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UNIVERSIDADE REGIONAL DE BLUMENAU CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E NATURAIS DEPARTAMENTO DE QUÍMICA DISCIPLINA: ANÁLISE ORGÂNICA PROFESSORA: IEDA MARIA BEGNINI ENSAIO DE IDENTIFICAÇÃO DE GRUPOS FUNCIONAIS: ÁCIDO CARBOXÍLICO ACADÊMICAS: GRAZIELLE SILVA E LARISSA LUCHINI BLUMENAU 2018 1. OBJETIVOS 1.1 OBJETIVO GERAL Realizar os ensaios de identificação de uma amostra desconhecida caracterizando o grupo funcional presente no composto. 1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS • Classificar a amostra pelo ensaio de solubilidade; • Demonstrar os resultados obtidos da amostra desconhecida nos testes de identificação; • Determinar o grupo funcional existente; • Analisar o resultado da Espectrometria por Infravermelho, RMN de 13C, RMN de 1H e Espectrometria de Massas para confirmação do resultado dos experimentos. 2. MATERIAIS E MÉTODOS A amostra analisada para identificação foi de número 1, que apresentava estado sólido, cor branca e sem odor aparente. Como foram feitos vários testes e o uso de muitos tubos de ensaio precisou-se de uma estante para tubos de ensaio e a numeração das vidrarias para não haver engano na caracterização das amostras. 2.1 CLASSIFICAÇÃO PELA SOLUBILIDADE Iniciou-se os testes por classificação pela solubilidade onde adicionou- se uma ponta de espátula do sólido em 1 mL de água destilada em um tubo de ensaio e foi observado se o mesmo era solúvel ou não solúvel no líquido. Após a observação, outra ponta de espátula foi adicionada em outro tubo (vazio) dessa vez em 1 mL Éter para novamente observar sua solubilidade, seguido disso, uma gota da amostra diluída em água foi aplicada em três papéis Tornassol e a cor do indicador passou para vermelho ao ser afetado pela amostra. 2.2 ENSAIO PARA INSATURAÇÃO Em seguida do teste de solubilidade, fora aplicado o ensaio de insaturação, no qual dissolveu-se uma pequena quantidade da amostra em 1 mL de Diclorometano em um tubo de ensaio e gota a gota de uma solução de Bromo em Diclorometano sob agitação até a cor do Bromo (laranja) persistir na solução presente no tubo. 2.3 ENSAIO PARA PRESENÇA DE HALETOS O terceiro ensaio aplicado é chamado de Teste de Beilstein, que baseia- se em colocar uma pequena quantidade da amostra em uma alça de Cobre e aquece-la em bico de Bünsen e verificar a cor da chama, se houver o sinal da cor verde indica que há a presença de Halogênios no composto. 2.4 ENSAIO PARA ALDEÍDOS E CETONAS Continuamente, dissolveu-se em tubo de ensaio uma ponta de espátula da substância em menos de 1 mL de Etanol 95% e 1 mL do reagente 2,4- Dinitrofenilidrazina e agitou-se vigorosamente a solução, se houver a presença de Aldeído ou Cetona no composto um precipitado amarelo aparece na solução. Como não houve formação de precipitados foi necessário aquecer os tubos em banho-maria e permanecer observando se houve precipitação. 2.5 ENSAIO PARA ÁCIDOS CARBOXÍLICOS Para a identificação de Ácidos Carboxílicos, como o composto era solúvel em água, foi necessária uma quantidade da amostra para dissolve-la em 1mL de água destilada e medir seu pH com papel indicador. Independente do resultado do indicador precisou-se confirmar o resultado obtido com 1 mL de solução aquosa de Bicarbonato de Sódio 10% onde se houvesse a formação de bolhas dentro do tubo. 2.6 ENSAIO PARA FENÓIS O teste de identificação dos Fenóis fora realizado dissolvendo uma pequena quantidade da amostra em 1 mL de água destilada em um tubo de ensaio, depois da dissolução, adicionou-se gotas de uma solução de Cloreto Férrico 2,5%. Como os Fenóis produzem intensas cores vermelhas, azuis, púrpuras ou verdes, ao misturar os reagentes não houve a aparência das cores citadas, o que indicou negativo para a presença de grupo Fenol no composto. 2.7 ENSAIO PARA AMINAS O procedimento de ensaio para Aminas iniciou-se adicionando 50 mg da amostra em um tubo de ensaio, 1 mL de água destilada, 6 gotas de uma solução de Ácido Clorídrico 20% e emergiu-se o tubo em banho de gelo, após o completo resfriamento adicionou-se 1 mL de Nitrito de Sódio e novamente o tubo de ensaio foi posto em banho de gelo. Paralelamente, em um segundo tubo de ensaio fora adicionado 0,1 g de β-naftol e 3 mL de uma solução de Hidróxido de Sódio 10% submetendo-o também em banho de gelo. Ao resfriamento dos dois tubos de ensaio, o segundo fora vertido no primeiro, mantendo-os no banho. O resultado positivo do teste é indicado pelo aparecimento da cor vermelha na solução. 