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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO FACULDADE DE FARMÁCIA ISADORA DONAY RIBEIRO Relatório da Prática de Síntese do Cloreto de terc-Butila Rio de Janeiro 2021 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO .............................................................................................................................. 3 2. OBJETIVOS .................................................................................................................................. 4 3. MATERIAIS E REAGENTES ..................................................................................................... 4 4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ........................................................................................ 5 5. RESULTADOS ............................................................................................................................. 5 6. DISCUSSÃO ................................................................................................................................. 6 REFERÊNCIAS .................................................................................................................................... 7 3 1. INTRODUÇÃO Haletos de alquila são compostos orgânicos também conhecidos como haloalcanos, onde um ou mais dos átomos de hidrogênio deste são substituídos por átomos de cloro, iodo, flúor ou bromo. O método mais comumente utilizado para essa preparação de haletos é a partir do álcool anidro reagindo com ácido fluorídrico, clorídrico ou iodidrico em reações de substituição. O cloreto de terc-Butila é um composto orgânico em forma liquida e incolor em temperatura ambiente. É ainda consideravelmente solúvel em água. Este composto pode ser sintetizado a partir de uma reação de substituição de primeira ordem (Sn1) com o álcool terc-Butanol. Para realização do experimento aqui relatado, foi utilizado o Álcool terc-Butanol (Figura 1), Ácido Clorídrico (Figura 2), Bicarbonato de Sódio (Figura 3) e Sulfato de Magnésio (Figura 4). Figura 1 – Fórmula estrutural do Álcool terc-Butanol Fonte: Wikipedia (2019) Figura 2 – Fórmula estrutural do Ácido Clorídrico Fonte: Infoescola (2021) Fonte: Infoescola (2021) 4 Figura 3 – Fórmula estrutural do Bicarbonato de Sódio Fonte: PiR2 (2012) Figura 4 – Fórmula estrutural do Sulfato de Magnésio Fonte: Brainly (2017) Este trabalho foi realizado de forma remota sendo este uma revisão prática com fundamentação teórica embasada em materiais de acervos de instituições federais publicados nos últimos 5 anos. 2. OBJETIVOS O objetivo geral desta prática foi compreender e aprender o passo-a-passo prático da realização da síntese de terc-Butila a partir do Ácido Clorídrico e do álcool terc-Butanol. 3. MATERIAIS E REAGENTES • Álcool terc-Butanol • Ácido Clorídrico • Bicarbonato de Sódio • Funil de Separação • Cilindro graduado • Suporte Universal • Pera • Erlenmeyer • Balão de fundo redondo • Funil 5 • Coluna de Vigreux • Manta de Aquecimento • Condensador • Sulfato de Magnésio 4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Passo 1: Inicialmente adiciona-se o ácido clorídrico e o terc- Butanol contidos no cilindro graduado no funil de separação. É possível observar que a mistura forma calor e que, com o passar do tempo a solução passa de incolor para turva, indicando a ocorrência da reação. Passo 2: Nos primeiros minutos, agita-se a pera duas vezes para que haja a homogeneização da solução e em seguida, deve deixar essa solução descansar por 30 minutos. Com isso poderá se observar a formação de duas fases na pera. Passo 3: Feito isso, é mais vantajoso realizar a separação destas duas fazes no próprio funil de separação, e para isso, deve-se abrir a torneira deste e remover a fase inferior da pera, deixando-a cair dentro de um Erlenmeyer. Passo 4: Deve-se então lavar a fase superior contida no funil de separação com água e posteriormente com uma solução de bicarbonato de sódio visando a remoção do restante de ácido na fase