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Universidade Federal Fluminense
Instituto de Qumica
Departamento de Qumica Orgnica
Relatrio de Separao
&
Purificao da Mistura 7
Professora: Marcela
Turma: Farmcia 2014.1
Acadmica: Patricia Alice Knupp
Pereira
Niteri, 25 de maio de 2014
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Sumrio
1. Introduo
.............................................................................................................
3
2. Resultados e Discusso:
........................................................................................
3
2.1. Anlise Preliminar e Purificao
.....................................................................
3
2.1.1. Mistura
........................................................................................................
3
2.1.2. Separao:
...................................................................................................
4
2.1.3. Purificao
..................................................................................................
6
2.1.4. Caractersticas observadas dos compostos
separadamente............................ 7
2.2. Cromatografia
.............................................................................................
8
2.3. Espectros de Infravermelho (IV)
.........................................................................
9
3. Concluso
...........................................................................................................
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4. Referncias Bibliogrficas
...................................................................................
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1. Introduo
A Anlise Orgnica como cincia tem sido empregada deste o incio
do
desenvolvimento da Qumica Orgnica, embora possa no possuir esta
denominao
desde os seus primrdios. Analisar amostras atravs de diferentes
mtodos e reaes
qumicas base desta cincia e nos confere uma extensa gama de
vantagens, visto que
de essencial importncia que conheamos as caractersticas do
composto o qual
manipularemos por motivos, como segurana nos resultados
apresentados, proteo do
manipulador e auxlio na escolha das melhores tcnicas a serem
empregadas.
Sendo assim, evidencia-se a importncia da Anlise Orgnica nas
atividades
dirias de todos aqueles que seguem o caminho da Qumica
Orgnica.
Recebeu-se para anlise a mistura de nmero 7 e tratava-se de um
composto do
tipo slido-slido temperatura ambiente, sendo que um dos seus
componentes
apresentavam diferentes coloraes, notando-se a presena de alguns
grnulos
amarelados e outros esbranquiados. Quanto ao odor, orientou-se a
no verific-lo, uma
vez que em determinados compostos poderiam ser encontradas
substncias txicas.
Aps o recebimento da mistura, seguiu-se com as etapas de separao
e
purificao, de modo a obter-se a elucidao da estrutura de cada
composto componente
da amostra.
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2. Resultados e Discusso
2.1. Anlise Preliminar e Purificao
2.1.1. Mistura
Como j se sabe, a mistura possui dois compostos desconhecidos
que sero
elucidados mediante diversas anlises fsicas e qumicas. Atravs da
amostra recebida,
diversos parmetros puderam ser observados, estabelecendo-se
algumas caractersticas
iniciais de extrema importncia para o desenvolvimento do
processo. Estas se
encontram listadas (Tabela 1) e foram analisadas para realizao
das etapas posteriores,
a saber, separao e purificao. Vale ressaltar que todos os demais
processos so
dependentes destas.
Tabela 1: Dados da Amostra 7
Caractersticas Analisadas Mistura
Estado Fsico Slido-slido
Cor Grnulos amarelos e brancos.
Odor Recomendou-se a no verificao, devido a
possvel existncia de substncias txicas.
Queima Esperou-se a separao dos compostos para
realizao deste teste, visando-se a
identificao das caractersticas individuais
de cada uma.
Carter cido
Cromatografia em Camada Fina
(CCF)
Apresentao de uma nica mancha aps
revelao atravs da luz ultravioleta (U.V.)
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2.1.2. Separao
Inicialmente, fez-se uma Cromatografia em Camada Fina (CCF), que
ser
descrita posteriormente, para observao da polaridade dos
constituintes da mistura.
Baseando-se nos resultados obtidos, realizaram-se os testes de
acidez e basicidade
visando-se a possibilidade da realizao de uma Extrao cido-Base,
em que se
explora a diferena de polaridade entre dois compostos de uma
mistura para que estes se
separem em duas diferentes fases.
O primeiro teste a ser realizado, foi o de carter cido, onde se
utilizou um tubo
de ensaio, adicionando-se pequena quantidade de amostra em
acetato de etila. A
orientao do teste que seja realizado com dissoluo da amostra em
gua, porm esta
insolvel neste solvente. Utilizando-se um solvente distinto,
fez-se um padro para
efeitos de comparao. A seguir, acrescentou-se ao tubo, duas
gotas de Iodeto de
Potssio (KI) a 2% e de soluo aquosa de Iodato de Potssio (KIO3).
Tendo-se
realizado isto, aqueceu-se o tubo em banho-maria. Pode-se
observar no padro positivo
e na amostra uma separao de fases e uma colorao acastanhada. J o
padro positivo,
no apresentou alterao na cor, mas tambm separou-se em 2 fases.
