Saponificação do Acetato de Etila

7/29/2019 Saponificação do Acetato de Etila

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1 - Introdução

1.1 Saponificação

Quando se reage um éster com uma base forte como o hidróxido de sódio, ocorre a

hidrolise do éster sendo essa reação chamada de saponificação, palavra que vem

do latim, sapo, que significa “sabão”.

A saponificação do éster ocorre por substituição, no qual o íon hidroxila é

adicionado ao grupo acetil, enquanto o íon sódio forma um sal orgânico com o íon

acetato (este, porém, permanece ionizado, em solução) sendo uma reação não

reversível. Assim, quando o acetato de etila é saponificado com hidróxido de sódio,

ocorre a formação de acetato de sódio e álcool etílico, como na reação descritaabaixo:

Uma aplicação do mecanismo de saponificação observada na prática ocorre no

processo chamado “adipocere”, um processo natural de conservação do corpo, onde

a gordura do corpo (composta por ésteres de ácidos graxos) se transforma em

sabão. Essa reação ocorre quando um corpo é enterrando em locais com pouco

oxigênio, muita umidade e em meios básicos, como nas criptas e mausoléus. O

ambiente úmido e com temperatura constante, além de certa alcalinidade na

umidade devido as pedras ou cimento, e um caixão que permita passar essa

umidade, mas não os seres decompositores, inicia um processo em que a gordura

humana começa a se tornar lentamente um tipo de sabão, e assim protege os

músculos, ossos e órgãos internos do corpo.

1.2 - Saponificação do acetato de etila

A saponificação do acetato de etila é uma reação lenta, bimolecular, na qual a

ordem da reação pode variar entre 0 e 2. Assumindo que a reação de saponificação

é uma reação bimolecular de primeira ordem em relação aos dois reagentes:

[]

[]

[][]



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Simplificando a formulação cinética da reação e efetuando a reação com

concentração inicial igual para os reagentes, sendo que as concentrações serão

iguais em qualquer tempo:

[]

[]

Dessa forma, o mecanismo da reação pode ser compreendido apenas

considerando-se a variação de concentração de hidroxila em função do tempo.

2 - Objetivos

Determinar, a partir de dados experimentais, a constante de velocidade e a

concentração inicial de íons OH- para a reação de saponificação do acetato de etila.

3 - Procedimento experimental

3.1 - Materiais

- Solução de acetato de etila 0,02 mol.L-1 ;

- Solução de Hidróxido de Sódio 0,02 mol.L-1 ;

- Indicador Fenolftaleína;

- 1 bureta de 50 ml;

- 6 erlenmeyers de 250 ml;

- 1 erlenmeyer de 500ml;

- 2 provetas de 250 ml;

- 1 pipeta graduada de 50 ml;

- 1 pipeta volumétrica de 25 ml (de escoamento rápido)

- 1 relógio para contagem do tempo.

3.2 - Técnica experimental

- Transferiu-se 125 ml de solução de EtOAc para um erlenmeyer de 500ml,

adicionou-se então 125 ml de solução de hidróxido de sódio.

- Homogeneizou-se a solução e iniciou-se a contagem do tempo.

- Após cinco minutos, transferiu-se 25 ml do meio reacional para um erlenmeyer

contendo 30 ml de solução de ácido clorídrico e homogeneizou-se.



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- Titulou-se então a mistura com solução de hidróxido de sódio contida na bureta

empregando algumas gotas de fenolftaleína como indicador.

- Repetiu-se o procedimento com 10, 20, 30, 40, 60 minutos.

4 - Resultados e Discussão

Os volumes de solução de NaOH 0,02 molL -1 utilizados em cada tempo para

titulação estão indicados na tabela a seguir:

Tempo (min) Volume de solução de NaOH utilizada (ml)

5 22,810 24,6

20 25,3

30 26,0

40 27,2

60 26,8

Deve-se notar que o volume aferido aos 40 minutos do início da reação discorda do

padrão dos demais, sendo que o motivo para esta discordância foi um erro

operacional durante a titulação.

Tendo os volumes da solução de NaOH utilizados a cada tempo, e sabendo que a

titulação é feita pelo método que consiste em adicionar-se ácido em excesso, foi

possível calcular, em cada tempo, a concentração de NaOH residual no meio

reacional, que ainda não havia formado álcool, lembrando que o volume total da

solução reacional era de 250 ml, e que o número de mols de HCl, constante, já que

em todas as titulações foram utilizados 30 ml, foi de 0,0006 mol.

