álcoois

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CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
COORDENAÇÃO DE ENSINO TÉCNICO
Laboratório de Química Orgânica II – Turma: Módulo 2 – T1
Profª Ana Maria de Resende Machado
Data da prática: 22/02/2019
Artur Lima Vieira
Barbara Vitoria de Sousa Marciano
Eduardo Manoel Dutra
 análise qualitativa de álcoois
Belo Horizonte
Março, 2019
Introdução
Os alcoóis compreendem ao grupo funcional de substâncias que possuem a hidroxila (-OH) ligada em carbono saturado. Essas substâncias podem ser classificadas em primárias, secundárias e terciárias, de acordo com o tipo de carbono (primário, secundário e terciário) que a hidroxila está ligada. [1].
 A presença do grupo hidroxila (OH) torna os alcoóis compostos polares diferente dos hidrocarbonetos, o que ocorre é que entre a cadeia carbônica e o oxigênio da hidroxila existe uma diferença de eletronegatividade gerando assim uma resultante de momento dipolo diferente de zero, com cargas parcialmente positivas no carbono e hidrogênio, e cargas parcialmente negativas no oxigênio. Como é polar o mesmo realizará interações polares, neste caso têm-se um átomo de hidrogênio (polo parcialmente positivo está ligado á um dipolo negativo de átomo de F, O ou N formando assim interações particularmente fortes entre os dipolos, chamadas de ligações de hidrogênio [2]. Devido ao fato da molécula hidroxila formar ligações de hidrogênio, um interação forte, a evaporação das moléculas é dificultada pois necessitam de mais energia para vencer as forcas atrativas desta ligação. Isso resulta em um ponto de ebulição mais alto. Além disso, o grupo hidroxila é responsável pelo comportamento hidrofílico dos alcoóis, é importante dizer que a medida que se aumenta a cadeia carbônica (parte apolar) este comportamento se torna menos pronunciável [3].
A aplicação do álcool é muito variada, podendo ser para produção de bioetanol, bebidas alcoólicas, cosméticos, fármacos, detergente, tintas, revestimentos, como solventes, etc... [4]. Como principal representante dos alcoóis têm-se o etanol que possui atividade bactericida e por isto frequentemente usado como desinfetante e antisséptico. Além disso, os alcoóis tem grande importância para transformações laboratoriais e bioquímicas de compostos orgânicos. Eles podem ser convertidos em muitos tipos de compostos, como alquenos, aldeídos, cetonas, ácido carboxílico e ésteres. 
Objetivou-se na prática a investigação da reatividade de algumas amostras de alcoóis e assim diferenciá-las a partir de alguns testes, como teste de densidade e solubilidade, para identificar possíveis diferenças relacionadas às estruturas químicas dos mesmos, além disso, verificou-se capacidade de oxidação, capacidade de reação com haletos, caráter ácido, formação de metil-cetonas, e comportamento em combustão.
Metodologia
Materiais
- Balão volumétrico 10 mL
- Balança analítica
- Tubos de ensaio
- Suporte para tubos de ensaio
- Pipetas Pasteur
- Espátula 
- Béqueres
- Placas de Petri
- Capsulas de porcelana
- Palito de fósforo
Reagentes
- Etanol 95%
- Isopropanol
- Butanol 99,4%
- Tercbutanol 99%
- Metanol
- Isobutanol
- Isopentanol
- Água destilada
- Hexano
- Bicromato de potássio 0,1e/L
- Ácido sulfúrico 
- Reativo de Lucas (Ácido clorídrico concentrado e cloreto de zinco)
- Sódio metálico
- Fenolftaleína
- Hidróxido de sódio 10% p/v
- Solução de lugol
2.3. EPI’s e EPC’s
- Jaleco
- Luvas de látex
- Capela de exaustão
2.4. Procedimento
2.4.1. Densidade e solubilidade
Mediu-se em balança semi-analitica o peso de quatro balões volumétricos de 10 mL então se transferiu para os mesmos 10 mL dos alcoóis: etanol, isopropanol, butanol e tercbutanol. Com o auxílio de uma balança analítica mensurou-se a massa do balão agora com álcool e calculou-se a densidade de cada um destes.
Identificaram-se tubos de ensaio de acordo com o álcool que seria transferido estes, tais quais os utilizados no teste de densidade. Com o auxílio de uma pipeta Pasteur transferiu-se 1 mL do respectivo álcool e água destilada para os tubos. Agitaram-se os tubos e observaram-se as alterações.
Repetiu-se este procedimento, porém substituindo a água destilada por hexano.
2.4.2. Oxidação energética
