RELATORIO FINAL (1)

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Universidade Federal do Rio de Janeiro
Química Orgânica Experimental II
1º relatório experimental
Alunos:
Bernardo Cordeiro Paganini
Luíza de Melo Eiras
Professor:
Jorge Rodrigues
Truma: 
Seg – 8h
Sumário
Introdução sobre corantes.................................................................................................. 2
Objetivo dos experimentos...................................................................................................3
Síntese da acetanilida
1)Introdução............................................................................................................ 4
2)Materiais utilizados.............................................................................................. 4
3)Procedimento experimental..................................................................................4
4)Reações..................................................................................................................4
De síntese.................................................................................................... 4
De confirmação............................................................................................5
		Materiais utilizados.........................................................................5
		Procedimento experimental............................................................4
		Conclusão........................................................................................5
5)Teste de solubilidade.............................................................................................5
	Materiais utilizados......................................................................................5
	Procedimento experimental........................................................................6
	Conclusão.....................................................................................................6
6)Resultados.............................................................................................................6
	7)Cálculo do rendimento...........................................................................................6
Síntese da p-nitro-acetanilida
1)Introdução.............................................................................................................. 6
2)Materiais utilizados................................................................................................ 7
3)Procedimento experimental................................................................................... 7
4)Reações...................................................................................................................8
De síntese...................................................................................................... 8
De confirmação............................................................................................. 9
	Materiais utilizados............................................................................9
	Procedimento experimental..............................................................9
	Conclusão...........................................................................................9
5)Teste de solubilidade................................................................................................9
	Materiais utilizados.........................................................................................9
	Procedimento experimental...........................................................................9
	6)Resultados............................................................................................................ 10
	7)Cálculo de rendimento...........................................................................................10
	8)Cálculo do desvio padrão.......................................................................................11
Síntese da p-nitro-anilina
1)Introdução............................................................................................................. 11
2)Materiais utilizados................................................................................................12
3)Cálculo da diluição do ácido sulfúrico....................................................................12
4)Procedimento experimental..................................................................................12
5)Reações..................................................................................................................13
De síntese.....................................................................................................13
De confirmação............................................................................................14
	Materiais utilizados.........................................................................14
	Procedimento experimental............................................................14
	Conclusão........................................................................................14
6)Teste de solubilidade.............................................................................................15
	Materiais utilizados......................................................................................15
	Procedimento experimental........................................................................16
	7)Purificação.............................................................................................................16
	Conceito.......................................................................................................16
Materiais utilizados......................................................................................16
	Procedimento experimental........................................................................16
8)Resultados.............................................................................................................16
	9)Cálculo do rendimento...........................................................................................17
Síntese do ácido sulfanílico
1)Introdução..............................................................................................................17
2)Materiais utilizados................................................................................................17
3)Procedimento experimental...................................................................................18
4)Reação de síntese...................................................................................................18
5)Purificação..............................................................................................................18
6)Resultados..............................................................................................................18
Síntese do ácido 4-(p-hidroxi-fenil-azo)- benzenossulfônico
1)Introdução.............................................................................................................19
2)Materiais utilizados................................................................................................19
3)Procedimento experimental..................................................................................19
4)Reação de síntese...................................................................................................20
5)Resultados.............................................................................................................20
Bibliografia.............................................................................................................................20
Introdução sobre corantes:
Desde eras primordiais, o homem era fascinado pelas cores à sua volta e se interessava em reproduzi-las. A princípio, o uso principal que o homemfazia de tintas era em pinturas rupestres. Elas eram feitas basicamente de pó de pedras tais como óxido de ferro, que tem forte coloração vermelha, misturado à gordura de animais. Sangue, argila e derivados de plantas, como carvão, também eram utilizados.
 Conforme os séculos foram passando, as técnicas se aperfeiçoaram e tintas a óleo, extraídas de plantas e animais, passaram a ser produzidas em maior escala, assim como pigmentos para tingir roupas. A falta de padronização dos corantes extraídos, a facilidade com que desbotavam sob a luz ultravioleta ou lavagens, disponibilidade e seus altos preços geravam um interesse em produzir corantes sintéticos.
Alguns exemplos de corantes naturais mais utilizados até então eram a beterraba, cochonilla (um inseto vermelho), antocianinas (presente principalmente em frutas silvestres), índigo, clorofila, pau-brasil, páprica, cúrcuma e urucum.
Apesar desse interesse, o primeiro corante sintético foi produzido por acaso em 1856. O inglês William Henry Perkin tentava sintetizar quinina em seu laboratório caseiro. Ele estava usando dicromato de sódio para oxidar sulfato de anilina. No entanto, em vez de quinina ele obteve um precipitado escuro, que sob uma análise mais cuidadosa, se mostrou roxo. Perkin explorou a potência de sua descoberta e, com apenas 18 anos abandonou os estudos e abriu sua própria indústria de corantes. A falha na síntese da quinina se deu pela quantidade de impurezas na anilina. O corante em questão foi chamado de mauve, e era adequado ao tingimento da seda. 
Após essa descoberta, muitos químicos se empenharam para sintetizar outros corantes. O impacto foi tal que até hoje o termo “anilina” é usado para designar pigmentos, sobretudo de alimentos, apesar de ser o ponto de partida para a produção de corantes, e não ser corante em si. 
Inúmeros corantes foram produzidos, com as mais diversas cores, estabilidades e finalidades. As indústrias têxtil, alimentícia, de cosméticos, de tintas e muitas outras utilizam massivamente esses compostos. Nos dias atuais quase a totalidade dos corantes utilizados são sintéticos.
As preocupações ambientais tais como desperdício e poluição da água e efeitos biológicos dos corantes vêm despertando no consumidor a tendência atual de voltar a utilizar corantes naturais, sobretudo o que diz respeito à indústria alimentícia. Esse é um dos novos desafios de químicos e engenheiros da área.
