UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO

CENTRO UNIVERSITÁRIO NORTE DO ESPÍRITO SANTO

DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE

RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA DE QUÍMICA ORGÂNICA 2

Preparação do Corante Alaranjado de Metila

Eliana Dias dos Santos

Igor Oliveira de Mello

Naizillah de Oliveira Albuquerque

Paula Carolina Peruch

SÃO MATEUS - ES

2014

Eliana Dias dos Santos

Igor Oliveira de Mello

Naizillah de Oliveira Albuquerque

Paula Carolina Peruch

RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA DE QUÍMICA ORGÂNICA 2

Preparação do Corante Alaranjado de Metila

SÃO MATEUS - ES

2014

Relatório de aula prática apresentado como pré-requisito para avaliação da disciplina de Química Orgânica 2, sob supervisão da Professora Leila Aley Tavares.

SUMÁRIO

1. OBJETIVOS.......................................................................................................................4

2. INTRODUÇÃO...................................................................................................................4

3. MATERIAIS E REAGENTES..........................................................................................4

4. METODOLOGIA................................................................................................................5

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO......................................................................................7

6. CONCLUSÃO..................................................................................................................12

7. REFERÊNCIAS...............................................................................................................13

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1. OBJETIVOS

O objetivo deste trabalho é obter o corante Alaranjado de Metila, que é um corante

sintético usado em roupas, alimentos e pigmentos de pinturas e impressões.

2. INTRODUÇÃO

Desde os primórdios da civilização, o homem faz uso de pigmentos naturais.

Pinturas e desenhos encontrados em cavernas podem ter mais de 4000 anos. Os

Egípcios utilizavam de substâncias coloridas extraídas da natureza como

maquiagem e para decoração do interior de seus palácios.

O homem, buscando de novas cores e meios mais fáceis de consegui-las,

desenvolveu os corantes sintéticos. O primeiro homem a sintetizar um corante foi

William Henry Perkin, químico inglês. O mais corante mais utilizado pela indústria

atual é o Índigo, ele que dá a cor característica do jeans que utilizamos.

3. MATERIAIS E REAGENTES

Balança analítica;

Água destilada;

Carbonato de sódio anidro;

Ácido sulfanílico;

Nitrito de sódio;

Ácido clorídrico;

N,n-dimetilanilina;

Ácido acético glacial;

Hidróxido de sódio;

Cloreto de sódio;

Ácido acético 5%;

Bicarbonato;

Papel de tornassol;

Espátula;

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Erlenmeyer;

Provetas;

Banho de gelo;

Bastão de vidro;

Pipeta de 10 ml;

Pêra para pipeta;

Pipeta pasteur;

Pisseta;

Béqueres;

Manta aquecedora;

Termômetro;

Funil de büchner de porcelana;

Kitassato;

Papel filtro;

Papel de tornassol;

Cronômetro;

Bomba para filtração a vácuo;

Placa de Petri;

4. METODOLOGIA4.1 Diazotização do Ácido Sulfanílico

Em um erlenmeyer de 125 mL foi dissolvido 0,3 g de carbonato de sódio em 25 mL

de água. Adicionou-se 1,0 g de ácido sulfanílico a solução que foi aquecida em

banho-maria até que se completou a dissolução do material. A solução foi deixada

até que atingisse a temperatura ambiente e se adicionou 0,4 g de nitrito de sódio,

agitando a mistura até a completa dissolução. A solução foi resfriada em banho de

gelo por 5-10 minutos, até que a temperatura ficasse abaixo de 10ºC. Em seguida,

se adicionaram 1,25 mL de ácido clorídrico, mantendo uma agitação manual. O sal

de diazônio do ácido sulfanílico separou-se como um precipitado branco finamente

dividido. A suspensão foi deixada em banho de gelo até ser utilizada.

4.2 Preparação do Alaranjado de Metila

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Em um béquer de 50 mL foram adicionado 0,7 mL de N,N-dimetilanilina e 0,5 mL de

ácido acético glacial. Com a ajuda de uma pipeta Pasteur, foi adicionado à solução a

suspensão resfriada do ácido sulfanílico diazotizado preparado previamente. A

mistura foi agitada vigorosamente com um bastão de vidro. Em poucos minutos um

precipitado vermelho devia se formar. A mistura foi mantida resfriada em banho de

gelo por cerca de 10 minutos.

