havia sido completa, ficando esta violeta significa que não havia ocorrido, então colocamos novamente no aquecimento ate que a 5 aliquota retirada fica-se da cor do cloreto ferrico, após isso adicionou-se água gelada destilada e colocou no banho de gelo e mexeu com o bastão após filtrou-se no filtro de bucher e a parte que ficou retida no papel filtro foi colocada 1mL de etanol e então colocada no aquecimento. Quando o acido acetil salicílico foi solubilizado foi adicionado 75 mL de água morna este então foi colocado no banho de gelo que foi filtrado no filtro de bucher e tal foi colocado no filtro relógio com papel filtro e deixado por duas semanas no dessecador. 3.1.1 Resultados Como dito foi deixado secar por duas semanas, o papel filtro com ácido acetil salicílico no dessecador pois pesado na balança analítica e obtivemos a massa de 44,608g que descontando a massa do filtro relógio com papel obtivemos 7,51 g de ácido acetil salicílico. Para calcular o rendimento seguimos os seguintes calculos: 1 mol ácido salicilico --------- 138,12 g/mol x mol --------- 10,138 g X= 0,0734 mol de ácido salicilico. 1 mol ácido acetil salicílico --------- 182,16 g/mol x mol --------- 7,51 g X= 0,0412 mol de acido acetil salicilico. 0,0734 mol --------- 100% 0,0412 mol --------- x X = 56,16 %. Isso significa que obtivemos cerca 56,16 % de rendimento. 6 4. Conclusão Este processo do tratamento de ácido salicílico com anidrido acético, em presença de ácido sulfúrico nos remete a uma das sínteses mais difundidas e importantes da indústria farmacêutica, a obtenção do ácido acetilsalicílico (Aspirina, AAS). Após a descrição e análise de todas as etapas reacionais, obteve-se uma massa de aspirina de 7,51 g. E a partir da estequiometria da reação e dos cálculos realizados, concluiu-se que houve um rendimento de aproximadamente 56,16 %. 7 5. Perguntas da apostila 1) Aponte as vantagens e desvantagens que apresenta a água como solvente de cristalização. Quais as suas vantagens em relação ao etanol, benzeno e ácido acético? A água possui ponto de ebulição de 100 C , já o acido acético possui o ponto de ebulição de 118 C. Se o ponto de ebulição do solvente for muito elevado , a substancia pode sair da solução como um liquido (um óleo) , e não, como um sólido cristalino. O etanol possui seu ponto de ebulição em 78 C , solventes voláteis tem ponto de ebulição baixo, e evaporam facilmente. 2) Defina os seguintes termos: solução não saturada - são aquelas em que a quantidade de soluto dissolvido ainda não atingiu o coeficiente de solubilidade. Isso significa que se quisermos dissolver mais soluto, isso será possível. solução saturada - são aquelas queatingiram exatamente o coeficiente de solubilidade. solução supersaturada -possuem mais soluto dissolvido do que seria possível em condições normais. solubilidade - uma propriedade física da matéria que é sempre determinada de forma prática em laboratório. Ela está relacionada com a capacidade que um material, denominado de soluto, apresenta de ser dissolvido por outro, o solvente. concentração - é a razão entre a quantidade ou a massa de uma substância e o volume ou massa do solvente em que essa substância se encontra dissolvida. A forma com que uma substância se distribui em outra por unidade de referência. filtrado - pode se dizer que é a substancia que passou pelo filtro. precipitado - O sólido formado na reação química é chamado de precipitado. Isso pode ocorrer quando a substância insolúvel, o precipitado, é formado na solução devido a reação química ou quando a solução foi super saturada por um composto. A formação do precipitado é um sinal de mudança química 3) Liste três características que um bom solvente para recristalização deve ter. Deve dissolver grande quantidade da substância em temperatura elevada e pequena quantidade em temperaturas baixas. 8 Deve dissolver as impurezas mesmo a frio, ou então, não dissolvê-las, mesmo a quente. Levar em conta a polaridade. 4) A solubilidade do ácido benzóico em 100 mL de água é de 0,21g a 10C; 0,27g a 18C; 2,75g a 80C e 6,80g a 95C. Dois alunos recristalizaram amostras de 10g de ácido benzóico em água. O primeiro dissolve o ácido benzóico a 80C e filtra a 10C; o segundo dissolve a 95C e filtra a 10C. Calcule a quantidade de água que necessita cada aluno e a quantidade máxima de ácido benzóico que recuperarão em cada caso. No caso do primeiro aluno que dissolveu a 80 C e filtrou-se a 10 C: 100 mL ---- 2,75g 1 mol de ac. benzoico --- 122,12 g x ---------- 10g x ------- 0,21g x = 363,64 mL de água. x = 1,72 X10-3 mol. 1,72 X 10 -3 mol ---- 1000mL 6,25 x 10 -4 mol ----- x x ---------- 363,64mL 1mol ------ 122,12g x = 6,25 x 10 -4 mol. x = 0,08g de ac. benzoico. No caso do segundo aluno que dissolveu a 95 C e filtrou-se a 10 C: 100 mL ---- 6,8 g 1 mol de ac. benzoico -----122,12g x ---------- 10g x ------ 0,21g x = 147,06 mL de água. x = 1,72 x 10-3 mol. 1,72 x 10 -3 ---- 1000mL 2,53 x 10-4 mol ----- x x ---------- 147,06 mL 1 mol ------------ 122,12g x = 2,53x 10-4 mol x = 0,03g de ac. benzoico. 9 6. Referências Bibliográficas CONSTANTINO, Maurício Gomes. Fundamentos de Química Experimental. São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo, 2004. SHREVE, R. N.; BRINK JR, J. A. Indústrias de processos químicos. 4. ed. Rio de Janeiro: Guanabara, 1974. SOARES, B. G. et al. Química orgânica – teoria e técnicas de preparação, purificação e identificação de compostos orgânicos. Rio de Janeiro : Guanabara, 1988.
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