Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Coordenação de Laboratórios (DIPEX) – Contatos: E-mail: laboratório.vv@ifes.edu.br/ Tel: (27) 3149-0835 INSTITUTO FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO - IFES QUÍMICA INDUSTRIAL ALIENDRA GOMES GIULIA SANTOS GEISIANNE RODRIGUES IGOR DIIRR LORENÇO MAGESK Prática nº 04 (10/09/2019), Grupo (G1): DETERMINAÇÃO DO PONTO DE FUSÃO Disciplina: Química Orgânica Experimental Professor: Hildegardo Seibert França VILA VELHA SETEMBRO - 2019 Código: QOrgExp I_001 Revisão: 00 Emissão: 23/06/17 Página: 1 de 8 DETERMINAÇÃO DO PONTO DE FUSÃO Coordenação de Laboratórios (DIPEX) – Contatos: E-mail: laboratório.vv@ifes.edu.br/ Tel: (27) 3149-0835 SUMÁRIO 1. OBJETIVOS 2. INTRODUÇÃO TEÓRICA 3. MATERIAIS, REAGENTES E APARELHAGEM 4. SEGURANÇA, MEIO AMBIENTE E SAÚDE 5. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 6. APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS 7. DOCUMENTOS DE REFERÊNCIA E COMPLEMENTARES 1. OBJETIVOS Determinação do ponto de fusão de uma substância obtida a partir de um processo de purificação 2. INTRODUÇÃO TEÓRICA As substâncias puras fundem-se em temperaturas constantes, denominadas “pontos de fusão”. As substâncias que contêm impurezas têm um intervalo de fusão que será tanto maior quanto mais impureza contiver. No ponto de fusão (P.F.) a vibração das partículas é tão enérgica que qualquer quantidade de calor adicionada é usada para romper as forças de ligação entre as partículas vizinhas. Consequentemente, haverá um intervalo de tempo (t1 – t2) em que o calor adicionado não é usado para aumentar a energia cinética média, mas sim para aumentar a energia potencial das partículas. Há um aumento de energia potencial porque é executado um trabalho contra as forças de atração. Durante este período não há alteração da energia cinética média e, portanto, a temperatura permanece constante. No intervalo (t1 – t2) a quantidade de sólido diminui gradativamente e a quantidade de líquido aumenta. Código: QOrgExp I_001 Revisão: 00 Emissão: 23/06/17 Página: 2 de 8 DETERMINAÇÃO DO PONTO DE FUSÃO Coordenação de Laboratórios (DIPEX) – Contatos: E-mail: laboratório.vv@ifes.edu.br/ Tel: (27) 3149-0835 Podemos definir ponto de fusão de uma substância como sendo a temperatura na qual o sólido e o líquido coexistem. Figura 1. Mudanças de fase Figura 2. Substância Pura. Figura 3. Mistura. 3. MATERIAIS, REAGENTES E APARELHAGEM kitassato, funil de buchner, funil de haste curta, tubos de ensaio, becker 250 ml, papel de filtro, ácido salicílico, ác. acetilsalicílico, hexano, acetona, metanol, água e etanol . 4. SEGURANÇA, MEIO AMBIENTE E SAÚDE As Fichas de Informações de Segurança de Produtos Químicos (FISPQ) dos reagentes empregados neste experimento estarão disponíveis para consulta no laboratório onde o mesmo for executado e abordam suas propriedades físico-químicas, riscos potenciais à saúde e toxicidade, procedimentos de primeiros socorros, requisitos especiais de manuseio e estocagem, procedimentos em caso de vazamento e acidente. O manuseio dos reagentes empregados neste experimento requer a utilização de óculos de segurança. Código: QOrgExp I_001 Revisão: 00 Emissão: 23/06/17 Página: 3 de 8 DETERMINAÇÃO DO PONTO DE FUSÃO Coordenação de Laboratórios (DIPEX) – Contatos: E-mail: laboratório.vv@ifes.edu.br/ Tel: (27) 3149-0835 DETERMINAÇÃO DO PONTO DE FUSÃO 5. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Soldar um capilar em uma das extremidades. O capilar deve Ter 1-2 mm de diâmetro e 7-8 cm de comprimento. A substância cujo ponto de fusão será determinado deverá ser triturada em um almofariz. Com o auxílio de uma espátula, acumular uma pequena porção da substância, formando um pequeno monte, para que a substância penetre no capilar. Colocar o capilar na posição vertical com a extremidade aberta voltada para cima e bater delicadamente sobre uma superfície, para que o sólido se acumule no fundo. Repetir a operação até que a substância ocupe aproximadamente 1 cm do capilar. Observação: Esta operação pode ser mais rápida procedendo-se da seguinte maneira: Colocar a extremidade aberta do capilar no pequeno monte da substância. Fazer