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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS FÍSICAS E MATEMÁTICAS DEPARTAMENTO DE QUÍMICA DISCIPLINA DE QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL I PROFESSOR ANTONIO LUIZ BRAGA STEFANIE CRISTINE NIED MANDRIK SEPARAÇÃO E IDENTIFICAÇÃO DOS COMPONENTES DA PANACETINA: EXPERIMENTO 2 FLORIANÓPOLIS, 4 DE SETEMBRO DE 2019 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO..................................................................................................3 2 OBJETIVOS......................................................................................................3 3 MATERIAIS E MÉTODOS.................................................................................3 3.1 INSTRUMENTAÇÃO...........................................................................3 3.2 REAGENTES E SOLUÇÕES...............................................................4 3.3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL...................................................4 3.3.1 SEPARAÇÃO DA SACAROSE..............................................4 3.3.2 SEPARAÇÃO DA ASPIRINA.................................................5 3.3.3 SEPARAÇÃO DO COMPOSTO DESCONHECIDO...............6 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES......................................................................7 4.1 RESULTADOS....................................................................................7 4.2 DISCUSSÕES.....................................................................................7 5 CONCLUSÃO...................................................................................................8 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS..................................................................8 1 INTRODUÇÃO Para se obter um composto puro de uma mistura, comumente utilizamos as diferenças de suas propriedades físicas e químicas. Substâncias que apresentam grandes diferenças de solubilidade podem ser separadas por filtração ou extração e os compostos com propriedades ácidas ou básicas, podem ser convertidos em seus sais, os quais são solúveis em água e podem ser isolados dos outros compostos insolúveis em água, através da extração. A técnica usada para a extração líquido-líquido, consiste em um funil de separação, onde os solventes são adicionados. Com a agitação deste funil, o soluto passa para a fase na qual está o solvente com maior afinidade. A separação é feita, então, sendo que a fase mais densa é recolhida antes. Esta técnica é indicada quando há uma grande diferença de solubilidade do soluto nos dois solventes. Para a separação de sólidos usamos a extração sólido- líquido, que se fundamenta na separação de um ou mais componentes de uma mistura sólida por meio de um solvente líquido. Como nenhuma separação é perfeita, traços de impurezas são frequentemente identificados. Portanto, também se faz necessário algum tipo de purificação, como a recristalização. Uma recristalização bem-sucedida depende de uma grande diferença entre a solubilidade de um material em um solvente quente e sua solubilidade no mesmo solvente quando este está frio. Se as impurezas em uma substância são igualmente solúveis no solvente quente e no solvente frio, não é possível atingir uma purificação efetiva por meio desta técnica. Dessa forma, podemos aplicar diferentes técnicas para que sejam separados os compostos de uma dada amostra, dependendo da natureza da amostra. Neste experimento, vamos trabalhar com a panacetina. A panacetina é um fármaco que contém sacarose (como excipiente), ácido acetilsalicílico (composto ativo da aspirina) e mais um composto desconhecido. A droga desconhecida pode ser a acetanilida ou a fenacetina, ambas utilizadas como analgésicos. Estas duas substâncias se convertem, no organismo humano, em sua forma farmacologicamente ativa, o paracetamol. 2 OBJETIVOS Este experimento teve como objetivo separar e identificar os três componentes da panacetina (sacarose, aspirina e acetanilida ou fenacetina) a partir de técnicas de extração, filtração a vácuo e recristalização, conhecendo as propriedades relacionadas a acidez e basicidade, e a solubilidade dos compostos a serem extraídos. Para identificar se o composto desconhecido era a acetanilida ou fenacetina, foi determinado seu ponto de fusão e comparado com o valor encontrado na literatura para as duas espécies. 3 MATERIAIS E MÉTODOS 3.1 INSTRUMENTAÇÃO Erlenmeyer; Proveta; Bastão de vidro; Espátula; Funil; Papel filtro; Funil de separação; Papel tornassol; Banho de gelo; Funil de Büchner; Kitasato; Balão; Chapa de aquecimento; Rotaevaporador; Placa de petri; Vidro relógio; Equipamento para determinar o ponto de fusão; 3.2 REAGENTES E SOLUÇÕES 3,0 g de panacetina; 50,0 mL de CH2Cl2; 25,0 mL de NaOH 10%; 10,0 mL de HCl 6M; O equivalente a duas espátulas de Na2SO4; 3.3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 3.3.1 SEPARAÇÃO DA SACAROSE Foram pesados 3,0 g de panacetina em um erlenmeyer de 125 mL e foram adicionados 50 mL de CH2Cl2. Essa mistura foi homogeneizada usando bastão de vidro a fim de dissolver a parte sólida ao máximo. Um pedaço de papel filtro foi cortado no formato do funil de Büchner e pesado (leu-se 0,487 g). A amostra foi então filtrada a vácuo. Foi necessário usar um pouco de solução de CH2Cl2 para lavar o bastão de vidro e o erlenmeyer para que todo o sólido fosse removido. A parte sólida retida no papel filtro foi colocada na placa de petri, embalada com papel filme onde foram feitos alguns furos para que a amostra secasse ao natural durante 4 dias. Ela foi identificada e armazenada em uma gaveta no laboratório. Figura 1; Fonte: a autora, 2019. 