ANÁLISE QUALITATIVA DE ALDEÍDOS E CETONAS

NOMES: Maria Luiza Aquino, Mariana Gabriela de Oliveira, Ruslam Eleutério

TURMA: Química 2A / T3

DISCIPLINA: Química Orgânica Prática

BELO HORIZONTE

10 e 17 de agosto de 2010

ANÁLISE QUALITATIVA DE ÁLDEÍDOS E CETONAS

Relatório apresentado para avaliação na disciplina de Química

Orgânica Prática, do Curso Técnico de Química do Centro

Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, ministrado

sob orientação do professor Ildefonso Binatti.

BELO HORIZONTE

10 e 17 de agosto de 2010

INTRODUÇÃO

Os grupos funcionais dos aldeídos e cetonas são os compostos orgânicos que apresentam

carbonila (C=O). Sua diferença se dá no fato dos aldeídos possuírem a carbonila ligada a uma

cadeia carbônica e a um hidrogênio e das cetonas possuírem sua carbonila entra cadeias

carbônicas.

Sua aplicação na indústria é a mais variada possível. Enquanto as cetonas são aplicadas como

solventes orgânicos, extratores de óleos (como o do amendoim) e na fabricação de tintas, os

aldeídos são utilizados na produção de perfumes sintéticos e medicamentos.

OBJETIVOS

Identificar e diferenciar aldeídos e cetonas tendo como base suas propriedades físicas, como a

densidade e químicas, evidenciadas nas reações de oxi-redução com o Reativo de Tollens, o

Reagente de Fehling, o bicromato de potássio em meio ácido, o bissulfito de potássio, o

permanganato de potássio e o Reagente de Benedict.

MATERIAIS E EQUIPAMENTOS

-Balança;

-Balão volumétrico de 10 mL;

-Banho-maria;

-Becker;

-Espátula;

-Pipeta de Pasteur;

-Suporte para tubos de ensaio;

-Tubo de ensaio.

SUBSTÂNCIAS

- K2Cr2O7;

- H2SO4;

- NaHSO3;

- Solução de Benedict;

- KMnO4;

- CuSO4 anidro;

- NaOH;

-AgNO3;

- Hidróxido de amônio;

- Reativo de Tollens;

- Reagente de Fehling;

-Amostra de acetona;

-Amostra de aldeído;

-Amostras de açúcares (glicose e sacarose).

PROCEDIMENTOS

I) Densidade/ Presença de álcool/ Presença de Água

Pelo método do balão volumétrico, determinar as densidades das amostras fornecidas.

Em um tubo de ensaio, colocar 2 mL de acetona, adicionar 2 pastilhas de Não e verificar se

houve a dissolução.

Em um tubo de ensaio, colocar 2 mL de acetona e adicionar uma pequena quantidade de

CuSO4 anidro.

Repetir os testes para o formol e registrar os resultados na Tabela 01.

II) Oxidação com reativo de Tollens

Preparar o reativo de Tollens: Adicionar em um béquer, 1 gota da solução de NaOH a 10%p/v

e 2mL de solução de AgNO3 a 5%. Acrescentar lentamente, gotas de hidróxido de amônio

concentrado até o completo desaparecimento do óxido de prata formado.

Rotular 2 tubos de ensaios previamente limpos e secos com o nome das acetonas e aldeídos a

serem analisados, em cada tubo de ensaio adicionar 1 mL da amostra apropriada.

Acrescentar 2,0mL do Reativo de Tollens e aquecer em banho-maria.

Anotar qualquer alteração verificada na Tabela 02.

III)Oxidação com reagente de Fehling

Rotular 2 tubos de ensaios previamente limpos e secos com o nome das acetonas e aldeídos a

serem analisados, em cada tubo de ensaio adicionar 2 mL da amostra apropriada.

Adicionar 0,5 do Reagente de Fehling A e 0,5 do Reagente de Fehling B já preparados a cada

um dos tubos de ensaio e aqueça em banho-maria.

Anotar qualquer alteração verificada na Tabela 02.

IV) Oxidação com bicromato de potássio em meio ácido

Rotular 2 tubos de ensaios previamente limpos e secos com o nome das acetonas e aldeídos a

serem analisados, em cada tubo de ensaio adicionar 2 mL da amostra apropriada.

Adicionar 1 mL de K2Cr2O7 0,1mol/L e 5 gotas de H2SO4 concentrado a cada um dos tubos.