Os corantes podem ser classificados de acordo com sua estrutura química, relativamente à parte da molécula responsável pela cor (grupo cromóforo):
- corantes azoícos (grupo cromógrafo azo: -N=N-);
- corantes nitrados e nitrosados (grupo cromógrafo -NO2 ou -NO);
- corantes do difenilmetano e do trifenilmetano (derivados aminados ou hidroxilados destes compostos);
- corantes antraquinónicos (derivam da antraquinona);
- corantes acridínicos, azídicos, oxazínicos e tiazínicos (derivam da acrinina, azinas, oxazinas e tiazinas);
– corantes xanténicos (derivam do xanteno);
- corantes indigóides e tio-indigóides (derivam do índigo e do mauve);
- corantes quinoleínicos (derivam da quinoleína).
	De acordo com as condições de aplicação, é possível classificá-los como:
- corantes ácidos (formados por sais de ácidos orgânicos solúveis em água);
- corantes básicos (corantes com grupos básicos);
- corantes de mordente (exigem um tratamento prévio da fibra com mordentes);
- corantes sulfurosos (insolúveis na água, que se solubilizam por reação com sulfureto de sódio);
- corantes de cuba (antes de se aplicarem sobre a fibra, transformam-se em compostos incolores);
- corantes azoicos (formam-se diretamente no interior da fibra por reação dos produtos de partida);
- corantes dispersos (derivados do alcatrão da hulha que se empregam em estado pulverizado, juntamente com agentes de dispersão);
- corantes diretos ou substantivos (solúveis e de composição química diversa).
Objetivo dos experimentos:
	O objetivo dos experimentos é mostrar cada etapa da produção, em laboratório, de corantes a partir de um precursor produzido pelos próprios alunos. A matéria prima utilizada foi a anilina, essencial na produção destes compostos.
	Sabendo que cada experimento tem possibilidade de gerar resultados insatisfatórios, foi interessante o uso de precursores produzidos pelos alunos, pois a responsabilidade sobre o produto final (corante) era muito maior. Cada experimento era realizado com mais cuidado, para que a acumulação de possíveis falhas fosse reduzida e o produto final fosse o melhor possível. 
	Nem todos os precursores produzidos foram utilizados na produção de cada um dos corantes feitos pela turma, alguns alunos usaram precursores que outros não usaram. Na síntese do ácido 4-(p-hidroxi-fenil-azo)-benzenossulfônico foi utilizado o precursor ácido sulfanílico.
Síntese da acetanilida:
Introdução:
A acetanilida pertence ao grupo dos analgésicos e antipiréticos e foi descoberta por Cahn e Hepp em 1886 para substituir os derivados de morfina, com o nome de antifibrina. Mais tarde esses cientistas concluíram que a acetanilida é toxica, podendo causar problemas no transporte de oxigênio no organismo. Sua utilização passou a ser controlada pelo governo.
Esse composto é largamente usado na indústria como intermediário para a fabricação de corantes e fármacos.
A acetanilida é uma amida secundária e sua síntese ocorre a partir da anilina. Ela é um sólido branco e brilhoso à temperatura ambiente, tem ponto de fusão 114,3°C e ponto de ebulição 304°C. Sua forma molecular é C8H9NO e seu peso molecular é de aproximadamente 135g/mol.
Toxidade: A acetanilida destrói os glóbulos vermelhos, causando problemas no transporte de oxigênio no organismo e causa dependência com uso prolongado.
	A forma estrutural da acetanilida está representada a seguir, com suas formas de ressonância:
Materiais utilizados:
Béquer de 100ml
Bastão de vidro
Papel de filtro
Banho de gelo e sal
Água destilada
Filtro a vácuo
7,75g de anilina
9,8g de anidrido acético
Procedimento experimental:
No béquer, foram depositadas a anilina e 60 mL de água destilada. O conteúdo do béquer foi agitado com um bastão de vidro. Em agitação, foi adicionado o anidrido acético ao béquer. A mistura ficou esbranquiçada e emanou calor. O béquer foi resfriado no banho de gelo e sal por alguns minutos, até a filtração. A água destilada também permaneceu no banho de gelo e sal.
O papel de filtro foi colocado sobre o filtro e umedecido com água destilada gelada para uma melhor aderência entre o papel e o filtro e uma melhor filtração. O filtro a vácuo foi ligado e o conteúdo do béquer foi depositado lentamente sobre o papel, com o auxílio do bastão de vidro. 
Após a filtração, a acetanilida foi embrulhada em papel de filtro e guardada.
Reações
De síntese:
A anilina ataca um carbono eletrofílico do anidrido acético, quebrando a ligação entre esse carbono e uma ligação simples com o oxigênio. O ácido acético gerado dessa quebra é estabilizado por um próton doado pela água (solvente prótico da reação). A anilina é desprotonada também pela água para se estabilizar. Segue esquema abaixo.
De confirmação:
	Materiais utilizados:
Cristais de acetanilida 
Tubo de ensaio
2 mL de sulfato ferroso amoniacal 5% recentemente preparado
1 gota ácido sulfúrico 10% v/v
1 mL de solução metanólica de KOH 10%
Procedimento experimental:
 No tubo de ensaio foram colocados cristais de acetanilida, 2 ml do sulfato ferroso amoniacal, 1 gota do ácido sulfúrico e 1 ml da solução metanólica de KOH. O tubo de ensaio foi agitado e mostrou uma coloração verde. Após alguns minutos em repouso, a coloração foi escurecendo até atingir o preto.
Conclusão:
	 A solução de sulfato ferroso amoniacal é obtida a partir da dissolução de sulfato de ferro em uma solução aquosa de amônia. A adição de ácido sulfúrico promove uma reação ácido-base que gera no meio moléculas de amônia que complexam com os íons [Fe]+2 do sulfato ferroso, formando um composto de coordenação [Fe(NH3)6]2+,de coloração esverdeada, como a que foi observada no procedimento experimental. A adição de hidróxido de potássio basifica o meio e permitiria uma redução do grupo nitro e a consequente oxidação dos íons [Fe]2+ para íons [Fe]3+. Os íons Fe3+ formam um complexo com coloração castanha. O não aparecimento desta cor confirma que o produto testado não é nitrado. A coloração esverdeada confirma, então, a ausência de compostos nitrados. A coloração preta que foi observada se deve á oxidação do ferro do sulfato pelo oxigênio do ar. A cor que deve ser levada em conta para a reação de confirmação é a que aparece imediatamente após a adição de todos os reagentes.
