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FACULDADE DE OURO PRETO DO OESTE – UNEOURO MANTIDA PELAS ESCOLAS UNIDAS DE OURO PRETO DO OESTE CURSO: FARMÁCIA DISCIPLINA: QUÍMICA ORGÂNICA PRÁTICA Nº 01 RESINA FORMOL – URÉIA E ESTUDO DO ACETILENO Acadêmica: Lunara Costa Teixeira Prof. Vonivaldo G. Leão 08 de Outubro de 2018 ESTÂNCIA TURÍSTICA DE OURO PRETO DO OESTE Outubro de 2018. 1 INTRODUÇÃO 1.1 RESINA FORMOL – URÉIA Formol/ formaldeído ou ainda metanal (CH2O) é uma substância orgânica, homogênea formada por água e o menor aldeído que existe. Descoberto em 1859 acidentalmente por Butlerov, quando tentava preparar metilenoglicol. Tem como característica um cheio muito forte, podendo a vir causar irritabilidade nos olhos e garganta. Na maioria das vezes é utilizado em solução aquosa de 37%. É muito utilizado em laboratórios, produção de bactericidas, plastificantes, borrachas, resinas sintéticas e cosméticos. A exposição direta e frequente o torna prejudicial à saúde, podendo vir a causar câncer ou até mesmo a morte por intoxicação. Já a ureia (CH4N2O) é um composto orgânico pertencente à função amina. É cristalino e incolor. É encontrado de forma natural na urina e suor dos mamíferos. Foi com a síntese da ureia que em 1828, Friedrich Wohler através de aquecimento de cianato de amônio conseguiu sem querer derrubar a teoria de que compostos orgânicos não poderiam ser produzidos em laboratório. Usado frequentemente na indústria farmacêutica como diuréticos, também usado em outras, para a fabricação de papel, plástico, resinas, fertilizantes, etc. A resina ureia-formol é um composto denominado polímero de condensação. Polímeros de condensação são formados por macromoléculas oriundas de estruturas menores, os monômeros, sendo esses de baixa massa molecular. São formados a partir de reações de polimerização, com a eliminação de uma substância mais simples (como água ou HCl). Em sua cadeia principal além de átomos de carbono tem a possibilidade de apresentar elementos como: enxofre, nitrogênio, oxigênio, etc. Devido ao custo beneficio das matérias primas, baixa combustão a resina ureia-formol se tornou uma das mais utilizadas na fabricação de painéis de madeira aglomerada e de painéis de fibras de média densidade. 1.2 ESTUDO DO ACETILENO O acetileno/etino (C2H2) é um gás hidrocarboneto mais simples da classe dos alcinos, obtido através da reação entre água líquida em temperatura mais amena e o carbureto de cálcio resultando no gás e hidróxido de cálcio. Utilizado como combustível dentro de soldadores (maçaricos), para soldar e cortar metais de alta resistência térmica, devido à capacidade de atingir até 3000ºC. Também é utilizado como matéria prima para produção de borrachas sintéticas, polímeros (PVA e PVC) e fibras têxteis. Pode ser usado na síntese de compostos orgânicos como ácido acético e álcool etílico ou ainda na produção de explosivos por conta da sua alta instabilidade e poder de combustão. Acetileno ainda age no amadurecimento artificial de frutas por meio de processos ainda não conhecidos, porém esse tem menor êxito que o etileno. O contato com o acetileno não representa um grande risco a saúde, mas como ele tem a capacidade de diminuir o suprimento de oxigênio no meio, caso tenha a inalação em grandes quantidades pode causar falta de ar, dor de cabeça e em concentrações acima de 40% pode levar ao colapso e perda da consciência. 2 OBJETIVOS A intenção desta aula prática é para conhecer melhor as reações que acontecem entre a ureia e formol para a formação do polímero de condensação e também como pode ser obtido o gás acetileno. Sabermos as utilizações e características de ambos. 