deslizar o capilar por uma vara de vidro longa, na posição vertical. Repetir a operação até que a substância ocupe 1 cm do capilar. O capilar deve ser conectado paralelamente a um termômetro, de modo que sua extremidade inferior atinja aproximadamente metade do bulbo. Prender o capilar ao termômetro com um pequeno elástico (Figura 4). Iniciar o aquecimento do banho de glicerina, de forma moderada, anotando as temperaturas de minuto a minuto (a elevação de temperatura não deve ser superior a 3ºC por minuto). Anotar a temperatura de fusão. Se houver falta de tempo, conectar dois capilares simultaneamente ao termômetro. Havendo sobra de tempo, deixar resfriar o sistema e anotar a temperatura de solidificação. Agitar o banho de glicerina para que haja uma distribuição mais uniforme de calor. Código: QOrgExp I_001 Revisão: 00 Emissão: 23/06/17 Página: 4 de 8 Coordenação de Laboratórios (DIPEX) – Contatos: E-mail: laboratório.vv@ifes.edu.br/ Tel: (27) 3149-0835 DETERMINAÇÃO DO PONTO DE FUSÃO 6. APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS Complementar este roteiro da aula com: - Resultados. Colocar as tabelas e gráficos necessários nos resultados - Discussões 6.1 QUESTIONÁRIO 2.1 Definir o "ponto de fusão" de uma substância. 2.2 Qual é o propósito de se determinar faixa de fusão? 2.3 Por que a taxa de aquecimento influencia o ponto de fusão? 2.4 Por que este método não é usado para encontrar os pontos de fusão substâncias inorgânicas? Código: QOrgExp I_001 Revisão: 00 Emissão: 23/06/17 Página: 5 de 8 Coordenação de Laboratórios (DIPEX) – Contatos: E-mail: laboratório.vv@ifes.edu.br/ Tel: (27) 3149-0835 DETERMINAÇÃO DO PONTO DE FUSÃO 7. RESULTADOS E DISCUSSÕES O ponto de fusão representa a temperatura exata em que há a alteração do estado sólido para o líquido de determinada substância. A água é um dos elementos mais usados para exemplificar o princípio do ponto de fusão. Para que esta substância no estado sólido (gelo) assuma a forma de água líquida, precisa estar exposta a uma temperatura de no mínimo 0ºC. Assim, o ponto de fusão da água é igual a 0ºC. Utiliza-se a técnica para determinação de uma substância pura, pois a mesma funde a uma temperatura bem definida, sendo essa uma característica de qualquer substância cristalina, por conta da sua dependência em relação a pressão. Como o ponto de fusão é uma característica de substâncias puras ele muitas vezes é utilizado como um critério de pureza, tendo em consideração que uma pequena quantidade de impurezas faz com que seu ponto de fusão seja mais baixa que a temperatura normal, quanto maior a diferença entre o ponto de fusão de uma substância pura e uma com impurezas maior será a porcentagem de impurezas. A temperatura do ponto de fusão está diretamente ligada ao seu tipo de interação intermolecular, quanto mais forte a interação entre as moléculas maior é esse ponto, como podemos ver em compostos iônicos que possuem as maiores temperaturas em seus pontos de fusão. Nessa prática foi possível fazer a determinação do ponto de fusão e ebulição do ácido acetilsalicílico. O ácido acetilsalicílico é um composto orgânico aromático, que teminterações do tipo dipolo-dipolo e ligação de hidrogênio na molécula, que fazem a mesma ter um ponto de fusão e de ebulição grandes. Está classificado na família dos ácidos carboxílicos, cuja coloração é incolor e de acordo com a literatura seu ponto de fusão é de 135ºC. Tendo em vista esses dados percebemos que os resultados da prática foram satisfatórios pois durante o experimento fora encontrado o ponto de fusão em uma taxa de variação de temperatura 133ºC - 135ºC e um ponto de ebulição de 140ºC. Um detalhe importante para concluirmos nesta prática fora o uso de glicerina como material utilizado para aquecer o capilar com o composto, pois a temperatura de ebulição da água é de 100ºC e a temperatura de ebulição da glicerina é de 290ºC, tornando necessário o uso desta devido a temperatura de fusão do composto de 135ºC. Código: QOrgExp I_001 Revisão: 00 Emissão: 23/06/17 Página: 6 de 8 Coordenação de Laboratórios (DIPEX) – Contatos: E-mail: laboratório.vv@ifes.edu.br/ Tel: (27) 3149-0835 8. QUESTIONÁRIO 8.1.1 