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Extração e Purificação do Limoneno

Parte II

MeneahRenata Talita

Objetivo da prática

Isolar e Purificar o Limoneno a partir de uma fase orgânica contendo n-hexano, limoneno, traços de substâncias voláteis de substâncias voláteis

IntroduçãoLimoneno

O que é?

Nomenclatura IUPAC: 1-metil-4-isopropenilcilohex-1-eno

Alcano da família dos terpenos

Estrutura

Aplicações do Limoneno

Solventes de resinas, pigmentos e tintas;

Fabricação de adesivos;

Indústrias farmacêuticas e alimentícias.

Técnicas para extração e purificação do Limoneno

Extração com Solvente

Destilação por arraste de vapor

Destilação Fracionada

Mas o que é Destilação?

Consiste na separação de líquidos de suas eventuais misturas, por passagem ao estado de vapor e posterior condensação com retorno ao estado líquido, com auxilio de calor e/ou redução da pressão.

Métodos de DestilaçãoDestilação simples

Destilação à vácuo (sob pressão reduzida)

Destilação fracionada

Destilação à vapor

Destilação fracionada

Método de separação baseado no ponto de ebulição dos componentes de uma mistura homogênea, empregada quando a diferença entre os pontos de ebulição dos líquidos da mistura é pequena.

Destilação Fracionada

Aparelhos utilizados :

•Termômetro

•Condensador

•Coluna de destilação

•Balão

•Manta elétrica

Diagrama de Fases

Destilação fracionada

Em uma mistura com equilíbrio de fases, a fase gasosa serácomposta basicamente do componente mais volátil, e a fase, líquida do componente menos volátil.

Destilação FracionadaColunas de fracionamento

(a) Dufton(b) Vigreux(c) Hempel

Destilação Fracionada

Número de pratos teóricos

A eficiência de uma coluna de fracionamento se exprimeem termos de número de pratos teóricos.

Destilação Fracionada de Azeótropos

Ocorre quando aparece um desvio no digrama de fase em termos de temperatura – composição de uma solução ideal.

Destilação Fracionada de Azeótropos

Azeótropo de máximo.

Destilação Fracionada de Azeótropos

Azeótropo de mínimo.

Conceitos envolvidos

Lei de RAOUL:

P = P0.N

P: pressão parcial do composto na soluçãoP0: tensão de vapor do composto puro a T°C na soluçãoN: fração molar do composto na solução

Conceitos envolvidosLei de Dalton

A pressão total (Ptotal) é igual à soma das pressões parciais dos componentes.

Ptotal = Pa + Pb

Aplicações da destilação fracionada

Destilação de bebidas alcoólicas

Industria petroquímica

Fluxograma

Purificação do limoneno

Fase Orgânica: n-hexano e limoneno

-Montar sistema de destilação fracionada: balão de fundo redondo com pedras de ebulição e proveta(100mL) como coletor.

-Envolver o sistema em papel alumínio e ligar aquecimento controlado( manta ).

-Verificar a formação de anel de condensado (parte quente da coluna) quando a mistura entrar em ebulição.

-Elevar a temperatura e iniciar a destilação(manter constante em 40-60 gotas/min).

-Anotar a temperatura após a primeira gota e a cada 2 mL.

Destilar até 75°C e transferir o coletado da proveta para frasco apropriado

Ler a temperatura a cada 0,5mL atéaquela na qual o limoneno encontra-se destilado(175°C)

Ler a temperatura estável(ponto de ebulição do limoneno) Anotar a temperatura a cada 2mL.

Destilar até que o balão contenha 3 mL de líquido (fração 3)

Fração 1 Fração 2 Fração 3

Descartar em frasco apropriado

Descartar em frasco apropriado

NÃO descartar!! Transferir para proveta e verificar o volume

Anotar a pressão barométrica e corrigir os p.e. das frações l e 3; construir um gráfico p.e. x volume de destilado e avaliar a eficiência da separação do hexano-limoneno.

Toxicidade e cuidados

Reagente Solubilidade Toxidade Algumas aplicações

Limoneno

Insolúvel em água e

solúvel em etanol.

irritante à pele quando ocorre foto-oxidação (alteração química

subseqüente da reação com a luz).

Aroma, solvente e aplicações

terapêuticas.

n-hexano

Insolúvel em água e miscível

em álcool, clorofórmio e

éter.

Odor sufocante causando, náuseas, dores de cabeça,irritação dos olhos e nariz,

fraqueza muscular, dermatite, pneumonia

química. .

Solvente orgânico e

extração de compostos orgânicos.

Tabela de constantes

ReagenteDensidade

g cm-3 FórmulaMassamolar

g mol-1

Ponto deEbulição

ºC

Ponto de Fusão

ºC

Limoneno 0,840 C10H16 136,24 175,5 - - - -

Sulfato de sódio 2,7 NaSO4 142,04 - - - - 800

n-hexano 0,659 C6H14 86,18 69 -100

água 0,997 H2O 18,02 100 0

BibliografiaSites:

www.labjeduardo.iq.unesp.br

www.pt.wikipedia.org/

http://www.qmc.ufsc.br/qmc5230/aula02/destfrac.html

Livros:

Soares B. G. “Química Orgânica: Teoria e técnicas de preparação,purificação e identificação de compostos orgânicos”editora guanabara.Rio de Janeiro, 1988

Atkins P. W. “Físico – Química “V.1, 6ª edição, editora LTC, Rio de Janeiro,1999.

