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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DA FRONTEIRA SUL CAMPUS LARANJEIRAS DO SUL CURSO DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS ANTONIO KRASNIEVIZ RODRIGUES BRENDA VIEIRA DE JESUS BRUNO PAULINO DE SÁ PEREIRA QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL PRATICA 5°: SÍNTESE DE ACETANILIDA LARANJEIRAS DO SUL 2018 2 1. Introdução: A acetanilida (C8H9NO) é uma amida e foi um dos primeiros analgésicos a serem introduzidos (Na Alemanha e na França). Tem aparência de um sólido cristalino branco. É solúvel em água quente, álcool, éter, clorofórmio, acetona, glicerol e benzeno. Sua estrutura química é: A síntese ocorre pela reação de acetilação da anilina, a partir do ataque nucleofílico do grupo amino sobre o carbono carbonílico do anidrido acético, assim o ácido acético será eliminado, formando um subproduto da reação, como demonstrado no esquema abaixo: Calculo do número de mol de anidrido acético: Como compostos orgânicos sintetizados são facilmente contaminados, ou seja, raramente puros, deve haver uma purificação desse composto. Para a sua purificação é usada a técnica de recristalização que consiste em “dissolver o sólido em um solvente quente e logo esfriar lentamente. Na baixa temperatura, o material dissolvido tem menor solubilidade, ocorrendo o crescimento de cristais”. (Rodrigues, 2013) O crescimento dos cristais tem que ser lento, pois, irá formar cristais grandes e puros, as moléculas conseguirá se depositar em retículos cristalinos. É bastante comum e apropriado o uso do carvão ativo pois ele é adsorvente, ajudando assim na retirada de impurezas. Garantindo assim um melhor resultado. Na escolha do solvente ele deve ser optar por um que: Proporcione uma fácil dissolução da substância a altas temperaturas. Deve proporcionar pouca solubilidade da substância a baixas temperaturas. Deve ser quimicamente inerte (ou seja, não deve reagir com a substância). 3 Deve possuir um ponto de ebulição relativamente baixo (para que possa ser facilmente removido da substância recristalizada). Deve solubilizar mais facilmente as impurezas que a substância. 2. Objetivo: O objetivo desse experimento é realizar a síntese da acetanilida, posterior purificação por recristalização e determinação da pureza pelo ponto de fusão e o seu rendimento. 3. Materiais: Béquer de 250 ml Agitador magnético Funil de Buchner Papel filtro Erlenmeyer de 250 ml Bastão de vidro Espátula 4. Procedimentos: A baixo estão descritos os procedimentos experimentais efetuados para a síntese da acetanilida e sua purificação. 4.1. Síntese da Acetanilida. Na capela, foi preparado em um béquer de 250 mL, uma suspensão de 0,55 g de acetato de sódio anídrico, em 2,0 mL de ácido acético glacial. Juntamente com a mistura foram adicionados 1,75 mL de anilina em constate agitação. Em seguida foi adicionados 2,50 mL de anidrido acético, em pequenas porções. Ao final da reação, foi despejado juntamente com a mistura reacional 120 mL de água destilada. A mistura foi resfriada em banho de gelo até observar-se que não ocorria mais a formação de cristais. Os cristais formados foram filtrados no funil de buchner e lavados com água destilada. 4 4.2. Recristalização: Em um erlenmeyer de 250 mL foi aquecido 100 mL de água destilada e em outro erlenmeyer a acetanilida a ser recristalizada foi adicionada juntamente com pedrinhas de porcelana porosa, a água quente foi adicionada a mistura observando-se para adicionar a menor quantidade possível suficiente para efetuar a total dissolução da acetanilida. Foi adicionados 0,4 g de carvão ativo (equivalente a 2% da massa total da mistura), a mistura foi posta em aquecimento por alguns minutos e posteriormente filtrada a quente para a remoção do carvão avivo. A mistura foi deixada em repouso até a total formação de cristais e novamente foi filtrada, o filtrado foi posto na capela para secagem e posteriormente a massa resultante medida e o rendimento calculado. 