Definir o "ponto de fusão" de uma substância. O ponto de fusão determina a temperatura a qual uma substância passa do estado sólido ao estado líquido. Está temperatura é a mesma quando faz o processo contrário, passando do estado líquido para o estado sólido. É a temperatura na qual a substância sólida está em equilíbrio com a substância que dela se obtém por fusão. Para uma substância pura, os processos de fusão ou de solidificação ocorrem sempre a uma mesma temperatura, e esta se mantém constante até que o processo termine. O gelo começa a derreter-se a zero graus Celsius, e ao término da fusão toda a água formada ainda se encontra a zero grau Celsius, mesmo que uma grande quantidade de energia tenha sido fornecida ao sistema na forma de calor a fim de induzir a transformação. 8.1.2 Qual é o propósito de se determinar faixa de fusão? A determinação do ponto de fusão é um método simples e rápido usado nas diversas áreas da Química para obter-se uma primeira impressão da pureza de uma dada substância, isto porque mesmo pequenas quantidades de impurezas influenciam o ponto de fusão ou, pelo menos, aumentam o intervalo de valores do ponto de fusão. A presença de impurezas interfere com a malha cristalina, tornando-se mais fácil a quebra das forças de interação entre moléculas. Como é necessário menos calor para quebrar essas interações intermoleculares, o ponto de fusão da mistura é inferior ao da substância quando pura. O intervalo de valores é também expandido pois diferentes regiões do sólido possuem diferentes quantidades de impurezas. 8.1.3 Por que a taxa de aquecimento influencia o ponto de fusão? As taxas de aumento até 2ºC / min são razoáveis para determinações de rotina. Taxas mais elevadas só são recomendadas para determinações rápidas de substâncias com pontos de fusão desconhecidos. Para medições de precisão e determinações de pureza são realizadas com uma taxa de aumento máxima de cerca de 0,5ºC / min, embora o recomendado seja usar-se uma taxa de 0,1 a 0,2ºC / min, sempre que possível. Amostras que se decomponham a temperaturas abaixo do seu ponto de fusão são medidas, normalmente, com taxas de aumento de temperatura acima de 5ºC / min para evitar contaminações com produtos secundários. Código: QOrgExp I_001 Revisão: 00 Emissão: 23/06/17 Página: 7 de 8 DETERMINAÇÃO DO PONTO DE FUSÃO Coordenação de Laboratórios (DIPEX) – Contatos: E-mail: laboratório.vv@ifes.edu.br/ Tel: (27) 3149-0835 8.1.4 Por que este método não é usado para encontrar os pontos de fusão substâncias inorgânicas? Se comparados às substâncias inorgânicas iônicas ou metálicas, os pontos de fusão dos compostos orgânicos são menores. Isso acontece principalmente porque as suas forças intermoleculares são menos intensas, assim é necessário fornecer menos energia para rompê-las e mudar de estado físico. Logo como os compostos inorgânicos possuem ligações muito fortes seus pontos de fusão serão bem elevados então esse método não será eficiente pois se faz necessário uma grande quantidade de calor para mudança de estado físico. Código: QOrgExp I_001 Revisão: 00 Emissão: 23/06/17 Página: 8 de 8 DETERMINAÇÃO DO PONTO DE FUSÃO Coordenação de Laboratórios (DIPEX) – Contatos: E-mail: laboratório.vv@ifes.edu.br/ Tel: (27) 3149-0835 9. REFERENCIAS ACD/ChemSketch Version 12.0 for Microsoft Windows. Tutorial. Advanced Chemistry Development,Inc., 1997-2010. DEMUNER, A.J.; MALTHA, C.R.A.; BARBOSA, L.C.A.; PERES, V. Experimentos de Química Orgânica. Viçosa: Editora da UFV, 2002. SOARES, A.B. Apostila de Análise Orgânica. Vitória: Ifes, 2009. VOGEL, A.I. Química orgânica- Análise qualitativa. 3.ed. Rio de Janeiro: Ao Livro técnico, 1988 https://www.chm.uri.edu/mmcgregor/chm228/use_of_melting_point_apparatus.pdf https://www.thinksrs.com/downloads/PDFs/ApplicationNotes/MPProcedure.pdf https://www.significados.com.br/ponto-de-fusao/ https://www.fciencias.com/2015/02/26/pureza-de-um-composto-por-determinacao-do- ponto-de-fusao-laboratorio-online/ https://www.manualdaquimica.com/quimica-organica/propriedades-dos-compostos- organicos.htm Código: QOrgExp I_001 Revisão: 00 Emissão: 23/06/17 Página: 8 de 8 DETERMINAÇÃO DO PONTO DE FUSÃO
Compartilhar