Agitar e, se necessário, colocar em banho Maria.

Anotar qualquer alteração verificada na Tabela 02

V) Teste do bissulfito de sódio

Rotular 2 tubos de ensaios previamente limpos e secos com o nome das acetonas e aldeídos a

serem analisados, em cada tubo de ensaio adicionar 10 gotas da amostra apropriada.

A cada tubo, adicionar 2 mL do reagente de NaHSO3, preparado anteriormente.

Agitar vigorosamente a mistura após vedar os tubos com rolha e esperar de 3 a 5 minutos.

Anotar qualquer alteração verificada na Tabela 02.

VI) Identificação de agrupamentos cetônicos e aldeídicos em açúcares

Adicionar a um tubo de ensaio, 2 mL da solução do açúcar a ser analisado, 1 mL de K2Cr2O7

0,1 mol/L e 5 gotas de H2SO4 concentrado. Agitar e aquecer em banho-maria.

Adicionar a um tubo de ensaio, 2 mL da solução do açúcar a ser analisado, 1 mL de KMnO4 0,1

mol/L e 5 gotas de H2SO4 concentrado. Agitar e aquecer em banho-maria.

Adicionar a um tubo de ensaio, 2 mL da solução do açúcar a ser analisado, 1 mL da Solução

de Benedict. Agitar e aquecer em banho-maria.

Anotar qualquer alteração verificada na Tabela 03.

MONTAGENS

RESULTADOS

Tabela 01. Testes físicos para aldeídos e cetonas

AmostraDensidade (g/ml) Presença de

álcoolPresença de

águaEncontrada Tabelada

Acetona 0,783 0,791 Não houve dissolução

A solução ficou branca

Formol 1,11 1,092 Houve dissolução A solução ficou azul

Tabela 02. Reações de caracterização para aldeídos e cetonas

Amostra Oxidação com Reativo de Tollens

Oxidação com Reagente de

Fehling

Oxidação com Bicromato em

meio ácido

Teste do Bissulfito

Acetona Sem evidência de reação

Sistema bifásico (não correu reação)

Sem evidência de reação

Turvação com precipitado

branco (aspecto leitoso)

Formol Formação de espelho de prata e solução

esverdeada

Precipitado vermelho (formação de Cu0)

Solução azul-esverdeada

Sem evidência de reação

Tabela 03. Testes em açúcares (aldoses e cetoses)

Amostra

Reação com Bicromato em meio ácido

Reação com permanganato em meio ácido

Reação com solução de Benedict

Antes do aquecimento

Após o aquecimento

Antes do aquecimento

Após o aquecimento

Antes do aquecimento

Após o aquecimento

Glicose Sem evidência de reação

Solução azul-

esverdeada

Sem evidência de

reação

Solução incolor Sem evidência de

reação

Solução alaranjada

Sacarose Sem evidência de reação

Solução verde-

amarelada

Sem evidência de

reação

Solução incolor Sem evidência de

reação

Solução azul

DISCUSSÃO

I) Densidade / Presença de álcool / Presença de água

Cetonas são compostos oxigenados que contém um grupo funcional C=O ligado a um carbono

secundário. Podem ser obtidas através da oxidação completa de álcoois primários ou através da

oxidação de álcoois secundários.

Aldeídos são compostos oxigenados que contém um grupo funcional C=O ligado a um carbono

terminal e, uma das valências desse carbono é obrigatoriamente preenchida por um hidrogênio.

Podem ser obtidos através de oxidação de álcoois primários.

I.1 Densidade

Sobre as densidades, não há uma relação a ser seguida entre os compostos de carbonilo.

Assim, a acetona (grupo funcional cetona) apresentou densidade menor que a densidade

tabelada, já que a temperatura em que foi medida foi de aproximadamente 26º.

Já o formol apresentou densidade maior que a tabelada. Esse erro pode ser justificado pela

presença de impurezas (a concentração do formol analisado era de 36,5%) ou pela má aferição

do menisco.

I.2 Presença de álcool

Aldeídos e cetonas são compostos polares, mais ou menos, dependendo de sua cadeia

carbônica. O grupo carbonilo (C=O), presente nesses compostos, confere essa natureza polar.

Assim, são solúveis em água e em solventes vulgares, como álcoois.