Foram adicionados 8,5 mL de hidróxido de sódio 10% de modo lento e com

agitação, enquanto a mistura era mantida resfriada em banho de gelo. Foi verificado

se a mistura estava básica, com auxilio de um papel de tornassol. Foi adicionado

mais 1,0 mL de base para que a mistura se tornasse básica. A solução foi levada a

ebulição por 10-15 minutos, para dissolver a maioria do alaranjado de metila recém-

formado. Em seguida, 2,5 g de cloreto de sódio foram adicionados e a mistura foi

deixada para atingir a temperatura ambiente. A cristalização do produto foi induzida

por resfriamento da mistura reacional e os sólidos formados foram recolhidos por

filtração em funil de Buchner.

4.3 Recristalização

O precipitado foi transferido juntamente com o papel filtro para um béquer de 125

mL, contendo cerca de 75 mL de água em ebulição. A mistura foi mantida em

ebulição branda por alguns minutos com agitação constante. Nem todo o corante se

dissolveu, mas os sais contaminantes foram dissolvidos. O papel filtro foi removido e

a mistura deixada par atingir a temperatura ambiente e em seguida foi resfriada em

banho de gelo. Após o resfriamento, foi filtrada a vácuo e lavada com uma porção de

água gelada. O produto foi seco, pesado e calculou-se o rendimento.

4.4 Teste com indicador de pH

Em um tubo de ensaio foi dissolvido uma pequena quantidade de alaranjado de

metila em água. Alternadamente, foram adicionados algumas gotas de uma solução

de HCl diluído, de NaOH diluído, Bicarbonato 0,1N e Ácido Acético 5%, observando

a mudança de cor no ponto de viragem, onde pH = 3,1 apresenta coloração

vermelha e pH = 4,4 solução amarela.

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5. RESULTADOS E DISCUSSÃO

A obtenção de um corante azo conhecido como alaranjado de metila, que é também

um indicador ácido-base, se dá a partir de ácido sulfanílico e de N,N-dimetilanilina,

de acordo com o esquema simplificado abaixo:

Em um erlenmeyer de 125 mL foi dissolvido 0,3 g de carbonato de sódio em 25 mL

de água. Adicionou-se 1,0 g de ácido sulfanílico a solução que foi aquecida em

banho-maria até que se completou a dissolução do material. A solução foi deixada

até que atingisse a temperatura ambiente e se adicionou 0,4 g de nitrito de sódio,

agitando a mistura até a completa dissolução. A solução foi resfriada em banho de

gelo por 5-10 minutos, até que a temperatura ficasse abaixo de 10ºC. Em seguida,

se adicionaram 1,25 mL de ácido clorídrico, mantendo uma agitação manual. O sal

de diazônio do ácido sulfanílico separou-se como um precipitado branco finamente

dividido. A suspensão foi deixada em banho de gelo até ser utilizada.

O ácido sulfanílico é insolúvel em solução ácida, por isso deve-se dissolvê-lo em

numa solução básica de carbonato de sódio, para que possa ocorrer a diazotização.

A adição de ácido clorídrico à baixa temperatura objetivou acidificar a solução para a

formação de ácido nitroso. Então, o ácido sulfanílico precipita como um sólido

finamente dividido, que é rapidamente diazotizado.

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Em um béquer de 50 mL foram adicionado 0,7 mL de N,N-dimetilanilina e 0,5 mL de

ácido acético glacial a fim de manter a reação ácida e realizar o acoplamento da

anilina e o ácido sulfanílico. Com a ajuda de uma pipeta Pasteur, foi adicionado à

solução a suspensão resfriada do ácido sulfanílico diazotizado preparado

previamente. A mistura foi agitada vigorosamente com um bastão de vidro. Em

poucos minutos um precipitado vermelho devia se formar. A mistura foi mantida

resfriada em banho de gelo por cerca de 10 minutos.

Foram adicionados 8,5 mL de hidróxido de sódio 10% de modo lento e com

agitação, enquanto a mistura era mantida resfriada em banho de gelo. Foi verificado

se a mistura estava básica, com auxilio de um papel de tornassol. Foi adicionado

mais 1,0 mL de base para que a mistura se tornasse básica. Nas reações de

acoplamento o controle de pH do meio é fundamental. O reagente eletrofílico é o íon

diazônio, ArN2+. Quando o íon hidróxido está presente, o íon diazônio encontra-se

em equilíbrio com um composto não ionizado, o diazo-hidróxido ou ácido diazóico,

Ar-N=N-OH e, com sais, diazoatos (Ar-N=N-O-Na+) dele derivados. Assim, conclui-se

que, pelo que toca ao agente eletrofílico, a reação de acoplamento é favorecida por

um meio com baixa concentração de íon hidróxido, ou seja, sob pH ligeiramente

ácido.