Teste de Solubilidade:
	Materiais utilizados:
Cristais de acetanilida
Cristais de anilina
4 gotas de ácido clorídrico a 20% v/v
Tubo de ensaio
Procedimento experimental:
	Em um tubo de ensaio foi colocada uma amostra de acetanilida e 4 gotas de ácido clorídrico a 20% v/v. O tubo de ensaio foi agitado. A acetanilida não dissolveu significantemente. Para fins de comparação, uma amostra de anilina foi submetida ao mesmo teste. A anilina se dissolveu.
	Conclusão:
	Em soluções ácidas como a de ácido clorídrico haverá uma dissolução de produtos de caráter básico. Produtos como a acetanilida, fracamente ácidos, tem uma grande dificuldade em se dissolver em meio ácido. Produtos como a anilina, que tem caráter básico (pkb= 9,40), têm facilidade em se dissolver em meio ácido.
Resultados:
Após ser deixada para secar, a acetanilida adquiriu a aparência esperada. A acetanilida foi pesada na balança do laboratório, apresentando 9,8g.
Cálculo do rendimento:
Reagiram 7,75g de Anilina, que tem peso molecular de 93 g.mol-1 e foram formados 9,8g de acetanilida, que tem peso molecular de 135 g.mol-1.
Como a reação tem proporção molar de 1:1, foram calculados o número de mols de anilina e de acetanilida.
1 mol Anilina ---- 93,0g 1 mol Acetanilida ----- 135,0g
X mol Anilina ---- 7,75g y mol Acetanilida ----- 9,1g
X = 0,083 mol de Anilina y = 0,0674 mol de Acetanilida
Assim, tem-se que, se a reação obtivesse 100% de rendimento, seriam obtidos 0,083 mol de acetanilida. Como obtemos 0,0674 mols:
0,083 mol ----- 100%
0,0674 mol ----- z%
Z = 81,2%
Portanto, o rendimento da reação foi de 81,2%
Síntese da p-nitro-acetanilida
Introdução:
A p-nitro-acetanilida é um intermediário para a síntese de produtos como fármacos, aditivos e corantes. Sua funcionalidade deriva da capacidade de proteção dos sítios orto no anel aromático durante a reação. 
Toxidade: causa irritação ocular, na pele e respiratória.
A p-nitro-acetanilida tem formula molecular C8H8N2O3, peso molecular de aproximadamente 180g/mol, ponto de fusão em 214°C e ponto de ebulição em 409°C. A forma estrutural da p-nitro-acetanilida está representada a seguir, com suas formas de ressonância.
 
 
 
Materiais utilizados:
Erlenmayer de 250 ml
Béquer de 10 ml
Béquer de 500 ml
Pipeta
Banho de gelo e sal
Termômetro
Bastão de vidro
Papel de filtro
Filtro a vácuo
Gelo
Água destilada
5,95ml de ácido acético glacial
2,75ml de ácido nítrico concentrado 
13,90ml de ácido sulfúrico concentrado 
5g de acetanilida
Procedimento experimental:
No erlenmayer de 250 ml foram depositados 5g da acetanilida preparada anteriormente. A ela foram adicionados 5,95ml de ácido acético glacial. A mistura foi agitada constantemente. Ela ainda não estava completamente homogênea quando 12,15ml de ácido sulfúrico foram adicionados. O erlenmayer foi colocado no banho de gelo e sal e a temperatura foi medida com o termômetro. Quando ela atingiu 0°C a mistura sulfo-nítrica foi preparada: em um béquer de 10 ml foram depositados 2,75ml de ácido nítrico e 1,75ml de ácido sulfúrico. Essa mistura emanou calor e foi colocada no banho de gelo e sal imediatamente. Ela foi adicionada ao erlenmayer, cujo conteúdo já estava completamente homogêneo e incolor, vagarosamente, sendo gotejada com uma pipeta. Manteve-se a agitação. Depois de adicionada toda a mistura, o erlenmayer foi deixado para descansar à temperatura ambiente por 40 minutos. Ele apresentava uma coloração amarelada e um aspecto gelatinoso. Com o passar dos minutos, o conteúdo do erlenmeyer foi escurecendo até um laranja escuro. No béquer de 500 ml foi colocado uma mistura de gelo e água destilada. Ele foi colocado em banho de gelo e sal. O conteúdo do ernlenmeyer foi adicionado ao béquer e sua coloração mudou para verde claro imediatamente. Ele adquiriu um aspecto espumoso. O béquer permaneceu em banho de gelo e sal até a filtração, assim como a água destilada.
O papel de filtro foi colocado sobre o filtro e umedecido com água destilada gelada para uma melhor aderência entre o papel e o filtro e uma melhor filtração. O filtro a vácuo foi ligado e o conteúdo do béquer foi depositado lentamente sobre o papel, com o auxílio do bastão de vidro. Foram feitas repetidas lavagens com água gelada para remover ácidos residuais.
Após a filtração, a p-nitro-acetanilida foi embrulhada em papel de filtro e guardada.
Reações:
Reação de síntese: 
Na reação exotérmica que ocorre na mistura sulfo-nítrica, o ácido nítrico age como base de Brönsted-Lowry, recebendo um próton do ácido sulfúrico, como mostra o esquema abaixo.
O ácido nítrico protonado pode dissociar-se, formando um íon nitrônio, como mostrado abaixo:
O íon nitrônio, que é um eletrófilo, reage com o anel aromático da acetanilida, rico em elétrons. O grupo amida da acetanilida é orto para dirigente. Tal grupo é volumoso e a nitração na posição orto está impedida estericamente. Assim, a nitração para é favorecida como mostrado abaixo:
O ácido sulfúrico desprotonado desprotona a acetanilida, estabilizando-a, como mostra o esquema abaixo. O catalisador (ácido sulfúrico) é regenerado.
