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FUNDAÇÃO TÉCNICO-EDUCACIONAL
SOUZA MARQUES
QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL3
SÍNTESE DOSCORANTES:
VERMELHO DE MONOLITE
E
ALARANJADO ll
Scarlett Ruiz de Oliveira
Rio de Janeiro, 01 de Novembro de 2018
Scarlett Ruiz de Oliveira
Relatório técnico apresentado como requisito parcial para obtenção de aprovação na disciplina de Química Orgânica Experimental 3, no Curso de Química-Bacharel, na Faculdade Técnico Educacional Souza Marques.
Prof. Monique Gonçalves
Rio de Janeiro, 01 de Novembro de 2018
OBJETIVO
Sintetizar através de procedimento prático o corante 1-(p-nitro-fenil-azo)-2-naftol (vermelho de monolite), a partir da Anilina. E o corante 4-(2-hidroxi-naftil-azo)benzenossulfônico (alaranjado 2) a partir do ácido sufanílico.
INTRODUÇÃO
A tintura de tecidos é uma arte que começou há milhares de anos e a disponibilidade comercial de corantes é enorme. A tecnologia moderna no tingimento consiste em dúzias de etapas que são escolhidas de acordo com a natureza da fibra têxtil, características estruturais, classificação e disponibilidade do corante para aplicação, propriedades de fixação compatíveis com o destino do material a ser tingido, considerações econômicas e muitas outras.
Corantes são usados principalmente na indústria têxtil. Dentre os corantes, os derivados de anilina são empregados para colorir tecidos, madeiras e outros produtos. A p-nitro-anilina é um composto químico de fórmula C6H6N2O2. Pode ser definida como uma anilina acrescida de um grupo funcional nitro na posição 4, ou ainda como um nitrobenzeno acrescido de um grupo funcional amina na posição para.
Nitroderivados, geralmente quando líquidos possuem odores característicos e são insolúveis em água, com grande índice de refração em uma densidade maior que a unidade. São sólidos cristalinos em sua maioria, sendo que a maioria dos nitroderivados é ligeiramente colorida, geralmente de um tom amarelado (a intensidade da cor aumenta com o número de radicais nitro).
Esta substância é normalmente usada como um intermediário importante na síntese de corantes de “vermelho para”, o primeiro corante azoico.
Os corantes azos são azocompostos referentes a compostos químicos que carregam o grupo funcional R-N=N-R', em que R e R‘ podem ser tanto uma arila quanto uma alquila. O grupo N=N é chamado de azo. Muitos dos derivados mais estáveis contêm duas ou mais arilas devido ao deslocamento de elétrons. É por causa desse deslocamento que muitos azocompostos possuem sua coloração típica, sendo, então, usados como tinturas (SOLOMONS), eles são compostos coloridos, insolúveis em água, que são realmente sintetizados sobre a fibra durante o processo de tingimento. Nesse processo a fibra é impregnada com um composto solúvel em água, conhecido como agente de acoplamento (e.g. naftol) que apresenta alta afinidade por celulose. Aminas aromáticas em meio ácido e à baixas temperaturas (0ºC – 5ºC) dão origem a compostos conhecidos como sais de diazônio. No caso da fenilamina, em meio acidificado com ácido clorídrico, forma se o cloreto de benzeno-diazônio, a adição deste sal provoca uma reação com o agente de acoplamento já fixado na fibra e produz um corante insolúvel em água. Os grupos -OH e -NH2, em um anel benzênico, direcionam a acoplagem com sal de diazônio para as posições orto e para; estes efeitos dependem do pH, pois ambos grupos são ionizáveis.(SOLOMONS). Por isso estes azocompostos podem dar origem a diferentes cores e tonalidades, infinitamente. As reações de acoplamento envolvem o ataque do íon diazônio ao anel aromático. Este reagente, por ser fracamente eletrofílico e só é capaz de reagir, na maioria dos casos, com substratos ativos, como fenóis e aminas.
O esquema geral da reação pode ser representado como se segue:
Esta reação é bastante influenciada pelo pH do meio reacional. Quando fenóis são usados como substrato, a reação é acelerada em meio fracamente alcalino. Sob estas condições, uma boa parte do fenol está presente como íon fenóxido, que é mais reativo. A alcalinidade da solução não deve ser muito alta, entretanto, porque isto inativaria o sal diazônio:
As reações de acoplamento com aminas são conduzidas em meio levemente ácido. Nestas condições, o sal diazônio é bastante reativo e o grupo amino não é muito desativado. Os produtos resultantes destas reações são chamados compostos azoicos. Estes compostos são bastante coloridos e são, por isso, utilizados como corantes. A seguir, algumas preparações que envolvem reações de acoplamento de sais de diazônio são realizadas no laboratório. É importante lembrar que, como estes sais são nstáveis, são preparados e utilizados imediatamente.