Interações do tipo dipolo-dipolo são mais fracas que ligações iônicas. Assim, a aldeídos e cetonas

não conseguem solubilizar compostos com esse tipo de ligação. Desta forma, o teste de presença

de álcool coloca pastilhas de NaOH dentro de 2 mL de cada amostra analisada (formol e acetona).

Se o NaOH for solubilizado, há indícios de presença de álcool. Porém, não é possível afirmar, há

que a presença de água também solubiliza o hidróxido de sódio.

Na acetona, não houve solubilização das pastilhas de NaOH, mostrando que não há indícios da

presença de álcool da amostra.

No caso do formol, as pastilhas de NaOH se dissolveram, mostrando indícios da presença de

álcoois. Para este resultado, pode-se levar em conta a baixa concentração do formol em solução

(36,5%).

I.3 Presença de água

Devido a fatores já mencionados, é sabido que cetonas e aldeídos são solúveis em água.

O teste para comprovação da presença de água nas amostras é realizado adicionando-se uma

pequena quantidade de CuSO4 anidro em 2 mL de cada amostra. Este sal, é branco em seu

estado anidro e, com presença de água, torna-se azul. Desta forma, se o precipitado da mistura

entre o sal e a amostra (cetona e aldeído) for azul, há confirmação de presença de água.

Esse teste é confirmatório, já que somente a hidratação do sal muda-o de cor e não a

solubilização em álcool, o que poderia gerar dúvidas.

Na acetona, o CuSO4 continuou branco, mostrando que não há presença de água na amostra. Já

no caso do formol, o CuSO4 ficou azul, confirmando a presença de água.

Ao comparar os testes de presença de álcool e presença de água é possível perceber que não há

álcool e nem água na acetona. Contudo, no formol é impossível afirmar a presença de álcool, já

que os dois testes deram positivo, ou seja, a confirmação inicial de álcool pode ser anulada pela

presença de água, pois o teste pode ter dado positivo para a presença da última. Assim, somente

é possível a confirmação da presença de álcool através de testes químicos.

II) Oxidação com Reativo de Tollens (AgNO3 + NH4OH)

A função cetona caracteriza-se por um carbono da cadeia ligado a um oxigênio por uma ligação

dupla; sendo assim, este carbono é sempre secundário (ligado a outros dois carbonos da cadeia)

não possuindo átomos de hidrogênio ligados a ele. Essa condição não permite que a acetona,

uma cetona, seja oxidada. Isso foi observado na adição do reativo de Tollens, não havendo

qualquer evidência de reação.

Já a função aldeído caracteriza-se por possuir o carbono terminal ligado a um oxigênio por uma

ligação dupla e a um hidrogênio; sendo assim, quando se adiciona o Reativo de Tollens, o aldeído

se transforma num ácido carboxílico e a prata reduz a Ag0 e precipita, formando um espelho de

prata, como observado. A solução fica esverdeada devido ao nitrato de amônio, também produto

da reação.

III) Oxidação com Reagente de Fehling (CuSO4 + KOH + Tartarato de Na e K)

A acetona, como dito anteriormente, não oxida; logo, não há evidência de reação na adição do Reagente de Fehling a ela, sendo observado que a solução permanece azulada.

Já o aldeído, como possui um hidrogênio no carbono aldeídico, é oxidado pelo Reagente de Fehling. O cobre (II), do sulfato de cobre (II), é reduzido a cobre (I) formando óxido de cobre (I), um precipitado de cor vermelho-tijolo; e o aldeído se transforma em ácido carboxílico. A solução perdeu a cor azulada havendo formação do precipitado vermelho.

IV) Oxidação com Bicromato de potássio em meio ácido (K2Cr2O7)

A acetona, como dito anteriormente, não oxida; logo, não há evidência de reação na adição do Bicromato de potássio a ela, a solução permanece alaranjada.

O aldeído, em contrapartida, é oxidado pelo bicromato de potássio em meio ácido. O carbono aldeídico é oxidado, se transformando em C4+ e ligando-se ao oxigênio formando dióxido de carbono; o cromo reduz de Cr6+ a Cr3+ ligando-se ao ânion sulfato, formando o sulfato de cromo (III), deixando a solução azul-esverdeada, como observado.

As reações de oxidação são utilizadas a fim de distinguir os aldeídos das cetonas, pelo fato de essas não serem oxidadas, enquanto os aldeídos, ao serem oxidados, se transformam em ácidos carboxílicos.