De confirmação:
	Material utilizado:
Cristais de p-nitro-acetanilida 
Tubo de ensaio
2 ml de sulfato ferroso amoniacal 5% recentemente preparado
1 gota ácido sulfúrico 10% v/v
1 ml de solução metanólica de KOH 10%
Procedimento experimental:
No tubo de ensaio foram colocados cristais de p-nitro-acetanilida, 2 ml do sulfato ferroso amoniacal, 1 gota do ácido sulfúrico e 1 ml da solução metanólica de KOH. O tubo de ensaio foi agitado e mostrou uma coloração preta. 
Conclusão:
	 A solução de sulfato ferroso amoniacal é obtida a partir da dissolução de sulfato de ferro em uma solução aquosa de amônia. A adição de ácido sulfúrico promove uma reação ácido-base que gera no meio moléculas de amônia que complexam com os íons [Fe]+2 do sulfato ferroso, formando um composto de coordenação [Fe(NH3)6]2+, de coloração esverdeada. A adição de hidróxido de potássio basifica o meio e permite a redução do grupo nitro e a consequente oxidação dos íons [Fe]2+ para íons [Fe]3+. Os íons Fe3+ formam um complexo com coloração castanha escura, como a que foi observada no procedimento experimental. O aparecimento desta cor confirma que o produto testado é nitrado.
Teste de Solubilidade:
	Material utilizado:
Cristais de p-nitro-acetanilida
Gotas de etanol
Tubo de ensaio
		Procedimento experimental:
		Cristais de p-nitro-acetanilida e algumas gotas de etanol a frio foram inseridos em um tubo de ensaio. O tubo de ensaio foi agitado. A p-nitro-acetanilida foi dissolvida por completo.
Resultados:
Após a p-nitro-acetenilida secar, sua aparência ficou de acordo com o esperado. Seu peso foi de 9,1g (com o papel de filtro que pesava 0,8g). 
Cálculo do rendimento:
	Reagiu-se 5g de acetanilida, que tem peso molecular igual a 135 g.mol-1 e, como o papel de vidro pesou 0.8g, obtiveram-se 8,3g de p-nitro-acetanilida, que tem peso molecular de 180 g.mol-1.
	Sabendo que a relação molar entre acetanilida e p-nitro-acetanilida na reação é de 1:1, tem-se que calcular a quantidade de acetanilida e de p-nitro-acetanilida em mol:
1 mol Acetanilida ------- 135g 1 mol p-nitro-acetanilida-------- 180g
X mol acetanilida ------- 5g y mol p-nitro-acetanilida -------- 8,3g
X = 0,037 mol de acetanilida y = 0,046
Espera-se a formação de 0,037 mol de p-nitro-acetanilida, porém obtém-se 0,046, que corresponde a:
0,037 ----- 100%
0,046 ----- z%
Z = 124,32%
Esse valor pode ser decorrente da umidade remanescente no produto, ou seja, a p-nitro-acetanilida pode não ter secado totalmente.
O professor analisou no espectrômetro de massas amostras da p-nitro-acetanilida produzidas pela turma. A tabela abaixo mostra as porcentagens em massa de nitrogênio, carbono e hidrogênio nas amostras.
	Amostra
	N%
	C%
	H%
	PNAIB
	12,17
	42,31
	4,76
	LUIS1F
	14,52
	51,14
	4,4
	MLLM
	12,78
	43,27
	4,4
	BEELU
	13,06
	42,99
	4,32
	UDSON
	13,94
	49,26
	4,48
O cálculo abaixo mostra os valore das porcentagens em massa de nitrogênio, carbono e hidrogênio teóricos:
Nitrogênio: Há dois átomos de nitrogênio em uma molécula de p-nitro-acetanilida, cujos pesos moleculares são de 14g/mol.
2 x 14g/mol x 100% = 15,55%
 180g/mol
Carbono: Há oito átomos de carbono em uma molécula de p-nitro-acetanilida, cujos pesos moleculares são de 12g/mol.
8 x 12g/mol x 100% = 53,33%
 180g/mol
Hidrogênio: Há oito átomos de carbono em uma molécula de p-nitro-acetanilida, cujos pesos moleculares são de 1g/mol.
8 x 1g/mol x 100% = 4,44%
 180g/mol
A partir da tabela e dos cálculos teóricos é possível constatar que a turma não produziu uma quantidade expressiva de compostos polinitrados. Porcentagens em massa de nitrogênio menores que as teóricas podem indicar que uma pequena parte das moléculas de acetanilida não foi nitrada. A presença de impurezas na amostra também pode resultar em diferenças em relação às porcentagens teóricas. A presença de impurezas também explica a porcentagem encontrada de carbono abaixo do valor esperado. A porcentagem de hidrogênio está concordante com o esperado.
Cálculo do desvio padrão:
Média da porcentagem de N = 13,282%
Média da porcentagem de C = 45,794%
Média da porcentagem de H = 4,472%
Calculando o desvio médio para os valores da amostra BEELU, a amostra analisada no relatório:
N: 13,06 – 13,282 = -0,222
C: 42,99 – 45,794 = -2,804
H: 4,32 – 4,472 = -0,152
Calculando o desvio padrão, temos:
DPN = 0,256%
DPC =3,767%
DPH = 0,164%
Síntese da p-nitro-anilina
Introdução:
A p-nitro-anilina é uma amina aromática que pode ser utilizada como inibidor de corrosões, bem como na preparação de antioxidantes, aditivos para combustíveis, pesticidas, agente antissépticos, remédios e sínteses farmacêuticas.
Tem fórmula C6H6N2O2, apresenta ponto de ebulição a 336°C, ponto de fusão a 149°C e peso molecular de aproximadamente 138g/mol
Toxidade: causa irritação quando entra em contato com olhos e pele.