Transferiu-se para tubos de ensaio identificados 1 mL dos álcoois: etanol, isopropanol e tercbutanol. Adicionou-se a cada tubo 1 mL de solução de bicromato de potássio e 4 gotas de ácido sulfúrico. Agitou-se a solução e observaram-se as alterações.
2.4.3. Teste de Lucas
Transferiu-se para tubos de ensaio identificados 0,5 mL dos mesmos álcoois citados no último procedimento. Adicionou-se a cada tubo 1,5 mL de Reativo de Lucas pela parede do mesmo. Não agitou-se e observaram-se as alterações.
2.4.4. Reação com sódio metálico
Transferiu-se para placas de Petri 1 mL de cada álcool citado e adicionou-se um pequeno fragmento de sódio metálico a cada uma. Mensurou-se o tempo de reação e as alterações no sistema. Adicionaram-se algumas gotas de fenolftaleína a solução e observaram-se as alterações.
2.4.5. Teste do iodofórmio
Transferiu-se para tubos de ensaio 1 mL de cada álcool já citados e 2 mL de água destilada. Homogeneizou-se o sistema e adicionou-se em seguida 1 mL de hidróxido de sódio e de solução de lugol. Agitou-se e verificou-se precipitação no sistema.
2.4.6. Reação de combustão
Transferiu-se para capsulas de porcelana 2 mL dos álcoois: metanol, etanol, isopropanol, butanol, isobutanol e isopentanol. Com o auxílio de um palito de fósforo iniciou-se a combustão destes álcoois e observaram-se as características das chamas de cada um.
Resultados e discussão
Os álcoois compreendem ao grupo funcional de substâncias que possuem a hidroxila (-OH) ligada em carbono saturado. Essas substâncias podem ser classificadas em primárias, secundárias e terciárias, de acordo com o tipo de carbono (primário, secundário e terciário) que a hidroxila está ligada. [1].
Os álcoois são derivados de hidrocarbonetos nos quais um ou mais hidrogênios de um hidrocarboneto foram substituídos por um grupo funcional hidroxila. A presença do grupo hidroxila(OH) torna os álcoois compostos polares diferente dos hidrocarbonetos, o que ocorre é que entre a cadeia carbônica e o oxigênio da hidroxila existe uma diferença de eletronegatividade gerando assim uma resultante de momento dipolo diferente de zero, com cargas parcialmente positivas no carbono e hidrogênio, e cargas parcialmente negativas no oxigênio. Como é polar o mesmo realizará interações polares, neste caso têm-se um átomo de hidrogênio (polo parcialmente positivo está ligado á um dipolo negativo de átomo de F, O ou N formando assim interações particularmente fortes entre os dipolos, chamadas de ligações de hidrogênio [2]. Devido ao fato da molécula hidroxila formar ligações de hidrogênio, um interação forte, a evaporação das moléculas é dificultada pois necessitam de mais energia para vencer as forcas atrativas desta ligação. Isso resulta em um ponto de ebulição mais alto. Além disso, o grupo hidroxila é responsável pelo comportamento hidrofílico dos álcoois, é importante dizer que a medida que se aumenta a cadeia carbônica (parte apolar) este comportamento se torna menos pronunciável [3].
A aplicação do álcool é muito variada, podendo ser para produção de bioetanol, bebidas alcoólicas, cosméticos, fármacos, detergente, tintas, revestimentos, como solventes, etc. [4]. Como principal representante dos álcoois têm-se o etanol que possui atividade bactericida e por isto frequentemente usado como desinfetante e antisséptico. Além disso, os álcoois tem grande importância para transformações laboratoriais e bioquímicas de compostos orgânicos. Eles podem ser convertidos em muitos tipos de compostos, como alquenos, aldeídos, cetonas, ácido carboxílico e ésteres. 
A prática realizada em laboratório teve como objetivo investigara reatividade de algumas amostras de álcoois e diferenciá-las a partir de alguns testes, como teste de densidade e solubilidade, para identificar possíveis diferenças relacionadas às estruturas químicas dos mesmos, além disso, verificou-se capacidade de oxidação, capacidade de reação com haletos, caráter ácido, formação de metil-cetonas, variações de coloração e velocidade
3- Resultados e discussão 
O quadro abaixo representa as análises de solubilidade em água e solvente orgânico e densidade de alguns álcoois 
Quadro 1- Solubilidade em água e hexano e densidade de alguns álcoois 
	Álcool
	Solubilidade
	Densidade 
(g/mL)
	Nome 
	Estrutura 
	Água
	Hexano
	Encontrada
	Tabelada (20°C)
	Etanol
	