V) Teste do Bissulfito de sódio (NaHSO3) – Teste demonstrativo

Ao adicionar o bissulfito de sódio à acetona, observou-se turvação e a formação de um precipitado branco. Isso ocorre, pois, apesar de haver uma ligação iônica no carbono intermediário da estrutura, a cadeia carbônica (apolar) prevalece, fazendo com que o produto seja insolúvel em água, sendo essa um solvente polar.

Ao adicionar bissulfito de sódio ao formol, não houve qualquer evidência de reação. Isso ocorre, pois, o produto formado constitui-se de um grupamento iônico ligado a um álcool terminal, deixando a estrutura muito polar; sendo assim, se solubiliza em água, pois essa é um solvente polar.

VI) Identificação de grupamento cetônicos e aldeídicos em açúcares

VI.1 Oxidação de açúcares com bicromato de potássio em meio ácido

A glicose, em cadeia aberta, apresenta em sua estrutura um carbono aldeídico, ou seja, o carbono terminal apresenta uma ligação com um átomo de hidrogênio e uma ligação dupla com um oxigênio; podendo, então, ser chamada aldose. Logo, no teste com o bicromato de potássio observou-se formação de uma solução azul-esverdeada, após o aquecimento. Isso ocorre, pois com o aquecimento, a glicose, que estava em cadeia cíclica, se abre e o carbono aldeídico é oxidado pelo bicromato de potássio.

Já a sacarose é um carboidrato constituído por uma molécula de glicose ligada a uma molécula de frutose. A frutose é um monossacarídeo e, em cadeia aberta, apresenta um grupamento cetônico

(podendo ser chamada de cetose). Quando aquecida, a sacarose sofre hidrólise em glicose e frutose, ambas em cadeias abertas. A glicose, então, como possui um grupamento aldeídico, é oxidada pelo bicromato de potássio, podendo-se observar a formação de uma solução azul-esverdeada, como na reação anterior (com a glicose, apenas).

VI.2 Oxidação de açúcares com permanganato de potássio em meio ácido

Como anteriormente mencionado, a glicose é oxidada pelo permanganato de potássio em meio ácido. É possível observar a transformação, pois a solução que era violeta, devido à presença do permanganato de potássio (Mn com nOx=+7) tornou-se incolor (Mn com nOx=+2), após o aquecimento.

Com o aquecimento, a sacarose sofreu hidrólise, como já dito, e o grupamento aldeídico foi oxidado pelo permanganato de potássio, sendo observada a mesma mudança de cor (de violeta para incolor).

VI.3 Oxidação de açúcares com a solução de Benedict

O teste com solução de Benedict é específico para identificar açúcares redutores, já que, somente a glicose sofre oxidação. Quando se adicionou a solução de Benedict à glicose observou-se uma mudança de coloração. A solução que era azulada, em decorrência da presença da solução de Benedict, tornou-se vermelho-alaranjada, evidenciando a reação. O carbono aldeídico foi oxidado (agente redutor) e houve formação do óxido cuproso, conferindo à solução uma coloração vermelho-alaranjada.

Já na adição da solução de Benedict à sacarose não se observou qualquer mudança (a solução permaneceu com uma coloração azulada), já que essa não sofre oxidação se não ocorrer hidrólise, anteriormente.

CONCLUSÃO

Os aldeídos e cetonas possuem estruturas semelhantes, diferenciadas apenas pelo fato de o

aldeído possuir um hidrogênio ligado à carbonila (C=O). Esse fato justifica os resultados

encontrados nos testes de oxidação, pois as cetonas não são oxidadas; enquanto os aldeídos se

oxidam e transformam-se em ácidos carboxílicos. Essa característica constitui a principal

diferença entre esses dois grupos funcionais, e que podem ser facilmente observadas nos testes

realizados.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

- MACHADO, Ana Maria de Resende; VIDIGAL, Maria Cristina Silva; SANTOS, Miriam Stassun

dos. Química Orgânica Prática, Curso Integrado - 2ª série. Belo Horizonte: Centro Federal de

Educação Tecnológica de Minas Gerais, revisão, 2006. 64 p.

- MORRISON, Robert T.; BOYD, Robert N. Química Orgânica, Fundação Calouste Gulbenkian,

Lisboa. 5ª ed., 2005.