3 PARTE EXPERIMENTAL 4.1 Materiais e Reagentes 4.1.1 Reagentes: - Ácido clorídrico (HCl): (20 gotas); - Formol (5 ml) (10 ml); - Ureia (CH4N2O) (5 g) (10 g); - Carbureto de cálcio (CaC2); - Água destilada (200 ml); - Fenolsulfoftaleína (C19H14O5S). (3 a 6 gotas) 4.1.2 Vidrarias: - Espátula; - Bastão de vidro; - Funil de Buchnner; - Kitassato; - Cadinho de porcelana; 4.2 Procedimentos Experimentais 1º Parte: Resina ureia- formol A experiência é realizada por processos de adição entre os compostos ureia e formol com a finalidade de obter-se a resina. Procedimentos: - No cadinho de porcelana adiciona-se formol e a ureia; - Mexer com o bastão de vidro até a ureia se dissolver no formol; - Após, adiciona se o ácido clorídrico agitar rapidamente uma vez e reservar para observamos a reação de formação da resina. A confirmação da reação será o produto obtido: uma resina que é insolúvel em água, caracterizando o polímero. 2º Parte: Obtenção e caracterização do gás acetileno: Para a síntese e caracterização do Gás Acetileno e os seus subprodutos: Procedimentos: - Adaptar uma das pontas de uma mangueira de silicone a um kitassato; - A outra ponta da mangueira no bico de bunsem; - Coloque a água no kitassato; - Pese cerca de 3 gramas de carbureto; - Coloque o carbureto na água e feche rapidamente o kitassato com uma rolha apropriada. - Espere até 30 segundos e acenda o bico de bunsem. - Espere até que a chama se apague por não haver mais gás sendo produzido. - Remova a rolha do kitasso e pingue de 3 a 6 gotas de fenolftaleína e observe a reação. OBS.: Muito cuidado ao acender o bico de bunsem, uma vez que o gás acetileno é extremamente inflamável. A caracterização do gás acetileno poderá ser observada na água, pois o carbureto em contato com a mesma a fará borbulhar, exalando o gás com um odor irritante. Sua alta combustão será visto no bico de bunsem assim que for aceso. Os subprodutos obtidos será visto após adicionar a fenolftaleína na água, indicando a formação de base (Hidróxido de cálcio/cal hidratado [Ca(OH)2)]). 4 CARACTERISTICAS DOS REAGENTES Constantes físicas, características e periculosidade dos reagentes e produtos. Substância d (g/cm3) Mol (g/mol) p.f. (°C) p.e. (°C) Solubilidade Característica OBS/Cuidados Ácido clorídrico (HCl) 1,18 Sol. 37% 36, 4610 114,17 (puro) ‐85 (puro) Em água: solúvel em q.q. proporção À temperatura ambiente, é um gás incolor com odor forte e ligeiramente amarelado. Irritante e corrosivo para qualquer tecido com que tenha contato. A exposição a níveis baixos produzem irritação na garganta e nariz. Dependendo da concentração, pode produzir desde uma leve irritação até queimaduras graves na pele e olhos, pode levar até o estreitamento dos bronquíolos, acumulando líquido nos pulmões, podendo levar a morte. Formol (CH2O) 1,1 30.03 -92 96 Em água, álcool, acetona, éter. A temperatura ambiente é liquido e claro com odor característico. Produto tóxico por inalação, ingestão e contato com a pele, corrosivo, inflamável. Ureia (CH4N2O) 1,32 60,06 132.7 Água, glicerol, etanol. Sólido branco inodoro Substância produzida no fígado a partir da amônia, resultante do metabolismo das proteínas, sendo eliminada através da urina. Também pode ser sintetizada no laboratório. Carbureto de cálcio (CaC2); 2,15 64.1 772 >1600 Solubilidade em água Sólidobranco. A inalação do produto poderá causar irritação nas vias respiratórias causando tosse e espirros, se a exposição for prolongada causa queimação, dores e inflamação nas vias respiratórias. 