Química Orgânica Experimental I

PREPARAPREPARAÇÇÃO DO ÃO DO

ACETATO DE ISOPENTILAACETATO DE ISOPENTILA

Armando Ferreira Gameiro Jr.

Janaína Leme do Amaral

IntroduIntroduçção:ão:Os ácidos carboxílicos reagem com álcoois na presença de ácidos minerais e forma ésteres, a reação inversa é a hidrólise do éster.Os ésteres em geral, possuem odor agradável e alguns deles se assemelham aos aromas de frutos e são usados na fabricação de aromatizantes artificiaisO acetato de isopentila, é um éster conhecido como óleo de banana, devido o odor característico da fruta.

Objetivo:Objetivo:

•Preparação acetato de isopentila, a partir do ácido acético e do álcool isopentílico, na presença de ácido sulfúrico concentrado.

ReaReaçções Envolvidas:ões Envolvidas:Esterificação:

CH3CO2H + (CH3)2CH2CH2CH2OH CH3CO2CH2CH2CH(CH3)2 + H2O

Neutralização:2 NaHCO3 + H2SO4 Na2SO4 + H2O + CO2

NaHCO3 + CH3CO2H CH3CO2Na + CO2 + H2O

Hidratação:

MgSO4 + 7 H2O MgSO4.7 H2O

Mecanismo da Mecanismo da EsterificaEsterificaççãoão de Fischer:de Fischer:

TTéécnicascnicasUtilizadasUtilizadas

Refluxo:Refluxo:

Porque usar pedras de ebuliPorque usar pedras de ebuliçção?ão?

Para evitar a ebulição tumultuosa do líquido durante o refluxo sob pressão atmosférica.

Consiste em adicionar poucos fragmentos de porcelana porosa não vidrada ao balão. Esses liberam pequenas quantidades de ar que

promovem o refluxo regular.

⇑ Estes fragmentos são adicionados ao líquido frio, antes que se inicie o refluxo.

⇓ A porcelana porosa jamais deve ser colocada em um líquido que já foi aquecido até a ebulição: o desprendimento de vapor

pode resultar em arrasto de uma grande porção do líquido para fora do balão.

ExtraExtraçção Simples:ão Simples:

ExtraExtraçção ão QuQuíímicamentemicamente AtivaAtiva

Neste tipo de extração um composto é alterado quimicamente afim de mudar o coeficiente de distribuição nos dois solventes. Consideremos dois compostos que são solúveis em éter etílico e insolúveis em água. Por apresentarem essa característica não podem ser separados por extração passiva. Assim, se as características de um dos compostos forem mudadas (tornando-o solúvel em água e insolúvel em éter), a separação tornar-se-á efetiva.

Efeito Efeito saltingsalting--outout

Se um soluto possui um coeficiente de distribuição baixo entre um solvente orgânico e a água, a extração simples não é efetiva. Para torná-la possível adiciona-se cloreto de sódio na água pois compostos orgânicos são menos solúveis em água com sal solubilizado. Esse efeito denomina-se salting-out.

Agente SecanteAgente Secante

Sulfato de Magnésio anidro :Forma com a água umsal hepta- hidratado (MgSO4.7H2O). Trata-se de umagente secante neutro, de ação rápida e quimicamente inerte. Pode ser utilizado inclusive em misturas contendo ésteres, aldeídos, aminas, amidas e cetonas,para as quais não se pode empregar o Cloreto deCálcio em virtude de reagir quimicamente com esses compostos.

DestilaDestilaçção Simples:ão Simples:

Teoria de DestilaTeoria de Destilaçção:ão:

CCáálculo do Ponto de Ebulilculo do Ponto de Ebuliçção a ão a Pressões Determinadas:Pressões Determinadas:

log p = A + B/T

Tabela de Constantes FTabela de Constantes Fíísicas sicas e Toxicidadee Toxicidade

Nomenclatura Toxicidade Propriedades Físicas

Ácido Acético CH3O2H

Ingestão pode causar corrosões bucais e gastro-intestinais, com vômitos, diarréia, colapso circulatório e morte.

Líquido, odor pungente.

Álcool

Isopentílico C5H12O

Irritante para as menbranas mucosas, altas concentrações podem causar depressão no sistema nervoso central

-líquido, odor desagradável característico

Bicarbonato de Sódio NaHCO3

___________________ - Cristais brancos ou granulados

Ácido Sulfúrico H2SO4

- em contato com os olhos pode resultar em perda total da visão - corrosivo, na pele pode causar necrose - ingestão causa enjôo e morte

- líquido incolor e volátil

Cloreto de

Sódio NaCl

___________________

- cúbico, cristais brancos - grânulos ou pó - incolor

Sulfato de Magnésio MgSO4

- pode causar insuficiência renal e intoxicação. - cristais ou pó eflorescentes

Acetato de Isopentila C7H14O2

- causa irritações aos olhos, e outros tecidos - pode causar dermatite

- incolor e líquido neutro.

Nomenclatura Densidade /g mL-1

Mol /g mol-1

p.f. (0C) p.e. (0C) Solubilidade

Ácido Acético CH3O2H

1,0492

60,05

16,604

118

- Excelente solvente para diversos compostos orgânicos. - Miscível em água, álcool glicerol e éter.