3.3.2 SEPARAÇÃO DA ASPIRINA O filtrado obtido da separação da sacarose foi colocado num funil de separação onde foi extraído duas vezes com 25 mL de NaOH 10%. Dessa forma, o ácido acetilsalicílico será convertido em seu sal, acetilsalicilato de sódio, que ficará retido na camada aquosa, enquanto o composto desconhecido ficará na camada orgânica. A fase orgânica ficou reservada para a terceira etapa de separação. Foram adicionados 10,0 mL de HCl 6M à fase aquosa da extração. Após, foi verificado o pH utilizando papel tornassol para garantir uma solução ácida. O pH estava correto. Essa mistura foi resfriada em banho de gelo. Utilizando um papel filtro previamente pesado (leu-se 0,450 g), a solução foi filtrada a vácuo e lavada com agua destilada gelada. A parte sólida retida no papel filtro foi armazenada em uma placa de petri embalada com papel filme onde foram feitos furos para que secasse ao natural. Ela foi identificada e armazenada em uma gaveta no laboratório. Figura 2; Fonte: a autora, 2019. 3.3.3 SEPARAÇÃO DO COMPOSTO DESCONHECIDO A fase orgânica resultante da extração (etapa anterior) foi seca com o equivalente à duas espátulas de Na2SO4. Depois, ela foi filtrada para um balão previamente pesado e o CH2Cl2 foi evaporado usando rotaevaporador. Após, o balão foi novamente pesado, onde obtemos 2,185 g de composto desconhecido. O composto foi recristalizado com uma quantidade suficiente de água aquecida para dissolve-lo. No roteiro do experimento, consta que deveríamos filtrar a solução a quente, mas para isso, todo o equipamento de filtração deveria ser previamente aquecido em uma estufa. Como isso não era uma realidade, a amostra foi colocada em banho de gelo por pouco tempo, e logo após foi filtrada. Em seguida, a parte sólida foi colocada em um vidro relógio, que foi embalado com papel filme com furos para que secasse ao natural, e foi armazenado em uma gaveta no laboratório. Figura 3; Fonte: a autora, 2019. 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES 4.1 RESULTADOS Após quatro dias, os compostos foram pesados, a droga desconhecida teve seu ponto de fusão determinado e o rendimento foi calculado. Para o cálculo do rendimento, seguiu-se que: 3,000 g – 100% Mg – X% Onde, M representa a massa da amostra que se deseja calcular o rendimento, e X seu rendimento em porcentagem. Os resultados são apresentados na tabela a seguir: SACAROSE ASPIRINA DROGA DESCONHECIDA RECRISTALIZADA Massa (g) 0,825 0,743 0,545 Rendimento (%) 27,50% 24,76% 18,16% P.F (ºC) 114,2 Tabela 1; Fonte: a autora, 2019. Quanto a separação dos componentes da panacetina, obteve-se um rendimento de 70,43%, ou seja, cerca de 30% da amostra inicial foi perdida durante os processos realizados. 4.2 DISCUSSÕES A sacarose, por conta de seus grupamentos hidroxila, se apresentou insolúvel em diclorometano, fazendo com que a filtração a vácuo fosse suficiente para separa-la. Após estar completamente seca, foi recuperado 0,825 g, o que representa 27,50% da massa total da panacetina analisada. Já o ácido acetilsalicílico foi obtido pelo processo de extração com solução aquosa de hidróxido de sódio, o qual converte o ácido no seu respectivo sal, sendo que este ficou retido na parte aquosa. Após, foi feita a adição de ácido clorídrico concentrado para precipita-lo e assim possibilitar a filtração. Nesse processo, recuperamos 0,743 g do ácido acetilsalicílico, o que representa 24,76%. O composto desconhecido pôde ser isolado por evaporação do solvente remanescente em solução. Nesta etapa, obtemos 0,545 g do composto desconhecido, o que representa 18,16%. Após, foi determinado seu ponto de fusão, que é de 114,2ºC. Ao comparar com os valores encontrados na literatura para a acetanilida e para fenacetina, concluímos que o composto desconhecido é a acetanilida, que tem ponto de fusão de 114,3ºC, muito próximo do valor obtido experimentalmente. Este fator nos indica que o composto estava praticamente puro, visto que, as impurezas interferem na determinação do ponto de fusão. 5 CONCLUSÃO Ao final do experimento, conclui-se que a separação dos compostos da panacetina foi realizada com sucesso, apresentando um rendimento satisfatório. A droga desconhecida foi identificada a partir da determinação do seu ponto de fusão, de forma que os objetivos do experimento foram alcançados. 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS s.d. http://www.qmc.ufsc.br/organica/exp7/liquido.html (acesso em 2 de Setembro de 2019). “APOSTILA DE EXPERIMENTOS.” s.d. http://www.qmc.ufsc.br/organica. BAYER. Sobre aspirina: história. 2016. https://www.aspirina.com.br/pt/sobre- aspirina/historia/ (acesso em 31 de Agosto de 2019). Randal G. Engel, George S. Kriz, Gary M. Lampman, Donald L. Pavia. Química orgânica experimental: técnicas de escala pequena. 3ª. São Paulo, SP: CENGAGE Learning, 2013.