Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
1 RELATÓRIO DE QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL SÍNTESE DO ACETATO DE ISOPENTILA Elaboração: Paulo Henrique Wender Duarte Marcos Vinícius Orientadora: Profª Valéria Rowe Curso: Química, 4º Termo. Araçatuba-SP 2012 2 SUMÁRIO. Introdução......................................................................................................................... 3 Objetivo............................................................................................................................. 5 Materiais e reagentes......................................................................................................... 6 Procedimento experimental ............................................................................................. 7 Resultados e discussão ......................................................................................................8 Conclusão......................................................................................................................... 10 Referência ....................................................................................................................... 10 3 1. INTRODUÇÃO. Nesta pratica será sintetizado um éster, o acetado de isopentila, que frequentemente é chamado de óleo de banana uma vez que possui o odor característico dessa fruta. Os ésteres são produzidos através da reação entre ácidos carboxílicos e álcoois produzindo quando aquecidos na presença de um ácido mineral que geralmente é H2SO4 concentrado ou HCl anidro. O acetato de isopentila é sintetizado pela esterificação direta do ácido acético com o álcool isopentílico na presença de ácido sulfúrico concentrado. A ausência de ácidos fortes faz esta reação ocorrer lentamente, mas se refluxados com pequenas quantidades de ácido sulfúrico ou ácido clorídrico concentrado a velocidade desta reação pode aumentar, ou seja, a reação ocorrerá mais rápido. Os ésteres têm odores prazerosos, alguns até lembram cheiro de frutas como o dessa pratica. Esses ésteres são usados na fabricação de sabores artificiais, outros são usados na fabricação de fragrância. O Acetato de isopentila é utilizado na preparação de lacas de nitrocelulose, formulação de thinners e tintas para impressão e acabamento. Também é aplicado como componente de formulação para a indústria de couros, em fragrâncias e aromas (essências), como solvente para plástico (solda plástica) e como removedor de manchas no processo de lavagem a seco. O Acetato de Isopentila é líquido em condições normais, transparente, incolor, de odor suave de banana e livre de materiais em suspensão. Pouco miscível em água, miscível em hidrocarbonetos, cetonas álcoois e ésteres. O Acetato de isopentila pode ser chamado também de: etanoato de isopentila; acetato de isoamila; acetato de isopentila; acetato de álcool isoamilico; acetato de álcool isopentílico e é utilizado na preparação de lacas de nitrocelulose, formulação de thinners e tintas para impressão e acabamento. Também é aplicado como componente de formulação para a indústria de couros, em fragrâncias e aromas (essências), como solvente para plástico (solda plástica) e como removedor de manchas no processo de lavagem a seco. 4 Pro p ri ed ad es f í s i ca s do a ce ta to d e i so p ent i l a Ponto de ebulição, 760 mmHg: 134 a 143°C Ponto de cristalização: ---- Densidade do líquido 20/20°C: 0,872 Densidade do vapor (ar = 1): 4,5 Pressão de vapor: 0,53°C Taxa de evaporação (Acetato de N-butila = 1): 0,39 Ponto de fulgor: 41,1°C vaso aberto Ponto de fulgor: 25°C vaso fechado Limites de explosividade no ar: Inferior: 1 % (v/v) Superior: 7,5 % (v/v) Fórmula molecular: C7H14O2 Massa molar: 130,19 A reação de esterificação é reversível, tendo uma constante de equilíbrio de aproximadamente 4,20. Para aumentar o rendimento do acetato aplica-se o princípio de Le Chatelier, usando ácido acético glacial em excesso. Abaixo segue a reação de esterificação do óleo de banana. Utiliza-se também o bicarbonato de sódio aquoso para a retirada das substâncias ácidas presente no meio da solução a fim de deixa-la básica. Em seguida utiliza-se o processo de destilação fracionada. O Cloreto de Cálcio é colocado em frascos contendo o óleo de banana, devido o mesmo reter as impurezas de água que possam ter ficado no processo de separação. 5 Propriedades f í s i cas do á lcoo l i soamí l ico Ponto de ebulição, 760 mmHg: 132°C Ponto de fusão, 760 mmHg : -117,2°C Densidade do líquido 15°C: 0,813 g/mL Densidade do vapor (ar = 1): 3,04 Pressão de vapor: 2,8 mmHg a 20°C Solubilidade: Água: cerda de 2% Etanol a 95%: solúvel Éter: solúvel Fórmula molecular: C5H12O Massa molar: 88,17 O álcool isoamilico é prejudicial se for tragado e se inalado; pode ser prejudicial se absorvido pela pele, causando irritação; causa irritação da pele, olhos e área respiratória; afeta o sistema nervoso central; o líquido e vapor são combustíveis; Avaliação quanto à saúde: 2 - moderado Avaliação quanto à ser inflamável: 2 – moderado Avaliação quanto à reatividade: 1 - fraco Avaliação quanto ao contato: 1 – fraco Equipamento de proteção do laboratório: óculos de proteção, avental, casaco, capuz com abertura, luvas próprias; Código de Cor quanto ao armazenamento: Faixa vermelha (Inflamável) 2. OBJETIVO Sintetizar o acetato de isopentila (óleo de banana) através da reação de esterificação. 