MATERIAIS E REAGENTES
Materiais
Bécher
Bastão de Vidro
Espátula
Pipeta
Banho de gelo
Funil de decantação 
Proveta graduada
Vidro de relógio
Papel de filtro
Reagentes
p-nitro-anilina ( C6H6N2O2)
Ácido Clorídrico (HCl)
Nitrito de Sódio (NaNO2)
Papel de amido iodetado
Cristal de KI (Iodeto de Potássio)
β-naftol (C10H8O)
Etanol (C2H5OH)
Cloreto de p-nitro-benzeno-diazônico
Ácido Sulfanílico (C6H7NO3S)
Carbonato de Sódio (Na2CO3)
Hidróxido de Sódio (NaOH)
Cloreto de Sódio (NaCl)
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Vermelho de Monolite
Preparação do Cloreto de p-nitro-benzeno-diazônico
Em um bécher de 250 ml colocou-se 1,75 gramas de p-nitro-anilina (preparada anteriormente) e água suficiente para solubilizar a mesma. Após a solubilização parcial, adicionou-se 3,8 ml de HCl concentrado (d=1,17) e 10 gramas de gelo picado. Em seguida adicionou-se lentamente uma solução de 0,9 gramas de Nitrito de Sódio (NaNO2) em 2 ml de água lentamente e com agitação sob banho de gelo e sal. Deixou-se a solução em repouso por aproximadamente 10 minutos e fez-se um teste com papel de amido iodetado. O papel foi preparado através da imersão de uma tira de papel em solução bastante diluída de amido em água quente, contendo cristal de KI (Iodeto de Potássio). Terminada a etapa de diazotação, manteve-se a solução a baixa temperatura até a hora do acoplamento (0 - 5ºC).
Reação de Acoplamento do Sal de Diazônio com β-naftol em Meio Ácido
Em um bécher de 250 ml dissolveu-se 1,8 gramas de β-naftol em 40 mL de etanol, manteve-se a temperatura a aproximadamente 5ºC por meio de banho de gelo. Transferiu-se a solução resfriada para um funil de decantação e gotejou-se lentamente sobre a solução de Cloreto de p-nitro-benzeno-diazônico (preparado anteriormente) agitando-se continuamente com o bastão de vidro e mantendo-se sempre a temperatura em torno de 5ºC, com o auxílio do banho de gelo e sal grosso. Após o fim da adição, agitou-se a mistura continuamente por cerca de 15 minutos.
Pesou-se um papel de filtro e anotou-se o resultado. Colocou-se o papel de filtro e a solução em um funil de filtração a vácuo e o no qual foi possível a separação da parte sólida do corante. Retirou-se o corante juntamente com o papel de filtro, obtendo assim, o produto final ainda úmido que foi deixado no laboratório para secagem. No dia seguinte, pesou-se o papel filtro com o corante sólido para o cálculo de rendimento.
Alaranjadoll
Preparação do Cloreto de p-sulfo-benzeno-diazônio
Em um bécher de 250 ml colocou-se 1,5g de ácido sulfanílico (preparado anteriormente), 25ml de água e 0,6 g de carbonato de sódio agitando até a sua dissolução, em seguida juntou se uma solução de 0,75g de nitrito de sódio em 4ml de água. Sob banho de gelo e sal mantendo sempre a solução em baixa temperatura (5ºC) adicionou lentamente uma solução de 1ml de HCl concentrado em 3ml de água. Assim então foi obtido o sal de diazônio de coloração alaranjada.
Reação de Acoplamentodo Sal de Diazônio com β-naftol em meio básico
Adicionou se uma solução de 1,25 g deβ-naftol em 12,0 ml de uma solução de NaOH (1M) sobre o cloreto de p-sulfo-benzeno-diazônco, mantendo a temperatura abaixo de 10ºC verificou se o meio estava alcalino, após sua confirmação pôde juntar a solução 5 g de NaCl (dissolvido no mínimo possível de água), agitou continuamente e em seguida o deixou em repouso por 20 minutos.