	M
	M
	0,80793
	0,790
	Isopropanol
	
	M
	M
	0,79031
	0,785
	Butanol
	
	IM
	M
	0,79281
	0,810
	Terc-butanol
	
	M
	M
	0,79890
	0,780
Legenda: M- Miscível
 IM- Imiscível 
Os álcoois de cadeia pequena são infinitamente solúveis em água devido a presença de interação intermolecular do tipo ligação de hidrogênio, a medida que se aumenta sua cadeia carbônica, diminui-se sua solubilidade em água e aumenta-se sua solubilidade em solvente orgânico. Além disso a solubilidade também depende do arranjo espacial da molécula. Foi possível verificar este comportamento na prática já que os álcoois de cadeia menor o etanol e isopropanol foram miscíveis em água e o álcool de cadeia maior o butanol foi imiscível, além do que o terc-butanol foi miscível devido a seu arranjo, como já dito acima. Em relação as densidades encontradas e tabeladas podemos dizer que não se houve grande discrepância de valores.
O quadro abaixo representa as reações que foram utilizadas na prática para caracterização de alguns álcoois.
Quadro 2- Reações para caracterização de alguns álcoois 
	Álcool
	Oxidação com
K2Cr2O7/H2SO4
	Reação com HCl/ ZnCl2
	Reação com Na metálico
	Teste do iodofórmio
	Nome
	Classificação
	
	
	
	
	Etanol
	Primário
	Azul-esverdeado
	Não turvou
	Efervescência
rápida
	Formou precipitado amarelo
	Isopropanol
	Secundário
	Azul- esverdeado
	Não
turvou
	Efervescência
moderada
	Formou precipitado
amarelo
	Terc-Butanol
	Terciário
	Laranja 
	Turvou
	Efervescência lenta
	Não formou precipitado
Oxidação com K2Cr2O7/H2SO4: A reação ocorre com a mudança de cor do bicromato de potássio de laranja para azul-esverdeado indicando assim a redução do seu nox. Para os álcoois têm-se que os mesmos reagiram caso tenham hidrogênio ligado a carbono oxigenado, ou seja, carbono que possui a hidroxila, sendo assim e possível através das estruturas dos álcoois verificar quais reagiram, as mesmas estão representadas no quadro abaixo 
Quadro 3- Estruturas dos álcoois utilizados na prática das reações de caracterização
	Álcool 
	Estrutura
	Etanol 
	
	Isopropanol 
	
	Terc-Butanol 
	
 
 Logo podemos dizer que o etanol (álcool primário) e isopropanol (álcool secundário) reagiram e o terc-butanol não reagirá. Foi possível verificar o comportamento citado na prática já que o bicromato de potássio alterou sua cor na reação com etanol e isopropanol e se manteve laranja com o terc-butanol.
 Já tratando das reações, o etanol (álcool primário) se oxida a aldeído, a reação está representada na figura abaixo. 
Figura 1- Oxidação do etanol a aldeído. 
 O isopropanol (álcool secundário) se oxida a cetona, a reação esta representada pela figura abaixo.
Figura 2- Oxidação do isopropanol a cetona.
 
O terc-butanol não se oxida, a reação esta representada pela figura abaixo.
Figura 3- Reação de oxidação do terc-butanol
A figura abaixo mostra o resultado visto na prática
Figura 4- Oxidações dos álcoois com bicromato de potássio 
Reação com HCl/ZnCl2: O teste verifica a diferença de reatividade das três classes de álcoois relativamente aos haletos de hidrogênio, a formação de um cloreto de alquilo a partir de um álcool é denunciada pela turvação que se produz quando o cloreto se separa da solução. A reação é de substituição e ocorre com formação de carbocátion, este por sua vez só será formado se possuir estabilidade, a estabilidade dos carbocátions está representada pela figura abaixo: 
Figura 5- Estabilidade dos carbocátions 
Sendo assim, através das estruturas demonstradas no Quadro 3 é possível dizer que o terc-butanol (álcool terciário) e isopropanol (álcool secundário) reagiram. O álcool terciário reage quase que instantaneamente devido a alta estabilidade, foi possível verificar isto na prática. O álcool secundário também reage, porém como é menos estável que o terciário reage mais lentamente, na prática não foi possível verificar a reação já que a reação ocorre lentamente. O álcool primário é instável então não ocorrerá reação. As reações dos álcoois com reagente de Lucas estão representadas pelas figuras abaixo 
Figura 6- Reação do terc-butanol com reagente de Lucas 
Figura 7- Reação do isopropanol com reagente de Lucas 
Figura 8- Reação do etanol com reagente de Lucas
 