A forma estrutural da p-nitro-anilina está representada a seguir, com suas formas de ressonância:
 
 
Material utilizado:
Balão de 125 ml
Béquer de 150 ml 
Panela
Óleo de cozinha
Placa de aquecimento
Suporte
Garras (três)
Mufas (três)
Condensador de ar
Termômetro
Agitador magnético
Bastão de vidro
Papel de filtro
Água destilada
Banho de gelo
Hidróxido de sódio 20% em excesso
3,75g de p-nitro-acetanilida
Ácido sulfúrico 98% m/m
Cálculo da diluição do ácido sulfúrico:
Desejava-se obter uma solução 20 ml de ácido sulfúrico 70% m/m a partir de uma solução de 98% m/m, sabendo que a concentração da solução era 184g/100 ml. Para isso, foram feitos os seguintes cálculos:
70% m/m de ácido = 70g de ácido + 30g água
Em 100 ml da solução original: 
184g de ácido ----- 100%				100 ml ----- 180,32g
x de ácido ----- 98% 				 y ------ 70g
x = 180,32g 						y = 38,04ml
38 ml de ácido + 30 ml de água = 68 ml de solução
	38 ml de ácido ----- 68 ml de solução	
	z de ácido ------ 20 ml de solução 
	z = 11,2ml		20 ml de solução – 11,2ml de ácido = 8,8ml de água
Assim, foram necessários de 11,2ml de ácido sulfúrico 98% e 8,8ml de água destilada para obter a solução de 20 ml de ácido sulfúrico 70% desejada.
Procedimento experimental:
No balão de 125 ml foram depositados 3,75g de p-nitro-acetanilida e 20 ml de ácido sulfúrico 70% preparados anteriormente. Também foi colocado no balão o agitador magnético. A água destilada foi deixada em banho de gelo. Foi preparado o sistema de refluxo. Em cima da placa do suporte, foi colocada a placa de aquecimento e em cima desta, a panela com óleo de cozinha. Na haste do suporte, com suas respectivas garras e mufas, foram apoiados o condensador de ar e o balão com a mistura. A abertura do balão foi encaixada na abertura inferior do condensador. Mais uma garra e uma mufa foram usadas para pendurar o termômetro. A mangueira inferior do condensador de ar foi conectada ao ralo. A mangueira superior do mesmo foi ligada a uma saída de água do laboratório O condensador de ar foi virado de cabeça para baixo até que fosse completamente preenchido de água. Depois, foi desvirado e encaixado novamente à haste do suporte. O bulbo do termômetro e o balão estavam tocando apenas o óleo, não a panela. 
A placa de aquecimento foi ligada, a saída de água foi aberta e quando a temperatura atingiu 150°C a primeira gotícula escorreu pelo condensador.
O conteúdo do balão, que era um amarelo muito claro, ficou castanho. Após esfriar um pouco, o conteúdo do balão foi vertido em um béquer de 150 ml que continha água gelada. A mistura foi agitada com o bastão de vidro. Também foi adicionado o hidróxido de sódio durante a agitação. 
O papel de filtro foi colocado sobre o filtro e umedecido com água destilada gelada para uma melhor aderência entre o papel e o filtro e uma melhor filtração. O filtro a vácuo foi ligado e o conteúdo do béquer foi depositado lentamente sobre o papel, com o auxílio do bastão de vidro. Foram feitas repetidas lavagens com água gelada para remover ácidos ou bases residuais.
Após a filtração, a p-nitro-anilina foi embrulhada em papel de filtro e guardada.
Reações:
De síntese:
Um hidrogênio do ácido sulfúrico protona a amina da p-nitro-acetanilida. Um dos pares eletrônicos sobressalentes da água é atraído pela alta eletrofilicidade da carbonila. Tal eletrofilicidade é aumentada quando o nitrogênio vizinho é protonado, pois sua carga positiva atrai a densidade eletrônica da molécula, fazendo com que o carbono da carbonila se torne ainda mais pobre em elétrons. O esquema abaixo ilustra a reação:
Quando a molécula de água se liga à carbonila, a ligação PI da mesma se rompe, deixando o oxigênio com uma carga negativa. O oxigênio da água, por estar fazendo uma ligação além das duas que o estabilizam, fica com carga positiva. A água recebe um próton da água que se ligou à carbonila e doa um próton para o oxigênio que está com carga negativa, como mostrado abaixo:
Ocorre clivagem da ligação entre o nitrogênio e o carbono. O carbono em questão regenera a ligação PI entre o oxigênio para se estabilizar e gera ácido acético. O oxigênio que está ligado ao carbono da carbonila é atraído pelo par de elétrons livre do nitrogênio, que se protona. Esse hidrogênio também é atraído pelos pares de elétrons livres do oxigênio, gerando uma carga formal positiva no mesmo. O esquema abaixo mostra a reação:
A base tem função de retirar o hidrogênio que promove a movimentação do próton citada. Assim, depois de adicionado o hidróxido de sódio, a p-nitro-anilina e o ácido acético estabilizam-se em suas formas neutras.
De confirmação:
	Material utilizado:
Cristais de p-nitro-anilina
Cristais de p-nitro-acetanilida
Gotas de aldeído p-dimetilaminobenzoico em ácido acético glacial 
Vidro de relógio (dois)
	Procedimento experimental:
	Em um vidro de relógio, cristais de p-nitro-anilina foram misturadas com gotas de aldeído p-dimetilaminobenzoico em ácido acético glacial. A coloração observada foi um vermelho intenso, o que confirma a presença de uma base de Schiff. O mesmo procedimentofoi realizado com cristais de p-nitro-acetanilida para comparação, e o resultado também foi o aparecimento da coloração vermelha.
	Conclusão:
	Bases de Schiff são aquelas que têm uma amina aromática, tais como a p-nitro- anilina. Assim, o aparecimento da cor vermelha intensa confirma a presença de aminas aromáticas no composto produzido. A p-nitro-acetanilida não contém uma amina aromática, mas uma amida, e teoricamente não deveria haver o aparecimento da cor vermelha. Isso é explicado pela hidrólise que a p-nitro-acetanilida sofre. O ataque da água promove a transformação de p-nitro-acetanilida em p-nitro-anilina, como mostrado abaixo.