Pesou-se um papel de filtro e anotou-se o resultado. Colocou-se o papel de filtro e a solução em um funil de filtração a vácuo e o no qual foi possível a separação da parte sólida do corante. Retirou-se o corante juntamente com o papel de filtro, obtendo assim, o produto final ainda úmido que foi deixado no laboratório para secagem. No dia seguinte, pesou-se o papel filtro com o corante sólido para o cálculo de rendimento.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Vermelho de Monolite
Reação de Preparação do Cloreto de p-nitro-benzeno-diazônico
Reação de Acoplamento do Sal de Diazônio com β-naftol em Meio Ácido
β-naftol
Sal de diazônio
Mecanismo
Alaranjado ll
Reação de preparação do Cloreto de p-sulfo-benzeno-diazônio
Reação de Acoplamento do Sal de Diazônio com β-naftol em meio básico
Mecanismo
 Cl
VERMELHO DE MONOLITE
Cálculo de Rendimento
Dados:
Fórmula Molecular da p-nitro-anilina – C6H6N2O2
Massa Molar da p-nitro-anilina – 138 g/mol 
Fórmula Molecular do Vermelho de Monolite –C16H11N3O3
Massa Molar do Vermelho de Monolite – 293g/mol
Cálculo do número de mol da p-nitro-anilina utilizada:
	1 mol de p-nitro-anilina
	1 mol de Vermelho de Monolite –C16H11N3O3
	138 g
1,75 g
	293,28 g
X g
	X = 3,71g/mol
P-nitro-anilina é o reagente limitante.
	1 mol
y mol
	138 g/mol (p-nitro-anilina)
1,75g (p-nitro-anilina utilizada)
	y = 0,0127 g/mol
Rendimento da Reação:
	0,0127mol
6,30 mol
	100 %
z
	z = 49,606 %
O rendimento teórico para a reação é de 0,0127 mol, entretanto o rendimento de fatoobtido para a reação foi de 5,19 g de corante vermelho de monolite. Um rendimento de40,86 %, consideravelmente menor do que o rendimento esperado. Os motivos para esse rendimento é que na filtraçãoperdeu-semuito do produto sólido, também perdas durante o processo de pesagem e lavagem.	
ALARANJADO ll
Cálculo de Rendimento
Dados:
Fórmula Molecular do cloreto de p-sulfo-benzenodiazônio – [C6H5N2]Cl
Massa Molar do cloreto de p-sulfo-benzenodiazônio – 140,57 g mol-1
Fórmula Molecular do Alaranjado ll – C16H11N2NaO4S
Massa Molar do Alaranjado ll – 350,32 g/mol 
Cálculo do número de mol cloreto de p-sulfo-benzenodiazônio:
	1 mol de cloreto de p-sulfo-benzenodiazônio
	1 mol de Alaranjado ll – C16H11N2NaO4S
	140,57 g
1,5 g
	350,32 g
X g
	X = 3,73g/mol
Ácido Sufanílico é o reagente limitante.
	1 mol
y mol
	140,57 g/mol (p-sulfo- benzenodiazônio)
1,5 g (ac. Sufanílico utilizado)
	y = 0,0106 g/mol
Rendimento da Reação:
	0,0106 mol
 2,40mol
	100 %
Z
	z = 51,41 %
O rendimento teórico para a reação é de 0,0106 mol, entretanto o rendimento de fato obtido para a reação foi de 5,45 g de corante Alaranjado ll. Um rendimento de 51,41 %, consideravelmente menor do que o rendimento esperado. Os motivos para esse rendimento é que na filtração perderam-se muito do produto sólido, também perdas durante o processo de pesagem e lavagem.
CONCLUSÃO
O presente experimento permite constatar a eficiência do método de obtenção do vermelho de monolite, por meio da síntese através da anilina, e do corante Alaranjado ll. Porém, foi possível verificar a contrastante diferença entre o rendimento esperado e o rendimento obtido de apenas 40,86% / 51,41, o que nos demonstra erros operacionais durante o procedimento laboratorial de síntese ou qualidade inferior dos reagentes utilizados, os quais não permitiram que obtivéssemos a massa esperada, o que podemos concluir também que a maioria dos processos laboratoriais não ocorre de modo ideal.
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ANEXOS
REFERÊNCIAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR 10719:apresentação de relatórios técnico-científicos. Rio de Janeiro, 1989. 9 p.
SOLOMONS, T. W.; FRYHLE, C. B. Química Orgânica. 8ª Ed. Vol. 2. Rio de Janeiro: LTC, 2006.
McMURRY, J; Químca Orgânica, 6ª. ed., São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2005.
Relatório de Orgânica Experimental II (Síntese de Corantes) UFRJ por Bruna Brígido e Vinicius Tabuquini.
Handbook de Química do laboratório.
BECKER, H. ET AL; “Organikum – Química Orgânica Experimental”. 2ª Ed., 1997.
SOARES, B. G. S; “Química Orgânica: Teorias e técnicas de preparação, purificação e identificação de compostos orgânicos.” Rio de Janeiro. Editora Guanabara. 1988.
LIDE, David R.; “Handbook of Chemistry and Physics" 75th ed., 1913-1995.