Entretanto, duas situações podem ocorrer. Quando o agente de acoplamento é um

fenol, soluções ácidas retardam a reação, pois deslocam o equilíbrio ácido para a

direita. O íon fenóxido reage muito mais rapidamente que o fenol. Em meio ácido, a

amina transforma-se no íon respectivo que, devido à carga positiva sobre o

nitrogênio, é relativamente pouco reativo para substituição aromática eletrofílica.

Assim, quanto maior for a concentração de íons hidrogênio, maior será a proporção

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de amina que se encontra protonada e menor será a velocidade da reação de

acoplamento.

Assim, reações que envolvem acoplamento de aminas devem constituir um meio-

termo. A solução não deve ser demasiadamente alcalina de modo que a

concentração do íon diazônio seja baixa, nem tão ácida de tal forma que a

concentração de amina livre seja demasiadamente pequena. Verifica-se, na prática,

que a reação de acoplamento se produz com maior eficiência em soluções

moderadamente ácidas, no caso de aminas, e em soluções moderadamente

alcalinas, no caso dos fenóis. Então, adicionou-se um ácido fraco, o ácido acético,

ao meio para manter o pH da solução em torno de 4 e deslocar o equilíbrio da

primeira etapa elementar para a esquerda.

A solução foi levada a ebulição por 10-15 minutos, para dissolver a maioria do

alaranjado de metila recém-formado. Em seguida, 2,5 g de cloreto de sódio foram

adicionados e a mistura foi deixada para atingir a temperatura ambiente. A

cristalização do produto foi induzida por resfriamento da mistura reacional e os

sólidos formados foram recolhidos por filtração em funil de Buchner.

O precipitado foi transferido juntamente com o papel filtro para um béquer de 125

mL, contendo cerca de 75 mL de água em ebulição. A mistura foi mantida em

ebulição branda por alguns minutos com agitação constante. Nem todo o corante se

dissolveu, mas os sais contaminantes foram dissolvidos. O papel filtro foi removido e

a mistura deixada par atingir a temperatura ambiente e em seguida foi resfriada em

banho de gelo. Após o resfriamento, foi filtrada a vácuo e lavada com uma porção de

água gelada. O produto foi seco, pesado e calculou-se o rendimento:

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Peso do papel filtro = 1,0677g

Peso da amostra = 2,2533g

Peso do alaranjado de metila = peso da amostra – peso do papel filtro

Peso do alaranjado de metila = 1,1856g

N,N-dimetilanilina: C8H11N massa molar: 121,19 g.mol-1; densidade: 0,956

g.cm-3 

Alaranjado de metila: C14H14N3NaO3S massa molar: 327,33 g.mol-1 

D = M / V e, portanto: M = D X V.

C8H11N → m = 0,956 g.cm-3 x 0,7 mL = 0,6713 g utilizados

Rendimento teórico:

121,19 g.mol-1 de C8H11N ------------ 327,33 g.mol-1 C14H14N3NaO3S

0,6713 g de C8H11N ------------ x g de C14H14N3NaO3S

X = 1,813 g de C14H14N3NaO3S (teórico)

Para cálculo consideramos:

% do produto = m (experimental)/ m (teórica) X 100

% do produto = 1,1856g / 1,813 g X 100

% do produto = 65,39%

Para finalizar a prática, em um tubo de ensaio foi dissolvida uma pequena

quantidade de alaranjado de metila em água. Alternadamente, foram adicionados

algumas gotas de uma solução de HCl diluído, de NaOH diluído, Bicarbonato 0,1N e

Ácido Acético 5%, observando a mudança de cor no ponto de viragem, onde em pH

= 3,1 o alaranjado de metila é protonado para formar um íon dipolar de coloração

vermelha e em pH = 4,4 o alaranjado de metila existe como um íon negativo que

fornece a coloração amarela à solução.

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6. CONCLUSÃOMesmo com alguns os problemas obtidos durante a síntese, ainda assim foi possível

preparar o corante.

Foi feita a purificação do produto através da técnica de recristalização, porém ainda

permaneceram impurezas visíveis. Realizado o teste que pH que qualifica o

alaranjado de metila como um bom indicador ácido-base a substância obtida

apresentou as características esperadas com as coloração conforme descritas na

literatura.

Com os dados iniciais, calculou-se o rendimento do alaranjado de metila obtido e

constatou-se que foi obtido um bom rendimento do corante.

Com base no que foi comprovado nessa prática, esse método se demonstrou eficaz

para preparação do corante alaranjado de metila.

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7. REFERÊNCIAS

A.I. Vogel, “Vogel’s Textbook of Practical Organic Chemistry”, 5th Edition,

Longman Scientific and Technical, 1989, London, UK, p. 951.

SOLOMONS,T.W G., Química Orgânica. Volume 2. 10ª edição. Rio de Janeiro:

LTC, 2013.