orgânica. Com isso, deve-se novamente abrir a torneira e deixar esta fase escorrer para outro Erlenmeyer. Passo 5: Feito isso, deve-se adicionar a fase orgânica o secante Sulfato de magnésio a fim de retirar a água restante desta fase. Em seguida deve-se agitar o Erlenmeyer. Passo 6: Em seguida, deve-se filtrar a solução com um filtro de papel pregueado para um balão. Logo deve-se realizar a purificação do produto a partir da destilação, onde adiciona-se o produto da reação em um balão de fundo redondo e aquece-se o mesmo. Passo 7: Deve-se aguardar que a solução entre em ebulição, onde o vapor gerado no balão irá subir e encontrará com a coluna de Vigreux onde irá condensar. O vapor irá então encontrar com este líquido em descendência e irá transferir o calor, ocorrendo um novo ciclo de vaporização. O vapor irá entrar no condensador e será resfriado, fazendo com que este se condesse novamente, retornando então para a fase liquida e pingando em um novo balão de fundo redondo. Será possível então recolher deste balão o Cloreto de terc-Butila puro. 5. RESULTADOS • No passo 1 ao misturar o ácido clorídrico com o terc-Butanol no funil de separação, observou-se a formação de calor na reação. Com o passar do tempo, a solução fica turva, isso é um indicativo de que a reação de síntese estava ocorrendo, uma vez que ambos são miscíveis entre si, porém o produto (Cloreto de terc-Butila) é insolúvel nesta mistura de solventes. 6 • A turvação da solução é o Cloreto de terc-Butila se formando. No passo 2, passados os 30 minutos, nota-se a formação de duas fases, a de cima é o Cloreto de terc-Butila e a de baixo é constituída pela solução aquosa. • Obteve-se a partir de 16g de terc-Butanol, 5g de Cloreto de terc-Butila. • O rendimento da reação foi de 5% (baixo), porém considerando que boa parte do produto ficou retido ao secante e pela reação apresentar diversas reações concorrentes pode-se considerar que a quantidade obtida é suficiente. 6. DISCUSSÃO O Ácido Clorídrico é um ácido forte, então ele irá se dissociar e suas moléculas de hidrogênio irão protonar o oxigênio do álcool terc-butanol. Com isso irá retirar a água da solução e formará um carbocátion, onde o Cl- irá atacar. O álcool protonado formará um grupo abandonador ao ser protonado, ou seja, a água sairá do terc-Butanol protonado e irá formar um carbocátion estável. Com isso o íon cloreto irá atacar este carbocátion, dando origem então ao Cloreto de terc-Butila. A reação de substituição que ocorre aqui é de primeira ordem, a adição de um ácido favorece a ionização (COSTA, 2004). 7. CONCLUSÕES A prática foi executada com sucesso, permitindo a fácil visualização das amostras desde sua mistura, síntese, filtração e extração final. Com isso, foi possível fazer com que o conteúdo do experimento e também o teórico discutido em aula fossem possíveis e de fácil entendimento. 7 REFERÊNCIAS BRAINLY. In: Sulfato de Magnésio. [S. l.], 2017. Disponível em: https://brainly.com.br/tarefa/12661838. Acesso em: 18 set. 2021. COSTA NETO, Claudio. Análise Orgânica. Métodos e Procedimentos para Caracterização de Organoquimios. Vol 1 e 2. Editora UFRJ. Rio de Janeiro; 2004. FÓRUM PiR2: Química Geral e Inorgânica. In: Bicarbonato de Sódio: Fórmula Estrutural. [S. l.], 2012. Disponível em: https://pir2.forumeiros.com/t35266- bicarbonato-de-sodio-formula-estrutural. Acesso em: 17 set. 2021. INFOESCOLA. In: Ácido Clorídrico. [S. l.], 2021. Disponível em: https://www.infoescola.com/quimica/acido-cloridrico/. Acesso em: 11 set. 2021. LAZZAROTTO, Márcio. Química Orgânica Visual. In: Síntese do Cloreto de t-Butila: Química Orgânica.Youtube, 2019. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=9wtzHlIDBWM. Acesso em: 18 set. 2021. WIKIPEDIA: A enciclopédia livre. In: Terc-Butanol. [S. l.], 2019. Disponível em: https://pt.wikipedia.org/wiki/Terc-Butanol. Acesso em: 17 set. 2021. 1. INTRODUÇÃO 2. OBJETIVOS 3. MATERIAIS E REAGENTES 4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 5. RESULTADOS 6. DISCUSSÃO REFERÊNCIAS
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