6 3. MATERIAIS E REAGENTES. Materiais - Manta térmica - Proveta de 100 mL - Suporte universal com garra - Béquer de 250 mL - Funil de decantação - Balão de fundo redondo 500 mL - Condensador reto - Alonga - Termômetro - Rolha - Pipeta graduada - Espátula de metal - Papel de tornassol - Coluna de Vigreux Reagentes - Ácido acético glacial - Ácido sulfúrico concentrado -Água destilada gelada - Cloreto de Cálcio - Álcool isoamílico - Bicarbonato de sódio 7 4. - PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Em um balão de fundo redondo de 500 mL, adicionou-se 30 mL de álcool isoamílico (isopentílico) e 40 mL de ácido acético glacial. Cuidadosamente, adicionou-se cerca de 10 gotas de ácido sulfúrico concentrado. Colocou-se o balão sob a manta conectado a um condensador, aquecendo-o para refluxar a ebulição por aproximadamente 40 minutos. Esfriou-se o conteúdo do balão e transferi-o para um funil de separação de 250 mL, lavando-o com 10 mL de água destilada gelada e adicionou-se 100 mL de água destilada gelada. Feito isso realizou-se a separação de fases descartando a fase aquosa inferior, adicionando-se então 20 mL de solução aquosa de NaHCO3. Ao misturar-se o bicarbonato de sódio, ocorreu-se o desprendimento de CO2, sendo o mesmo liberado lentamente invertendo o funil e abrindo a torneira para liberara-lo. Agitou-se a solução até que todo o gás carbônico fosse removido, separando a camada inferior. Repetiu-se o procedimento mais duas vezes, aferindo com um papel de tornassol para determinar se a camada inferior estava básica. Feito isso lavou-se a fase orgânica com 50 mL de água destilada fazendo movimentos suaves. Em seguida depositou-se o extrato lavado em um frasco contendo uma espátula de cloreto de cálcio anidro e armazenou-o para continuação da síntese. Transferiu-se o extrato orgânico armazenado para um balão de 250 mL conectado a um aparato para destilação contendo uma coluna de Vigreux com uma alonga, tampando com uma rolha e um termômetro entre o condensador e a coluna para se controlar a temperatura que varia de 134 a 143°C. Mediu-se o volume obtido na destilação de acordo com a temperatura e calculou-se o rendimento da reação.8 5. RESULTADO E DISCUSSÃO. . Cálculo do rendimento de reação. 1º Calculou-se a quantidade de mol dos reagentes: MMálcool isopentilico: 88,17 g/mol MM acido acético: 60,05 g/mol n = d . V MM n = 1,04 . 40 60,05 nácido acetico =0,692 mol n = d . V MM n = 0,813 . 30 88,17 nálcool isopentilico = 0,276 mol 3º Calculou-se o limitante. Como a álcool isopentílico tem menor numero de mol, portanto é o limitante. 4º Calculou-se a quantidade de mol do produto A quantidade de mol do produto é igual quantidade do limitante, ou seja, n = 0,276 mols. 9 5º Calculou-se a massa do produto MMacetato de isopentíla = 130,19 g/ mol d = 0,872 g/ mL m = n . MM m = 0,276. 130,19 m = 35,92g V = m d V = 35,92 0,872 V= 41,19 mL 6º Calculou-se a porcentagem do produto obtido Após a destilação do óleo de banana, obteve-se 25 mL. Vteórico _________ 100 % Vobtido _________ X 41,19 mL __________ 100 % 25,0 mL __________ X X = 60,69 % de acetato de isopentila (óleo de banana) O rendimento obtido foi de 60,7% que pode ser considerado um bom rendimento devido às dificuldades das sínteses orgânicas, porem essa perda pode ter sido devido a dificuldade em se controlar a temperatura na hora da destilação já que o óleo de banana evapora a aproximadamente 139°C. Devido possibilidade de escapar vapores, utilizou-se uma fita para vedação porem pode ter escapado vapores que não se condensaram. 10 5 CONCLUSÃO A síntese do óleo de banana (acetato de isopentíla) foi realizada com sucesso, apresentando um rendimento de 60,7 %. 6 REFERÊNCIAS. RAUTER, QUIMICA LTDA. BOLETIM TÉCNICO. Disponível <http://www.rauter.com.br/ficha_tecnica/acetato_de_amila.pdf >. Acesso em 7 de out. 2012. CRUZ, OSVALDO. FICHA TÉCNICA. Disponível em <http://www.qca.ibilce.unesp.br/prevencao/produtos/alcool_i.html> Acessado em 7 de out. 2012. FIOCO VIEIRA, FELIPE. RELATÓRIO DE QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL I – UNESP. Disponível em <http://www.cempeqc.iq.unesp.br/Jose_Eduardo/Blog/Prepara%C3%A7%C3%A3 o%20do%20acetato%20de%20isopentila.pdf> Acessado em 16 de out. 2012. http://www.rauter.com.br/ficha_tecnica/acetato_de_amila.pdf http://www.qca.ibilce.unesp.br/prevencao/produtos/alcool_i.html http://www.cempeqc.iq.unesp.br/Jose_Eduardo/Blog/Prepara%C3%A7%C3%A3o%20do%20acetato%20de%20isopentila.pdf http://www.cempeqc.iq.unesp.br/Jose_Eduardo/Blog/Prepara%C3%A7%C3%A3o%20do%20acetato%20de%20isopentila.pdf
Compartilhar