2.8 ENSAIO PARA ÁLCOOIS Posteriormente do ensaio para Aminas, para a verificação do grupo Álcool no composto, fora adicionado em um tubo de ensaio uma ponta de espátula da amostra dissolvendo-a em 1 mL de Acetona P.A e logo após, adicionou-se 1 gota de Ácido Crômico. Como indicado na apostila, um teste positivo para Álcool primário ou secundário é o aparecimento da cor esverdeada no tubo de ensaio, pois o Álcool é oxidado pelo Ácido Crômico que passa da cor laranja para a cor verde, se não há Álcool no composto a oxidação não ocorre e a solução permanece laranja. 2.8 ENSAIO PARA ÉSTERES Em um tubo de ensaio com uma quantidade da amostra dissolvida em 1 mL de Etanol 95% adicionou-se 1 mL de Ácido Clorídrico 1M e 2 gotas de solução de Cloreto Férrico 5%. O teste não necessitou de continuidade pois a solução não apresentou a cor amarelo permanente. 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES Ao realizar o teste de solubilidade, a amostra demonstrou ser solúvel em água e em Éter o que a caracteriza como um composto polar. Continuou-se o teste aplicando uma gota do composto diluído em água em papel tornassol. O papel tornou-se vermelho, o que indicou ser um ácido. Logo, com as informações obtidas de que a amostra era solúvel em água, em Éter e tinha caráter ácido criou-se a hipótese de que poderia ser um ácido monocarboxílico com menor massa molar visto que, ácidos deste tipo com mais de 10 Carbonos na cadeia apresentam insolubilidade em água. Posteriormente realizou-se a dissolução de uma pequena quantidade do sólido em solução aquosa de Bicarbonato de Sódio 10% e houve a formação de bolhas, o que acreditou-se que o composto reage com Carbonatos liberando gás Carbônico, caráter de um Ácido Carboxílico, como segue a reação abaixo: R–CO–O–H(s) + NaHCO3(l) → R–CO–O-Na + CO2(g) + H2O(l) Ácido Carboxílico Bicarbonato de Sódio Carboxilato de Sódio Gás Carbônico Água Após análise do Espectro de Infravermelho, RMN de 13C, RMN de 1H e a Espectrometria de Massas inferiu-se a estrutura do composto, pois sua massa molar é de número 138 g/mol, o composto apresentou dois dubletos no RMN de 1H entre 6 e 8 ppm o que acreditou-se ser de anel aromático e dois singletos em 10 e 12 ppm de OH de Fenol e de Ácido Carboxílico presentes na molécula. No Espectro de 13C apresentou 7 tipos de Carbonos, o que criou a hipótese de serem 6 Carbonos do anel aromático e 1 da Carbonila. A Espectrometria de Massas apresentou muitos sinais, o pico de maior altura (do íon molecular) é de 126 m/z, o que indica que houve uma quebra de ligação de um átomo de 12 g/mol podendo ser o Carbono da Carbonila presente no Ácido Carboxílico, é possível visualizar outro pico em 108 m/z o que indica a quebra de um Carbono ligado a Hidroxila (29 g/mol), o pico de 76 m/z pode ser a quebra dos átomos do grupo funcional Fenol (OH) e do Ácido Carboxílico (COOH) que no total somam 62 g/mol. Há um pico em 93 m/z, infere-se que pode ser a quebra do Ácido Carboxílico (45 g/mol) na molécula. A suposição da estrutura do composto é dada abaixo com os Carbonos enumerados e indicados no Espectro de 13C nos anexos: Figura 1. Suposta estrutura da amostra analisada. Fonte: As autoras. 4. CONCLUSÃO Através dos ensaios de identificação de grupos funcionais realizados durante as aulas,percebeu-se que a caracterização dos grupos é de suma importância para o entendimento de suas particularidades, o que auxilia para a compreensão de reações de compostos orgânicos, como por exemplo, a identificação dos Ácidos Carboxílicos que ao reagirem com Carbonatos possuem uma característica muito importante de aparecimento de bolhas que indicam a liberação de gás Carbônico na reação. Outro fator importante agregado com a identificação de grupos funcionais, são os procedimentos laboratoriais simples e de resultado rápido, sem o emprego de técnicas ou reagentes caros, utilizando apenas o auxílio da literatura para determina-los. 5. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICAS SOLOMONS, T.W.G; Química Orgânica. 6 ed. Rio de Janeiro: LTC Livros Técnicos e Científicos Editora S.A, 1996. PAVIA, D. L.; LAMPMAN, G. M.; KRIZ, G. S.; VYVYAN, J. R.; Introdução à Espectroscopia. 5 ed. Washington: Cengage Learning, 2016.
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