 
 
 
A água protona a carbonila da p-nitro-acetanilida e a ligação dupla dessa carbonila se cliva, formando uma ligação simples para estabilizar o oxigênio. O carbono ligado a esse hidrogênio fica com uma valência livre, e a água se liga a ele. O oxigênio que era da água fica com carga positiva e um de seus hidrogênios faz prototropismo entre o oxigênio e o nitrogênio próximo. Um dos pares de elétron dos oxigênios ligados ao carbono ligado ao nitrogênio constrói uma dupla ligação com o carbono. Este para se estabilizar, cliva a ligação com o nitrogênio e forma ácido acético. A p-nitro-anilina desprotonada formada recebe um hidrogênio da água e se estabiliza.
Assim, a confirmação de presença de amina aromática na p-nitro-acetanilida ocorre, pois ela sofre hidrólise, e gera compostos com aminas aromáticas.
Teste de solubilidade:
	Material utilizado
Cristais de p-nitro-anilina
Béquer de 250 ml 
Água destilada
Tubo de ensaio
Placa de aquecimento		
	Procedimento experimental
	Cristais de p-nitro-anilina e água destilada foram inseridos em um tubo de ensaio. O tubo de ensaio foi agitado. Houve uma leve dissolução da p-nitro-anilina. Um béquer de 250 ml foi preenchido até aproximadamente a metade com água e colocado em cima de uma placa de aquecimento. O tubo de ensaio com água e p-nitro-anilina foi inserido no béquer com água. Conforme a água no interior do tubo de ensaio foi se aquecendo, a p-nitro-anilina se solubilizava. Ela se solubilizou por completo.
Purificação:
	Conceito:
	Um modo eficiente de purificar produtos químicos sólidos é a recristalização. O fator crítico na recristalização é a escolha solvente. Ele deve ser um bom solvente a altas temperaturas e um mal solvente a baixas temperaturas. Isso permite solubilizar o composto e suas impurezas (a altas temperaturas) e posteriormente regenerar o caráter sólido do produto, conforme o solvente esfria. Como as impurezas, em geral, não recristalizam com o produto, elas ficam retidas no solvente. Assim, depois de totalmente recristalizado, o produto é filtrado, separando o solvente e impurezas do produto em si. É um método simples que aumenta significantemente a pureza dos produtos.
	No teste de solubilidade da p-nitro-anilina foi possível constatar que a água têm as características necessárias para ser usada como solvente de recristalização deste produto.
Material utilizado:
P-nitro-anilina
Erlenmayer 250 ml (três)
Béquer de 250 ml
Água destilada
Agitador magnético
Placa de aquecimento
Funil de líquidos
Filtro a vácuo
Bastão de vidro
Aro
Papel de filtro
Mufa
Garra
Suporte
Procedimento experimental:
 A p-nitro-anilina que não foi utilizada na reação de confirmação nem no teste de solubilidade foi inserida em um erlenmayer. Um béquer com água destilada foi colocado em cima da placa de aquecimento. Quando foi possível observar que a água começava a entrar em ebulição um pequeno volume foi vertido no erlenmayer. Uma pequena parte da p-nitro-anilina se solubilizou. O procedimento foi repetido até que toda a p-nitro-anilina tivesse se solubilizado, com o cuidado para que fosse utilizado o mínimo de solvente possível. O erlenmayer com a p-nitro-anilina também foi colocado em cima da placa de aquecimento, para que estava sendo água adicionada aos poucos não esfriasse e desse início ao processo de recristalização. Um agitador magnético foi inserido no erlenmayer para auxiliar no processo de solubilização do produto.
Após a completa solubilização, foi montado o filtro. Em um suporte foi fixado um aro com o auxílio de uma garra e uma mufa. No aro foi colocado o funil de líquidos e neste, o papel de filtro pregueado. Em baixo do funil foi colocado um segundo erlenmayer. Um pouco de água fervente foi derramada no filtro para aquecer o sistema. Apesar de a temperatura no primeiro erlenmayer ainda estar alta, ela provavelmente baixou alguns graus durante a montagem do filtro e foi possível ver alguns cristais de p-nitro-anilina. Levando em consideração que o erlenmayer estava em cima da placa de aquecimento ligada, é possível supor que estivesse desregulada. O conteúdo do primeiro erlenmayer foi vertido no filtro. Alguns cristais ficaram retidos no primeiro erlenmayer.
Após a filtração o segundo erlenmayer foi deixado para esfriar lentamente, à temperatura ambiente. Depois de perder parte da umidade, a solução com p-nitro-anilina que ficou retida no papel de filtro começou a cristalizar. O professor lavou o filtro e o primeiro erlenmayer com água fervente, derramando a água com p-nitro-anilina em um terceiro erlenmayer. Nesse também foi inserido o agitador magnético, e foi colocado em cima da placa de aquecimento. Depois de solubilizar por completo, foi deixado para esfriar lentamente, à temperatura ambiente.
Foi observada uma diferença de cor entre ambos os ernlenmeyer. O segundo erlenmayer estava com uma coloração alaranjada e o terceiro, amarelada. Na mesma aula foi possível ver o aparecimento de cristais do segundo erlenmayer. Na aula seguinte, foi feita uma comparação visual. Os cristais do segundo erlenmayer era pequenos e bem finos. Os cristais do terceiro erlenmayer eram bem mais compridos e um pouco mais grossos. 
Os cristais foram filtrados a vácuo, separadamente. O filtro a vácuo foi ligado e o conteúdo dos ernlenmeyer foi depositado lentamente sobre o papel, com o auxílio do bastão de vidro.
		Os cristais de p-nitro-anilina foram embrulhados em papel de filtro e guardados separadamente.
Resultados:
Após secar, a p-nitro-anilina apresentou a aparência esperada. Seu peso foi de 5,3g (com o papel de filtro que pesava 0,8g). Após a recristalização, os cristais do segundo e do terceiro erlenmayer apresentaram diferenças. Os cristais do segundo erlenmayer era pequenos e bem finos. Os cristais do terceiro erlenmayer eram bem mais compridos e um pouco mais grossos. Os cristais do terceiro erlenmayer apresentavam um grau de pureza mais alto.