Sendo assim,
pode-se concluir que a amostra apresenta carter cido.
A seguir, realizou-se o teste para observao do carter bsico.
Para este,
tambm se utilizou como solvente o acetato de etila, pelos mesmos
motivos citados
anteriormente no teste de carter cido. Empregou-se um tubo de
ensaio com a amostra
e o acetato de etila e, em seguida, adicionou-se uma gota da
soluo saturada de nquel-
dimetilglioxima. O padro positivo apresentou um precipitado
vermelho, j o negativo
uma leve colorao amarela clara, semelhantemente amostra,
indicando que a mistura
no possui caractersticas bsicas.
Com base nos dados obtidos com relao s caractersticas cidas e
bsicas da
amostra, pode-se determinar a escolha da tcnica de Extrao
cido-Base, dadas as
caractersticas cidas de um dos compostos da amostra. A
totalidade da amostra foi
solubilizada em diclorometano. Adicionou-se esta mistura a um
funil de separao e
logo em seguida, tambm uma soluo aquosa saturada de bicarbonato
de sdio.
Agitou-se a mistura, retirou-se a presso e deixou-se em repouso
por um determinado
tempo. Duas fases foram formadas, uma de colorao amarelada (fase
orgnica) em
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cima e a outra hialina (fase aquosa) com a presena de pequenos
cristais, que poderiam
ser da amostra ou um excesso de bicarbonato de sdio, esta se
encontrava na regio
inferior, tendo isto ocorrido devido s diferenas de densidade.
Vale ressaltar que o
processo de adio de bicarbonato de sdio adicionado fase orgnica
foi realizado
duas vezes de modo a remover possveis resduos presentes do
composto cido na fase
orgnica, o que no promoveria uma separao adequada.
Com a separao das fases, processos distintos foram realizados de
modo a
obterem-se os compostos da mistura separadamente. Para obteno do
slido da fase
orgnica, evaporou-se o solvente com a utilizao do equipamento
denominado
Rotaevaporador. Este opera utilizando-se de um sistema a vcuo
visando reduo do
Ponto de Ebulio do solvente para que a evaporao ocorra de forma
mais rpida e
significativa. Ao final do processo, obteve-se um slido de
colorao amarela e com
pureza desconhecida.
Com a fase aquosa, o processo ocorreu de maneira diferente, onde
adicionou-se
inicialmente cido clordrico (HCl) amostra visando-se a regenerao
do cido, uma
vez que este encontrava-se dissolvido na gua como sal solvel.
Controlou-se o pH
obtido durante a adio de modo que o meio realmente estivesse
cido para minimizar
perdas do composto. Observou-se que uma grande quantidade de
precipitado foi
formado e este foi filtrado a vcuo para recolhimento dos
cristais. Estes possuem um
aspecto esbranquiado e aparentemente impuro devido presena de
partculas
significativamente distintas na amostra.
2.1.3. Purificao
Aps a obteno dos cristais separadamente torna-se necessrio
purificao de
ambos para que possveis partculas presentes no interferissem nas
anlises que seriam
realizadas posteriormente. O mtodo de escolha para tal foi
recristalizao por
motivos como a sua facilidade de realizao, eficcia e tambm, o
fato desta no
demandar nenhuma caracterstica especial do composto em questo,
como alta presso
de vapor, que fundamental no caso do processo de sublimao.
Com a fase orgnica, inicialmente escolheu-se o solvente que mais
se adequava
ao processo, a saber, aquele que solubilizou a amostra muito bem
a quente e pouco a
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frio, utilizando-se para isto pequenas quantidades de amostra e
do solvente em um tubo
de ensaio. O primeiro a ser testado foi o hexano, uma vez que se
tinha o conhecimento
prvio de que ambos os compostos quando em forma de mistura eram
solveis em
solventes de polaridade mdia como acetato de etila e
diclorometano. De fato, o hexano
foi selecionado como ideal para realizao da recristalizao por se
enquadrar nas
condies esperadas e j mencionadas. A seguir, buscou-se o Ponto
de Ebulio do
hexano no Handbook, encontrando-se o valor de 65C. Aqueceu-se a
mistura at o
ponto de ebulio do solvente, adicionando-se um pouco mais deste
at que toda a
amostra fosse solubilizada, logo aps filtrou-se a quente em um
sistema de filtrao por
gravidade e as impurezas insolveis ficaram retidas no papel de
filtro. Resfriou-se,
ento, o filtrado para a recuperao dos cristais utilizando-se uma
cuba de gelo e
atritando-se um basto de vidro na parede do bcher, observando-se
a formao dos
cristais. Filtrou-se a soluo a vcuo, obtendo-se cristais
finamente divididos e de
colorao amarela.