- Concentração inicial (t = 0): considerou-se que a reação ainda não havia se

iniciado, e a concentração dos reagentes permanecia a mesma do momento em que

a solução foi homogeneizada. Assim:



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1000 ml 0,02 mol

125 ml NaOH0

NaOH0 = (125 . 0,02) / 1000

NaOH0 = 0,0025 mol

[NaOH]0 = 0,01 mol/L

- Concentração em t = 5 min: o nº de mols de NaOH utilizado foi:

1000 ml 0,02 mol

22,8 ml n5 min

n5 = (22,8 . 0,02) / 1000

n5 = 0,000456 mol de NaOH

Como o NaOH titula apenas o que sobra de HCl após a neutralização do NaOH

que ainda não reagiu na mistura, e considerando-se também que a reação de

neutralização entre o NaOH e o HCl segue a proporção de 1:1, diminuindo-se o

número de mols de NaOH usados na titulação do número de mols de HCl utilizado,

tem-se o nº de mols de NaOH restantes na mistura:

0,0006 mol HCl - 0,000456 mol NaOH = 0,000144 mol NaOH

E a concentração de NaOH neste instante, já que a alíquota retirada é de 25 ml, é

de [NaOH]5 = 0,00576 mol/L.

- Concentração em t = 10 min: repetindo-se o mesmo raciocínio utilizadoanteriormente, calculou-se primeiro a quantidade de NaOH utilizada na titulação:

1000 ml 0,02 mol

24,6 ml n10

n10 min = (24,6 . 0,02) / 1000

n10 min = 0,000492 mol de NaOH

Assim, o nº de mols de NaOH restantes na solução reacional era:



7

0,0006 - 0,000492 = 0,000108 mol NaOH

E a concentração neste instante era de [NaOH]10 = 0,00432 mol/L.

- Concentração em t = 20 min: número de mols de NaOH usados na titulação:

1000 ml 0,02 mol

25,3 ml n20

n20 = (25,3 . 0,02) / 1000

n20 = 0,000506 mol de NaOH

E, assim, o nº de mols de NaOH que ainda não havia reagido até este instante era

de:

0,0006 - 0,000506 = 0,000094 mol NaOH



1000 ml 0,02 mol

26,0 ml n30

n30 = (26,0 . 0,02) / 1000

n30 = 0,00052 mol NaOH

Número de mols de NaOH que permaneceram sem reagir até este instante na

mistura reacional:

0,0006 - 0,00052 = 0,00008 mol NaOH

E a concentração de NaOH neste instante era de [NaOH]30 = 0,0032 mol/L.

- Concentração em t = 40 min: número de mols de NaOH utilizados na titulação:



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1000 ml 0,02 mol

27,2 ml n40

n40 = (27,2 . 0,02) / 1000

n40 = 0,000544 mol NaOH

Sendo assim, o número de mols de NaOH na mistura reacional neste instante era:

0,0006 - 0,000544 = 0,000056 mol NaOH



1000 ml 0,02 mol

26,8 ml n60

n60 = (26,8 . 0,02) / 1000

n60 = 0,000536 mol NaOH

Assim, o nº de mols de NaOH na mistura, neste instante, era:

0,0006 - 0,000536 = 0,000064 mol NaOH

E a concentração de NaOH na solução era de [NaOH]60 = 0,00256 mol/L.

Tendo-se os valores de variação da concentração de NaOH através do tempo, foi

possível traçar o gráfico que demonstra esta variação:



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Gráfico 1 - Variação da concentração de NaOH em função do tempo.

Conforme já foi apontado, no tempo de 40 minutos, o procedimento sofreu um erro

operacional. Assim, um novo gráfico foi traçado, desconsiderando-se o ponto função

de t = 40 min, que representa melhor a variação da concentração de NaOH:

Gráfico 2 - Variação da concentração de NaOH em função do tempo, desconsiderando-se o ponto

função do tempo de 40 min.

0

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

0.012

0 10 20 30 40 50 60 70

[NaOH]

tempo

0

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

0.012

0 10 20 30 40 50 60 70

[NaOH]

tempo



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Para a representação da ordem da reação, construiu-se o gráfico baseado na

consideração de 2ª ordem para a reação, seguindo-se a equação integrada para

reações de 2ª ordem, 1/[OH-] = Kt + 1/[OH-]0:

Gráfico 3 - Representação da ordem de 2º ordem para a reação.

Porém, como já se construiu um melhor gráfico para a variação da concentração de

NaOH em função do tempo desconsiderando-se o tempo de 40 minutos, outro

gráfico para a ordem de reação foi construído, desconsiderando-se novamente este

ponto:

R² = 0.8114

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 10 20 30 40 50 60 70

[OH-]

tempo



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Gráfico 4 - Representação de segunda ordem para a reação, desconsiderando-se o ponto função do

tempo de 40 min.