Merck Index

Estrutura

Figura 1: mostra os enantiômeros do limoneno (R) Odor de laranja (S) limão.

Terpernos

Os terpenos formam uma diversificada família de substâncias naturais. Tradicionalmente considerou-se como derivados do 2-metil-butadieno, mais conhecido como isopreno.

Colunas de FracionamentoVigreux

Inclinações simétricas num ângulo de 45ºC em pares opostos. A projeção para dentro da coluna acrescenta possibilidades para condensação e para vapor entrar em equilíbrio com o líquido. Destila-se rapidamente, porém,a sua eficiência não é grande. A diferença da temperatura do ponto de ebulição dos componentes da mistura deve estar em torno 60ºC.

Colunas de FracionamentoDufton

Tubo vedado com metal (esponja de aço inoxidável ou almofada de cobre), e o interior da coluna é composto por vidro (gotas ou curtas seções). O vidro tem a vantagem de não reagir com compostos orgânicos. A diferença da temperatura do ponto de ebulição dos componentes da mistura deve estar em torno 36°C

Colunas de FracionamentoHempel

O tubo é vedado com metal (esponja de aço inoxidável ou almofada de cobre), e o interior da coluna é composto por aço inoxidável. A diferença da temperatura do ponto de ebulição dos componentes da mistura deve estar em torno 17°C.

Manta elétrica

Por que usar uma manta elétrica e não um bico

de Bunsen?

Figura 12: Esquema de destilação fracionada do petróleo.

Esquema de destilação fracionada do petróleo.

Purificação do Limoneno

*Fernanda Sampaio

*Mariana Martins Pellegrini

Limoneno

O Limoneno é uma substância química, orgânica, natural, pertencente a família dos terpenos, classe dos monoterpenos, de fórmula molecular C10H16, encontrado em frutas cítricas (cascas principalmente de limões e laranjas ), volátil, por isso responsável pelo cheiro que essas frutas apresentam.

Limoneno

Por possuir um centro quiral, concretamente um carbono assimétrico, apresenta isomeria óptica. Portanto, existem dois isômeros ópticos:o D-limoneno (odor de laranja) e o L-limoneno (odor de limão).No últimos anos tem adquirido uma importância fundamental devido a sua demanda como solventebiodegradável. Além de solvente industrial também apresenta aplicações como componente aromático e, é usado amplamente na síntese de novos compostos.

Estrutura

( IUPAC: 1-metil-4-isopropenilcilohex-1-eno )

ODOR DE LARANJA ODOR DE LIMÃO

Destilação

A destilação é o método de separação baseado no fenômeno de equilíbrio líquido-vapor de misturas. Em termos práticos, quando temos duas ou mais substâncias formando uma mistura líquida, a destilação pode ser um método adequado para purificá-las: basta que tenham volatilidades razoavelmente diferentes entre si.

Destilação Fracionada

O objetivo da destilação é a separação de um líquido volátil de uma substância não volátil ou, mas usualmente, a separação de dois ou mais líquidos de diferentes pontos de ebulição, comumente denominado DESTILAÇÃO FRACIONADA.Ela é muito comum em refinarias de petróleo, para extrair diversos tipos de compostos, como o asfalto, gasolina, gás de cozinha entre outros.

Destilação Fracionada

Propriedades das soluções ideais para destilação:a) Não há variação térmica quando os componentes são misturados; b) Não há variação de volume quando a solução é formada a partir de seus componentes;

Lei de Raoult

c) A pressão de vapor de cada componente éigual a pressão de vapor das substâncias puras multiplicada pela sua fração molar na solução.

Expressão da Lei de Raoult

Lei de Raoult

Equação:

Pi = (Pi)puro . Xi (2)

Onde Pi é a pressão de vapor e Xi é a sua fração molar na solução.

Destilação Fracionada

Destilação Fracionada

Diagrama de ponto de ebulição-composição

Destilação Fracionada

Coluna de Fracionamento

Consiste essencialmente de um longo tubo vertical, através do qual o vapor sobe e éparcialmente condensado; o condensado se escoa pela coluna e retorna eventualmente ao balão.

Propriedades:

ReagenteDensidade

g cm-3 FórmulaMassamolarg mol-1

Ponto deEbulição

ºC

Ponto de Fusão

ºC

Limoneno 0,840 C10H16 136,23 176 - - - -

Sulfato de sódio 2,7 NaSO4 142,04 - - - - 800

n-hexano 0,659 C6H14 86,17 69 -100

água 0,997 H2O 18 100 0

Propriedades:

Reagente Solubilidade Toxidade Algumas aplicações

LimonenoInsolúvel em

água e solúvel em etanol.

Irritações na pele quando ocorre foto-oxidação (alteração química

subseqüente da reação com a luz).Aroma, solvente e

aplicações terapêuticas.

Sulfato de sódioLevemente solúvel

em águae insolúvel em álcool.

- - - - - Agente secante de solventes orgânicos.

n-hexanoInsolúvel em água e miscível em álcool, clorofórmio e éter.

Odor sufocante, náuseas, dores de cabeça,

tontura, fraqueza nos músculos, irritação dos olhos e nariz,

dermatites e aspiração pode causar pneumonia química.

Solvente orgânico e extração de compostos orgânicos.

Fluxograma

Fluxograma

Bibliografia

Merck Index.Solomons & Fyhle. Química Orgânica vol. 1 e 2. Ed. 8.www.pt.wikipedia.org/wiki/Destilação_fracionadaVogel, Arthur I. Química Orgânica vol.1. Ed.3.