Cálculo de rendimento:
A proporção molar entre a p-nitro-acetanilida e a p-nitro-anilina é de 1:1. Observa-se que, da reação de 3,5g de p-nitro-acetanilida, obtém-se 4,5g de p-nitro-anilina. Calculando o numero de mols em cada amostra, tem-se:
1 mol p-nitro-acetanilida ---- 180g 1 mol p-nitro-anilina ----- 138g
X mol p-nitro-acetanilida ---- 3,75g y mol p-nitro-anilina ----- 4,5g
X = 0,020 mol p-nitro-acetanilida y = 0,032 mol de p-nitro-anilina
Calculando a porcentagem do rendimento:
0,020 ----- 100%
0,032 ----- z%
Z = 160%
Esse valor pode ser decorrente da umidade remanescente no produto, ou seja, a p-nitro-anilina pode não ter secado totalmente.
Síntese do ácido sulfanílico
Introdução:
O ácido sulfanílico é um produto químico usado para produzir corantes, aditivos e como padrão primário para a produção de soluções padrão para a indústria farmacêutica. É um sólido branco e brilhoso à temperatura ambiente, tem ponto 288°C. Sua fórmula molecular é C6H7NO3S e tem peso molecular de 173g/mol.
Sua forma estrutural está representada a seguir:
Suas formas de ressonância: 
Materiais utilizados:
Balão de 250 ml
Béquer de 250 ml
Condensador de ar
Banho de gelo e sal
Papel absorvente
Termômetro
Agitador de magnético
Panela
Óleo de cozinha
Bastão de vidro
Papel de filtro
Água destilada
Gelo
5ml de anilina
12ml de ácido sulfúricoconcentrado
Procedimento experimental:
No balão de 250 ml foram depositados 5 ml de anilina e 12 ml de ácido sulfúrico concentrado. O ácido foi adicionado lentamente. O balão permaneceu no banho de gelo até o final da adição. Foi inserido no balão o agitador magnético. A água destilada foi deixada em banho de gelo durante todo o processo. Foi preparado o sistema de refluxo. Em cima da placa do suporte, foi colocada a placa de aquecimento e em cima desta, a panela com óleo de cozinha. Na haste do suporte, com suas respectivas garras e mufas, foram apoiados o condensador de ar e o balão com a mistura. A abertura do balão foi encaixada na abertura inferior do condensador. Mais uma garra e uma mufa foram usadas para pendurar o termômetro. A mangueira inferior do condensador de ar foi conectada ao ralo. A mangueira superior do mesmo foi ligada a uma saída de água do laboratório O condensador de ar foi virado de cabeça para baixo até que fosse completamente preenchido de água. Depois, foi desvirado e encaixado novamente à haste do suporte. O bulbo do termômetro e o balão estavam tocando apenas o óleo, não a panela. Antes de mergulhar o balão no óleo ele foi seco com um papel absorvente.
Houve muita oscilação de temperatura, o que pode ter interferido na sulfonação adequada. A temperatura, que deveria se manter entre 185°C e 190°C, chegou a 195°C.
Uma hora após o sistema montado atingir 185°C, o aquecedor foi desligado e o sistema do condensador de ar, suspenso para esfriar.
Um béquer de 250 ml foi preenchido até 100 ml com água destilada e gelo e deixado em banho de gelo. Após o balão esfriar, seu conteúdo foi vertido para o béquer, agitando vigorosamente com um bastão de vidro durante e adição. O béquer foi deixado para descansar por 10 minutos à temperatura ambiente.
O papel de filtro foi colocado sobre o filtro e umedecido com água destilada gelada para uma melhor aderência entre o papel e o filtro e uma melhor filtração. O filtro a vácuo foi ligado e o conteúdo do béquer foi depositado lentamente sobre o papel, com o auxílio do bastão de vidro. Foram feitas repetidas lavagens com água gelada para remover ácidos residuais.
 Reação de síntese:
Um hidrogênio do ácido sulfúrico protona o nitrogênio da anilina. Considerando que o carbono ligado ao nitrogênio seja o carbono 1, a ligação dupla entre os carbonos 2 e 3 se quebra e dois dos hidrogênios no nitrogênio ligam-se aos carbono 2 e 3, formando uma ligação simples. A valência do nitrogênio fica incompleta, e o íon [HSO4]- liga-se ao par de elétrons livre. O enxofre liga-se ao carbono 6, e a regeneração da ligação dupla entre os carbonos 2 e 3 promove a saída do íon [NH2]-. Sendo o grupo [HSO3]- um grupo orto-para dirigente e considerando o impedimento estérico que o grupo proporciona na posição orto, o produto majoritário é o para. O esquema abaixo ilustra a reação. Os produtos orto e até mesmo polissulfonados também são produtos da reação, mas em menor quantidade. Temperaturas acima de 190°C favorecem compostos polissulfonados.
Resultados:
Após secar, o ácido sulfanílico apresentou a aparência esperada. Seu peso foi de 4,8g (com o papel de filtro) 
Cálculo do rendimento:
Sabendo que a densidade da anilina é 1,02g, temos que 5 mL de anilina correspondem a 5,1g da mesma. Além disso, sabemos que foram produzidos 4g de ácido sulfanílico. Como a proporção molar é 1:1, encontramos o número de mols de anilina que foram reagidos e o número de mols produzidos de ácido sulfanílico.
1 mol anilina - 93g			1 mol ác. Sulfanílico - 173g
X mol anilina - 5,1g			y mol ác. Sulfanílico - 4g
x = 0,05 mol de anilina			y = 0,023 mol de ácido sulfanílico
Se a reação tivesse rendimento de 100%, obteríamos 0,05 mols de ácido sulfanílico. Calculando o rendimento, temos:
0,05 mol - 100%
0,02 mol - z%
Z = 40%
O rendimento da reação foi de 40%.