A partir dos pontos experimentais, através da regressão linear, calculou-se a

constante de velocidade K para ambos os casos, com e sem o tempo de 40 minutos,

e também o valor da concentração inicial teórico, obtendo-se os seguintes valores:

Constante de velocidade K

(mol-1 L min-1)

Concentração inicial

(mol/L)

Com o ponto t = 40 min 5,086 0,0065

Sem o ponto t = 40 min 4,379 0,0068

5 - Conclusões

A partir dos resultados obtidos, pode-se concluir que a variação de NaOH durante a

reação é exponencial, ou seja, há uma grande variação no início da reação e

caminha para um estado estacionário, no qual a concentração não varia mais

notavelmente. Conclui-se também que, devido ao erro operacional ocorrido aos 40

minutos, considerando-se o valor do coeficiente de correlação (0,884), o gráfico que

melhor descreve o comportamento de 2ª ordem para a reação é o gráfico no qual

este ponto não foi considerado. Portanto, é desconsiderando-se este ponto que se

encontra um valor de concentração inicial, através da regressão linear, mais próximo

da concentração real, ainda assim, bem menor do que o considerado correto

R² = 0.8844

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0 10 20 30 40 50 60 70



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teoricamente, mas esta diferença pode ser atribuída à consideração de que, na

prática, a concentração de NaOH já cai de forma brusca a partir do momento em

que se adiciona a base ao acetato de etila, não permanece inalterada até a

homogeneização, como se considerou teoricamente. Nestas condições, o valor da

constante K é de 4,379 mol- L min-1.

6 - Questões

a) Na prática de cinética de saponificação do acetato de etila, porque

utilizaram-se dois reagentes na mesma concentração?

Porque os dois reagentes reagem em proporções iguais (1:1) e a ordem de reação

para cada um é 1. Quando temos concentrações iguais de NaOH e de AcOEt, sendo

a ordem de reação igual para os dois reagentes, podemos considerar que se

[]

[]

[ ][]

e [AcOEt] = [OH-], então podemos compreender o mecanismo da reação utilizando

apenas a variação de concentração de NaOH, já que, como as concentrações sãoiguais, podemos reescrever a equação de velocidade como:

[]

[]

b) Na prática da cinética de saponificação do acetato de etila, como se

determinou a quantidade de reação ocorrida até então?

A quantidade de hidróxido de sódio usada na titulação é equivalente à quantidade

de íons H+ que sobraram da reação de neutralização, ou seja, sabendo a [HCl]

inicial, a diferença entre o número de mols inicial de ácido clorídrico e o número de

mols titulados (pois o numero de mols de NaOH é igual ao do ácido clorídrico) é a

quantidade de mol de hidróxido de sódio que ainda não havia reagido.



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c) Se a reação de saponificação do acetato de etila é de primeira ordem em

relação á hidroxila, porque uma linha reta foi obtida quando fez um gráfico do

inverso da concentração contra o tempo?

A ordem de reação é de 1º ordem em relação ao acetato de etila e ao hidróxido de

sódio. Portanto, a ordem global da reação é de 2º ordem. Assim, conforme já foi

demonstrado na questão a, quando temos concentrações iguais de acetato de etila e

de hidróxido de sódio, podemos considerar que somente a concentração de

hidroxilas possa fornecer o gráfico do mecanismo da reação, construindo o gráfico

do inverso da concentração de OH- pelo decorrer do tempo, descrevendo um

comportamento de 2ª ordem para a reação.

d) Que tipo de titulação (direta, indireta sou por retorno) foi utilizada na

prática (pois era a mais conveniente) a fim de determinar a quantidade de

reagente consumido?

Foi utilizada titulação indireta (por excesso de HCl), por dois motivos principais:

1 - Como a concentração de OH- na solução reacional era muito pequena, caso

fossemos titular diretamente com ácido, o volume de ácido utilizado será muito

pequeno, o que poderia induzir a maiores erros durante a titulação;2 - O melhor indicador usado para titulações é a fenolftaleína, já que tem ponto de

viragem de ácido para básico (incolor → rosa) facilmente visível. O uso de

fenolftaleína para uma titulação com ácido acarretaria erros experimentais, já que a

viragem de básico para ácido (rosa → incolor) é muito mais difícil de ser observada,

e o uso de outro indicador também não é favorável, já que não possuem pontos de

viragem tão bem definidos como a fenolftaleína.

7 - Referências

UCKO, D. A. Quím ic a para C iênc ias da Saúde: uma i n tr odução à Quím ic a

Geral, Orgânic a e Bio lógica. Tradução de José Roberto Giglio. São Paulo: Manole,

1992.

McMURRY, J. Quím ic a Orgân ica. Vol. 2. Tradução de Ana Flávia Nogueira e

Izilda Aparecida Bagatin. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2005.

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