Álcool

Isopentílico C5H12O

0,813

88,15

-117,2

130,5

- fracamente solúvel em H2O (2g em 100 mL) - miscível em álcool, éter, benzeno, clorofórmio

Bicarbonato de Sódio NaHCO3

2,159 84,01 _____ _____ - Solúvel em 10 partes de água - Insolúvel em álcool

Ácido Sulfúrico

H2SO4

1,84

98,08

10

290

- miscível em água e em álcool com liberação de muito calor e contração de volume

Cloreto de

Sódio NaCl

2,17

58,45

804

1413

- 1g dissolve em 2,8 mL de água - 1g dissolve em 10 mL de glicerol - insolúvel em HCl concentrado

Sulfato de Magnésio MgSO4

1,67

120,37

- solúvel em água, levemente solúvel em álcool

Acetato de Isopentila C7H14O2

0,8670

130,19

-78,5

142

- 1g solúvel em 400 partes de água - miscível em álcool, éter, acetato de etila

FluxogramaFluxograma15 mL de álcool isopentílico em umbalão de fundo redondo

1.Adicionar 20mL de HAc glacial

2.Adicionar cuidadosamente e com agitação 4 mL de H2SO4concentrado

3.Adicionar pedras de ebulição

4.Ligar o balão a um condensador de refluxo

5.Refluxar por 1 hora usando manta como fonte de aquecimento

6.Deixar o sistema esfriar à temperatura ambiente

Acetato de isopentila(éster), Hac (excesso), álcool isopentílico, H2O, H2SO4

7.Transferir a mistura fria para um béquer contendo 55 mL de água fria

(ácido sempre adicionado sobre água)

8.Agitar a mistura heterogênea com bagueta e transferí-la para um funil de separação

9.Lavar o balão com 10 mL H2O fria, transferir para o funil e efetuar a extração

Fase aquosa (inferior):

H3O+, HSO-4; Ac-,

acetato de isopentila, álcool isopentílico

Fase orgânica (superior): acetato deisopentila; H3O+; pequena quantidade de HSO-

4; Ac-; H2O (pequena quantidade); álcool isopentílico

10. Recolher a fase orgânica em um béquer e adicionar 25 mL de solução de NaHCO3 5% cuidadosamente

11. Recolocar no funil e efetuar a extração

LIBERAÇÃO DE CO2!!!

Fase orgânica (superior): acetato de isopentila; traços de H2O; álcoolisopentílico; HSO-

4; H3O+; Ac-; Na+

Fase aquosa (inferior): Na+; Ac; H3O+; acetato de isopentila; álcool isopentílico; HSO-

4

12. Repetir as etapas 10 e 11

Fase orgânica (superior): acetato deisopentila; traços de H2O; álcoolisopentílico; SO2-

4; H3O+; Ac-; Na+

Fase aquosa (inferior): Na+; Ac-; acetato de isopentila; álcoolisopentílico; HSO-

4; H3O+

15. Adicionar 25 mL de água e 5 mL de NaCl

16. Efetuar Extração

13.Medir o pH com papel de tornassol

14.Se for ácido, repetir as etapas 10 e 11

Descartar

Fase orgânica (superior): acetato deisopentila; traços de H2O; álcoolisopentílico; HSO-

4; Cl-; Ac-; Na+

Fase aquosa (inferior): Na+; Ac-; Cl-; acetato de isopentila; álcool isopentílico; HSO-

4

17.Transferir para um erlenmeyer de 250 mL

18. Adicionar 2 g de MgSO4anidro. Agitar até que o líquido se apresente límpido

19. Se necessário decantar a solução e repetir o tratamento com o agente secante

Acetato de Isopentila e pequena quantidade de álcool isopentílico

Descarte

20.Montar um sistema de destilação simples

21.Colocar a fração destilada entre 134 – 143ºC recebendo o destilado em umerlenmeyer tarado, mantido em banho de gelo

ACETATO DE ISOPENTILA

22.Pesar o produto, calcular o rendimento

23.Anotar a pressão e corrigir o p.e.

24. Recolher em frasco rotulado contendo: faixa de destilação, volume, massa, data e componentes do grupo

Descarte de resDescarte de resííduosduos•Mantenha separado solventes halogenados de não halogenados.

•Separe solventes orgânicos de soluções aquosas.

•Mantenham os solventes acidificados de outros solventes e resíduos ácidos.

•Não misture ácidos inorgânicos fortes ou oxidantes com compostos orgânicos.

•Mantenha ácidos, bases e soluções aquosas contendo metais pesados separados de outros resíduos.

•Evite misturar ácidos e bases concentrados num mesmo recipiente.

BibliografiaBibliografia•PAVIA, D. L., LAMPMAN, G. M., KRIZ, G. S. Introduction to Laboratory Techniques: a microscale approach. 2nd ed. Philadelphia: Saunders College, 1995.

•GONÇALVES, D., WAL, E., Almeida, R. R. Química Orgânica Experimental. São Paulo: McGraw Hill, 1988.

•FESSENDEN, R.J., FESSENDEN, J. S. Organic Laboratory Techniques. 2nd ed. Califórnia: Brooks; Cole Publishing, 1993.

•SCUDDER, P. H. Electron Flow in Organic Chemistry, John Willey & Sons. Inc, New York, 1992.

•VOGEL, A. I. Análise Orgânica Qualitativa, vol. 1, 3ª edição, Livros Técnicos e Científicos, Editora Rio de Janeiro.