Reação com sódio metálico: Ocorre com liberação de gás hidrogênio e formação de base forte, que pode ser verificada com adição de fenolftaleína que se tornara rosa, a reação ocorre pois os metais alcalinos e alcalinos terrosos deslocam os hidrogênio da hidroxila dos álcoois realizando assim uma ligação iônica com o oxigênio e formando alcóxi ou alcóxidos de metais (base forte). A decrescência da velocidade da reação verificada se deve a cadeia carbônica presente em cada álcool, quanto maior a mesma menos polar será o álcool e menor sua interação com o sódio para formação da ligação iônica. Devido a isto o etanol (menor cadeia) apresentou efervescência rápida, seguido do isopropanol e por ultimo o terc-butanol (maior cadeia). As reações estão representadas nas figuras abaixo: 
Figura 9- Reação do etanol com o sódio metálico 
Figura 10- Reação do isopropanol com sódio metálico 
Figura 11- Reação do terc-butanol com sódio metálico
Teste do iodofórmio: É um teste que não é característicos de álcoois sendo utilizado na caracterização de metil-cetonas. A reação nos álcoois ocorrerá naqueles que possuírem metila terminal ligada ao carbono que contem o grupamento metila, isto ocorre pois os hipo-haletos (NaOI- hipoiodito) são capazes de oxidar os álcoois em questão e estes formarão metil-cetonas e que posteriormente reagirão e formarão precipitado amarelo. Sendo assim, no teste somente o isopropanol (álcool secundário) deveria ter precipitado, pois só este cumpre os requisitos citados assim, e de fato o mesmo precipitou. Porém o etanol também precipitou, isto se deve ao fato de que no etanol utilizado tinha-se presença de contaminantes tais quais cetonas e isopropanol, logo como as cetonas e o isopropanol formam precipitado foi possível verificar o mesmo no etanol. A reação do iodofórmio com o isopropanol está representada pela figura abaixo.
Figura 12- Reação do iodofórmio com o isopropano
O quadro abaixo representa os resultados encontrados na combustão de alguns álcoois.
Quadro 4- Reação de combustão de alguns álcoois 
	Álcool 
	Cor da chama 
	Velocidade comparativa
	Presença de fuligem
	Nome
	Estrutura 
	
	
	
	Metanol
	
	Incolor
	Muito rápida
	Ausente
	Etanol
	
	Azulada
	Rápida
	Ausente
	Isopropanol
	
	Em sua maioria azul e um pouco amarelada
	Lenta
	Ausente
	Isobutanol
	
	Em sua maioria amarela e um pouco de azulado
	Lenta 
	Ausente
	Isopentanol
	
	Amarela com mínimo de azulado 
	Lenta 
	Ausente 
A combustão dos compostos oxigenados possui chama azulada característica, a mesma se torna mais clara a medida que se aumenta a proporção de oxigênio no composto e se torna mais amarela e fuliginosa a medida que se aumenta a cadeia carbônica. O comportamento foi verificado na prática já que o metanol, que possui um carbono e logo maior proporção de oxigênio apresentou chama azulada tão claraque chega a ter aparência incolor, e o isopentanol que possui a maior cadeia carbônica apresentou chama amarela apenas com traços de um fundo azulado. A reação de combustão dos álcoois analisados esta apresentada pela figura abaixo
Figura 13- Reação de combustão dos álcoois 
 
Referências Bibliográficas
[1] MACHADO, A. M. R.; et al. Química Orgânica Prática. Belo Horizonte: CEFET-MG, 2006, 65 p.
[2] SOLOMONS, T. W. G.; FRYHLE, C. B. Química Orgânica. Vol. 1, 7 ed. LTC, 2009. 
[3] VOLLHARDT, P. ; SCHORE, N. Química Orgânica: Estrutura e Função. 6ª ed. Porto Alegre: Bookman Editora Ltda., 2013.
[4] Disponível em: <http://www.essentialchemicalindustry.org/chemicals/ethanol.html>. Acesso em : 08 de Março de 2019