Para a fase aquosa, as mesmas etapas foram realizadas, e o mesmo
solvente
empregado, uma vez que este tambm atendia s exigncias necessrias
assim como se
observou com a fase orgnica. Novamente solubilizou-se a amostra
at o ponto de
ebulio do solvente e filtrou-se a quente obtendo-se o filtrado,
que foi resfriado
gerando-se os cristais. Filtrou-se a soluo a vcuo recuperando-se
um slido branco e
com aspecto de alta agregao dos cristais, lembrando uma espcie
de pasta.
2.1.4. Caractersticas observadas dos compostos separadamente
Aps os processos de separao e purificao dos componentes da
amostra,
outras caractersticas puderam ser avaliadas, uma vez que cada
composto possui suas
caractersticas prprias, sendo estas utilizadas para a
identificao de cada um deles.
Estas foram listadas (Tabela 2) de modo a esclarecer e
diferenciar cada parte
correspondente a uma das fases geradas aps a Extrao
cido-Base.
Tabela 2: Dados dos Componentes Separados e Purificados
Provenientes da Amostra 7
Caractersticas Analisadas Fase Aquosa Fase Orgnica
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Cont:.
Estado Fsico Slido Slido
Cor Grnulos brancos Cristais amarelos
Odor Recomendou-se a no
verificao, devido a
possvel existncia de
substncias txicas.
Recomendou-se a no
verificao, devido a
possvel existncia de
substncias txicas.
Queima Chama amarela e
fuliginosa.
Chama amarela e
fuliginosa, observada de
forma bem marcante.
Carter cido Neutro
Ponto de Fuso 138-139C 112-114C e 110-112C
2.2. Cromatografia
A CCF tem como objetivo, a elucidao da polaridade dos
constituintes de uma
mistura. Uma representao esquemtica da placa cromatogrfica
obtida est
demonstrada na Figura 01.
A amostra, como dito anteriormente, encontra-se na forma slida,
logo se tornou
necessrio dissolv-la antes da realizao da CCF, sendo isto
realizado em uma Placa de
Petri. Para escolha do solvente ideal, testou-se uma srie de
opes observando-se que
os de polaridade intermediria dissolviam melhor a amostra. Por
fim, escolheu-se o
diclorometano, que solubilizou bem a amostra, alm de se mostrar
como um composto
bastante voltil o que facilita a sua remoo.
Em seguida, tornou-se necessria a escolha de um eluente para
realizao da
tcnica, sendo isto realizado de modo comparativo aos solventes
empregados no teste de
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solubilizao da amostra. Sabe-se que o diclorometano foi o
selecionado logo, este
tambm foi utilizado como eluente, pelos motivos anteriormente
citados.
Aps as etapas de seleo do solvente e eluente, a CCF foi
realizada utilizando-
se um bcher, papel de filtro, para impregnao do ar com o
eluente, vidro de relgio
cobrindo a parte superior do bcher e o prprio eluente,
aguardando-se o tempo de
eluio deste ao longo da placa. Logo depois, esperou-se o tempo
de secagem da placa e
esta foi levada para revelao, onde se empregou o mtodo que se
utiliza da luz
ultravioleta (U.V.), utilizando-se o comprimento de onda 254nm.
Vale ressaltar sobre
este mtodo que as compostos revelados so aqueles que possuem um
sistema
conjugado. Componentes da prpria fase estacionria tornam a
amostra fluorescente e
passvel de observao. Atravs da utilizao do mtodo mencionado
pode-se notar a
formao de uma nica mancha que eluiu consideravelmente, indicando
sua maior
afinidade pela fase mvel frente a fase estacionria que apresenta
alta polaridade por ser
constituda de slica. Isto pode ser verificado qualitativamente
atravs do clculo do
Fator de Reteno ( ), que a razo da distncia da mancha origem e a
distncia da
frente da fase mvel origem. O clculo se encontra demonstrado a
seguir:
Os valores de podem variar numa escala de 0 a 1, sendo que
quanto mais
prximo de 1, maior a afinidade do composto pela fase mvel e
quanto mais prximo de
0, maior a afinidade pela fase estacionria. Como o valor obtido
se aproxima mais do 1,
pode-se comprovar o que foi mencionado anteriormente.