5 RESULTADOS E DISCUSSÃO 5.1 1º Parte: Resina ureia- formol Em um béquer adicionamos a ureia e o formol, mexendo sem parar com o bastão de vidro, conforme a ureia ia se dissolvendo no formol observamos uma reação endotérmica (uma reação mais lenta), onde o recipiente ficou gelado, indicando que há absorção do calor. Após, a mistura foi transferida para o cadinho de porcelana, visto que nessa fase deu para se observar que a mesma ficou com uma consistência gelatinosa. Em seguida foi adicionado o ácido clorídrico de forma rápida, agitando com o bastão de vidro, observamos então a reação altamente exotérmica, liberação de calor, o ácido agindo como catalisador, acelerando a reação, reagindo rápido e formando uma massa pastosa branca, e logo ouve a formação da resina, porem não como esperada, ela ficou esfarelada. Como experimento foi realizado seguindo o protocolo estabelecido, mas não obtivemos sucesso, o professor ajustou as medidas para podermos realiza-lo. Em um recipiente plástico foi adicionado aproximadamente 25 gramas de ureia com 40 ml de formol, com o bastão de vidro foi se dissolvendo, novamente observamos a reação endotérmica, visto que a solução se tornou gelatinosa. Depois de dissolvido a ureia no formol foi adicionada o ácido clorídrico inicialmente 20 gotas, visto que a reação não acontecia, foi adicionado mais 5 gotas. Agitando bem a solução a reação exotérmica começou, e a mistura se tornou esbranquiçada (figura 1), e de imediato resultou em uma massa branca e pastosa, e com o tempo se solidificou formando a resina, polímero por condensação (figura 2). Ao sentir na mão, estava bem quente. Assim obtivemos sucesso no experimento. Figura 1. Inicio da reação exotérmica. Figura 2. Resina formol-ureia. 5.2 2º Parte: Obtenção e caracterização do gás acetileno: O Carbureto de cálcio (CaC2) é um composto inorgânico que reage com a água formando um composto orgânico e uma base (ácido acetileno e hidróxido de cálcio). Seguindo o procedimento experimental, depois de fixados as mangueiras colocaram-se 200 ml de água dentro do kitassato, escolhido uma mostra do carbureto foi colocado dentro do recipiente e rapidamente fechado com a rolha, vimos de imediato à reação entre o carbureto e água, onde a mesma começou a borbulhar, aberto a válvula de segurança acendeu o bico de bunsem, a chama foi alta (figura 3) e o bico de bunsem não aguentou a combustão e acabou derretendo. Figura 3. Momento em que foi aceso o bico de bunsem. Visto isso para a segunda turma, visando não danificar outro equipamento foi adaptado o experimento: Usando um recipiente plástico (bacia pequena) com água, foi adicionado as 6 gotas de Fenolsulfoftaleína, e a mostra de carbureto de cálcio, imediatamente começou a reação, a água começou a ficar com a cor avermelhada indicando a presença de base, o hidróxido de cálcio. Riscado o fósforo sobre a água a chama acendeu, identificando o gás acetileno, exalando um odor forte (figura 4). Figura 4. Reação entre CaC2 e água, com indicador de base. 6 CONCLUSÃO Através da prática dos experimentos podemos concluir que os polímeros são estruturas muito importantes em nosso mundo, onde assim como o gás acetileno é a matéria prima de diversos produtos que precisamos. Do experimento da resina formol-ureia vale enfatizar que a reação depende de todo um equilíbrio para ter sucesso, depende do pH, temperatura, tempo de reação, concentração e da sequência de reações. O segundo experimento podemos concluir o quanto combustível é o gás acetileno, e como um composto inorgânico pode se dar origem a um orgânico. 7 BIBLIOGRAFIA DIAS, Diogo Lopes. "Formol"; Brasil Escola. Disponível em: <https://brasilescola.uol.com.br/quimica/formol.htm>. Acesso em 14 de outubro de 2018. FONSECA, Bruna Teixeira. “Acetileno”. Disponível em:< https://www.infoescola.com/compostos-quimicos/acetileno/> Acesso em: 16 de outubro de 2018. SOUZA, Líria Alves de. "Acetileno"; Brasil Escola. Disponível em: <https://brasilescola.uol.com.br/quimica/acetileno.htm>. Acesso em 21 de outubro de 2018. KATSUKAKE, Alexandre. Uma revisão sobre a resina uréia-formadeído (RUF) empregada na produção de painéis de madeira reconstituída. 2009. Trabalho de conclusão de curso (licenciatura - Química) - Universidade Estadual Paulsita, Faculdade de Ciências, 2009. Disponível em: <http://hdl.handle.net/11449/119522>. Acesso em 14 de outubro de 2018.
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