5. Resultado e discussão: A baixo está demostrado como foi calculado o rendimento obtido da síntese de Acetanilida. 5.1. Calculo do rendimento: Inicialmente foi observado a reação de formação da acetanilida (mostrada abaixo) e a partir da estequiometria da reação foi possível calcular o rendimento obtido. Primeiramente foi calculado o número de mol de anilina e de anidrido acético adicionados na reação para identificar o reagente limitante e o reagente em excesso como mostrado abaixo. 5 5.2. Calculo do número de mol de anilina: Onde o volume da anilina utilizada foi de 1,75 mL, sendo que o mesmo possui densidade igual a 1,02 g/mL e massa molar de 93,13 g/mol: anilinamol0,019n g/mol93,13 g1,78n molarMassa massamoldenúmero g1,78m mL1,75*g/mL1,02m m*Dm Volume massaDencidade 5.3. Calculo do número de mol de anidrido acético: Considerando que o volume utilizado do reagente foi de 2,5 mL, sendo que o mesmo possui densidade igual a 1,08 g/mL e massa molar igual a 102,8 g/mol, o número de mol é identificado da seguinte forma: acéticoanidridodemol0,026n g/mol102,8 g2,70n molarMassa massamoldenúmero g2,70m mL2,50*g/mL1,08m m*Dm Volume massaDencidade 6 Observando a estequiometria da reação entre a anilina e o anidrido acético onde a mesma é de 1:1 e considerando o número de mol de cada adicionados a reação foi determinando que o reagente limitante da reação é a anilina. Por tanto para calcular o rendimento máximo possível devemos utilizar o valor da massa de anilina adicionados na reação, considerando que para formar 1 mol de acetanilida equivalente a 133 g, necessita-se de 93,13 g de anilina equivalente a 1 mol de anilina, mas o valor fornecido na reação é de 1,78 g, a partir destes dados a massa de rendimento máximo é obtida, como mostrado a seguir: aAcetaniliddeg2,54X Xg1,78 aacetaniliddeg133anilinadeg93,13 Considerando as massas e volumes dos reagentes utilizados foi determinado que o rendimento máximo possível de ser obtido é de 2,54 g de acetanilida. 5.4. Cálculo do rendimento obtido: Ao final do processo de secagem do produto extraído foi obtido uma massa igual a 0,490 g de produto (acetanilida), a partir do valor máximo possível de obtenção é calculado e identificado o rendimento, onde o cálculo foi efetuado da seguinte forma: rendimento de 19,29%X Xprodutodeg0,490 100% aacetaniliddeg2,54 Por tanto o rendimento obtido foi de 19,29%, o mesmo pode ser considerando baixo, mas justificado por inúmeros fatos que podem ter influenciado, como o processo de filtragem que o mesmo pode ter sido efetuado antes do termino da total cristalização da acetanilida, pode ter ocorrido a perca de produto ao efetuar trocas entre recipientes nos diversos processos efetuados. 7 6. Conclusão: A reação entre a anilina e o anidrido acético é uma reação rápida e exotérmica, pois houve aumento de temperatura no momento da reação. A acetanilida sintetizada é solúvel em água quente, mas pouco solúvel em água fria, por isso a agua fria foi utilizada recristalização do produto. Foi possível observar que no processo de purificação ocorreram perdas, devido à transferência de recipientes ou até mesmo no processo de cristalização.A opção por fazer a destilação da anilina, foi bastante favorável para o rendimento da reação, pois se comparadas às faixas de pontos de fusão obtidas para a reação com a anilina bruta e posterior recristalização e com a anilina destilada, nota-se que foi alcançado o mesmo grau de pureza. Portanto, a purificação dos reagentes antes da síntese favorece o rendimento da reação. 8 7. Referencias: Rodrigues, J. (10 de outubro de 2013). Purificação de uma substância por Recristalização – Laboratório Online. Fonte: Fciências: https://www.fciencias.com/2013/10/10/purificacao- substancia-recristalizacao-laboratorio-online/
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