2.3. Espectros de Infravermelho (IV)
Empregou-se como Mtodo Fsico de Anlise Orgnica o IV para
confirmao
dos compostos provenientes da amostra, juntamente com as
informaes obtidas atravs
das anlises qumicas. Este se baseia na aplicao de comprimentos
de onda no
ionizantes sobre uma substncia, visando-se a obteno de bandas de
absoro
caractersticos de determinados grupos funcionais ou ligaes da
molcula enviada para
anlise, de modo a elucidar a sua estrutura qumica, uma vez que
os valores de bandas
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de absoro so, na maioria dos casos padronizados. Os espectros
obtidos para as
substncias presentes na fase aquosa e orgnica esto anexados ao
relatrio.
Apresenta-se descrito na Tabela 3 uma observao panormica bandas
de
absoro que podem descrever as caractersticas dos compostos de
acordo com o seu
respectivo espectro. Valendo ressaltar que o espectro de IV pode
ser dividido em 5
regies distintas. J a Tabela 4, demonstra de forma mais
especfica e direcionada as
bandas que diferenciam cada composto de outros reduzindo o nmero
de possibilidades
para identificao do mesmo, facilitando a determinao da estrutura
e o nome da
substncia recebida.
Tabela 3: Aspectos gerais relacionados s bandas de absoro
obtidas
Regies do espectro IV
(cm-1
)
Fase Aquosa Fase Orgnica
4000 a 2500 Regio onde
encontram-se as
deformaes axiais de
ligaes que contm
hidrognio (C-H, O-H, N-
H)
2966.2 dupla ligao
entre carbonos (aromticos
e alcenos)
2880.6; 2820.2; 2647.4
O-H de cidos
carboxlicos.
3053.8 dupla ligao
entre carbonos (aromticos
e alcenos).
2500 a 1820 Regio onde
encontram-se as
deformaes axiais de
grupamentos funcionais
que contm ligaes
acumuladas e triplas, como
nitrilas, alquinos,
isocianatos, alenos,
azocompostos, etc.
Sem presena de bandas de
absoro.
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1820 a 1350 regio onde
aparecem as bandas de
deformao axial de
ligaes duplas (C=C,
1681.2; 1590.6 ligao
C=C de aromticos.
1681.2 C=O de cidos
carboxlicos.
1625.2; 1649.6; 1590.3;
1494.0; 1447.1 ligao
C=C de aromticos.
1625.2 C=O de cidos
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C=O, C=N, NO2, N=O). carboxlicos.
1350 a 910 Regio
conhecida como a regio
de impresso digital da
molcula. Encontram-se as
bandas de deformao
angular dos grupos j
descritos e as de
deformao axial das
ligaes C-C, C-O e C-N.
Foram observadas as
seguintes bandas: 1311.4;
1264.9; 1171.9; 1043.0;
910.1.
Foram observadas as
seguintes bandas: 1340.5;
1283.3; 1190.6; 1099.3;
1028.1; 980.6.
910 a 625 conhecida
como a regio de
aromticos. As
deformaes de ligao C-
Cl ocorrem tambm nesta
regio.
Encontraram-se as
seguintes bandas: 792.2;
708.4; 741.7; 645.1.
Encontraram-se as
seguintes bandas: 883.7;
850.1; 759.8; 692.2.
Tabela 4: Principais bandas encontradas com provveis funes
Funo Fase Aquosa Fase Orgnica
Aromticos 2966.2 deformao axial
C-H
741.7 5 ou 4 H
adjacentes
1681.2 e 1590.6
deformao axial C=C
3053.8 deformao axial
C-H
759.8 e 692.2 5 ou 4 H
adjacentes
1625.2; 1590.3; 1494.0;
1447.1 deformao axial
C=C
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Cont:.
Funo Fase Aquosa Fase Orgnica
cidos carboxlicos 2647.4 deformao axial
O-H
910.1 deformao
angular O-H
1681.2 deformao axial
C=O de aromticos
1407.9; 1311.4;1171.9;
1264.9 deformao axial
C-O.
3. Concluso
Tendo em vista o que foi explicitado acima, pode-se concluir que
atravs de
diferentes tcnicas e mtodos possvel a separao, purificao e
identificao de uma
substncia de modo que esta possa ser empregada em processos
posteriores.
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4. Referncias Bibliogrficas
1 CUNHA, M. F. V., BERNADINO, A. M. R., SOUZA, N. A. Apostila de
Anlise Orgnica Experimental, Departamento de Qumica Orgnica,
Instituto de Qumica,
Universidade Federal Fluminense, Rio de Janeiro, 2014, p.
4-18.
2 - SOARES, B. G., SOUZA, N.A., PIRES, X. P. Qumica Orgnica:
Teoria e
Tcnicas de Preparao, Purificao e Identificao de Compostos
Orgnicos, Ed.
Guanabara, Rio de Janeiro, 1988, p. 294-303.