Síntese do ácido 4-(p-hidroxi-fenil-azo)-benzenossulfônico
Introdução:
Corante de cor laranja avermelhada que é usado especialmente na indústria de tecidos.
Sua fórmula é C12H10N2SO3e seu peso molecular é de aproximadamente 190g/mol.Sua forma estrutural está representada a seguir;
Materiais utilizados:
Béquer de 50 ml (dois)
Béquer de 100 ml
Pote de comida de criança
Termômetro
Água destilada
Bastão de vidro
Banho de gelo e sal
4,3ml de hidróxido de sódio
0,9g de fenol
1 ml de ácido clorídrico concentrado
0,7g de nitrito de sódio
0,5g de carbonato de sódio
1,5g de ácido sulfanílico
Procedimento experimental:
No pote de comida de criança foram colocados 1,5g de ácido sulfanílico preparado anteriormente, 25 ml de água destilada e 0,5g de carbonato de sódio. Imediatamente após a adição de carbonato de sódio foi possível ver o conteúdo do pote soltando gases (gás carbônico derivado da degradação do ácido carbônico formado). Ele foi agitado com o bastão de vidro até a completa homogeneização e então foi colocado em banho de gelo e sal. A aparência da mistura era incolor. Em um béquer de 50 ml foram colocados 0,7g de nitrito de sódio e 5 ml de água destilada. O conteúdo do béquer também foi agitado até a completa homogeneização. Depois de homogeneizado, foi vertido lentamente para o pote, que foi mantido sob agitação constante. O conteúdo do pote permaneceu incolor. No momento em que estava sendo adicionado mais gelo ao banho de gelo e sal uma pequena pedra de gelo caiu no pote. Um termômetro foi inserido no mesmo para que fosse possível acompanhar as mudanças de temperatura do meio reacional, que não poderia ultrapassar 5°C. A temperatura variou entre 2°C e 4°C. Em outro béquer de 50 ml foram colocados 5 ml de água destilada e 1 ml de ácido clorídrico concentrado. O conteúdo do béquer foi vertido lentamente para o pote, que foi mantido sob agitação constante. O conteúdo do pote apresentou uma coloração laranja. A este ponto do experimento a temperatura do meio reacional não poderia ultrapassar 10°C. A temperatura se manteve aparentemente constante em 4°C. No béquer de 100 ml foram colocados 4,3ml de hidróxido de sódio e 0,9g de fenol, pesado na balança. Esse béquer foi colocado em banho de gelo por alguns instantes. Depois, foi vertido lentamente para o pote, que foi mantido sob agitação constante. O conteúdo do pote apresentou uma coloração avermelhada. O pote foi deixado no banho de gelo por 15 minutos, agitado ocasionalmente.
Reação de síntese:
O ácido sulfanílico perde um hidrogênio ácido ligado ao oxigênio ligado ao enxofre para o solvente prótico (água). Os íons [H3O]+ doam um hidrogênio para o nitrogênio, gerando um íon zwitteriônico. Quando o carbonato de sódio é adicionado os íons sódio se ligam com o grupo [SO3]- e o carbonato recebe um hidrogênio do nitrogênio carregado positivamente, gerando bicarbonato. O bicarbonato recebe um próton da água gerando o ácido carbônico. Este se separara em água e gás carbônico.
A protonação do nitrito de sódio em água ocorre a partir da doação de hidrogênio pelo ácido clorídrico. Ao serem adicionados dois hidrogênios em um mesmo átomo de oxigênio do nitrito, há saída de água e formação do íon [NO]+.
Os elétrons livres da amina do composto nitrogenado atacam o íon [NO]+, formando uma ligação entre nitrogênios e carregando positivamente o nitrogênio que atacou o íon. A água o abstrai. O ácido clorídrico protona o oxigênio da dupla ligação com o nitrogênio e a ligação dupla entre nitrogênios é formada para que o oxigênio não fique positivamente carregado. Desse modo, o nitrogênio fica e o último hidrogênio ligado a ele é abstraído pela água. O ácido clorídrico protona o mesmo oxigênio uma segunda vez e o grupo [H2O] sai como água, gerando uma tripla ligação entre nitrogênios e carregando positivamente o nitrogênio ligado ao anel aromático.
Os íons [Cl]- atraem o sódio e formam cloreto de sódio. Assim, há formação de um zwitterion mais uma vez. O esquema abaixo ilustra a reação descrita, exceto a protonação do nitrito de sódio.
Quando o fenol é adicionado seu grupo hidroxila orienta a formação de uma ligaçãona posição para com o nitrogênio neutro. Para permitir isso, ocorre uma quebra em uma ligação pi da ligação tripla, gerando uma dupla e formando o ácido 4-(p-hidroxi-fenil-azo)-benzenossulfônico.
Resultados:
O corante apresentou a coloração laranja esperada. Entretanto, segundo a monitora, ele estava um pouco mais líquido que o ideal. Esse fato pode ter relação à pedra de gelo que caiu no pote durante o experimento.
Bibliografia:
<http://www.cidadeverde.com/alcide/alcide_txt.php?id=17399> “Descubra como eram feitas as pinturas rupestres”
<http://aprendendoporai.blogspot.com.br/2011/09/do-que-eram-feitas-as-tintas-das.html> “De que eram feitas as pinturas pré-históricas”
<http://wol.jw.org/pt/wol/d/r5/lp-t/102007129 “Tingimento de tecidos no passado e no presente”
<http://umaquimicairresistivel.blogspot.com.br/2011/03/corantes-sinteticos-o-inicio.html> “Corantes sintéticos: o início”.
<http://www.ipef.br/tecprodutos/corantes.asp> “Corantes naturais: fontes, aplicações e potencial para uso da madeira”
 <http://chemindustry.ru/4-NitroAniline.php>
http://www.merckmillipore.com/brazil/chemicals/4-nitroacetanilida/MDA_CHEM-820880/p_MPab.s1L5oUAAAEWjOEfVhTl
https://www.wolframalpha.com/
	Handbook of Chemistry and Phisics
	Química Orgânica – Volume único – John McMurry.