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SUMÁRIO
1. OBJETIVO................................................................................................................................................3
2. INTRODUÇÃO.........................................................................................................................................3
2.1 ALCENOS.............................................................................................................................................32.2 FENÓIS.................................................................................................................................................42.3 NATUREZA DO GRUPO CARBONÍLICO.................................................................................................62.4 ÁCIDOS CARBOXÍLICOS.......................................................................................................................62.5 REAÇÕES GERAIS DE COMPOSTOS CARBONÍLICOS.............................................................................72.6 REAÇÕES GERAIS DO ÁCIDO CARBOXÍLICOS......................................................................................72.7 AMINAS...............................................................................................................................................8
3. PARTE EXPERIMETAL........................................................................................................................9
3.1 MATERIAIS:.........................................................................................................................................93.2 REAGENTES:......................................................................................................................................103.3 PROPRIEDADES FISICO-QUÍMICAS E TOXICIDADE DOS REAGENTES..................................................103.4 PROCEDIMENTOS EMPREGADOS........................................................................................................14ÁCIDOS CARBOXÍLICOS..........................................................................................................................14
1) Teste com bicarbonato de sódio.......................................................................................................14FENÓIS:........................................................................................................................................................14
1) Teste com hidróxido de sódio (NaOH a 10% em água)...................................................................142) Teste com cloreto férrico 5,0 %........................................................................................................15
ALCENOS.....................................................................................................................................................151) Teste de Bayer (KMnO4/H2O)...........................................................................................................152) Teste com bromo (Br2/CCl4).............................................................................................................16
AMINAS.......................................................................................................................................................161) Solubilidade......................................................................................................................................162) Basicidade das aminas......................................................................................................................173) Reação com do ácido nitroso (HNO2). Formação de sais de diazônio (diazotação).......................174) Preparação de um corante azo.........................................................................................................17
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO............................................................................................................18
ÁCIDOS CARBOXÍLICOS..........................................................................................................................181) Teste com bicarbonato de sódio.......................................................................................................18
FENÓIS:........................................................................................................................................................181) Teste com hidróxido de sódio (NaOH a 10% em água)...................................................................182) Teste com cloreto férrico 5,0 %........................................................................................................19
ALCENOS.....................................................................................................................................................201) Teste de Bayer (KMnO4/H2O)...........................................................................................................202) Teste com bromo (Br2/CCl4).............................................................................................................21
AMINAS.......................................................................................................................................................211) Solubilidade......................................................................................................................................212) Basicidade das aminas......................................................................................................................223) Reação com do ácido nitroso (HNO2). Formação de sais de diazônio (diazotação).......................224) Preparação de um corante azo.........................................................................................................23
5. CONCLUSÃO.........................................................................................................................................23
6. BIBLIOGRAFIA.....................................................................................................................................23
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1. OBJETIVO
Esta prática teve como objetivo a identificação, diferenciação e confirmação dos
outros quatro grupos funcionais importantes na química orgânica, que são os ácidos
carboxílicos, fenóis, alcenos e aminas, através de reações químicas específicas para cada
composto orgânico.
2. INTRODUÇÃO
As características estruturais que possibilitam a classificação dos compostos com
base em sua reatividade são chamadas grupos funcionais. Um grupo funcional é um grupo
de átomos dentro de uma molécula que apresenta um comportamento químico
característico. Um determinado grupo funcional comporta-se quimicamente quase da
mesma forma em todas as moléculas das quais fazem parte.
“A química de qualquer molécula orgânica, independentemente de seu de seu
tamanho ou complexidade, é determinada pelos grupos funcionais que ela contém.”
Os grupos funcionais podem ser identificados a partir de certas reações, as quais
podem ser usadas para fins de caracterização. Geralmente, testes qualitativos, de fácil
execução, permitem caracterizar determinados grupos funcionais observando-se mudanças
físicas provocadas por uma reação química. A partir da evidência experimental acumulada,
deduz-se que grupo funcional (ou grupos funcionais), está (estão) presente(s) na amostra
desconhecida.
2.1 Alcenos
Alceno, também conhecido como alqueno ou olefina, é um hidrocarboneto que
contêm ligações duplas carbono-carbono. Nas ligações duplas, dois átomos de C partilham
dois pares de elétron em vez de um - como acontece nas ligações simples. Quando há
ligações duplas, são removidos dois átomos de H para que a regra dos elétrons de valência
seja cumprida. A fórmula geral dos alcenos é, pois, CnH2n.
Nas ligações duplas, os átomos estão mais próximos. Isto significa que os átomos
de C que participam na ligação dupla têm menos hipóteses de rotação que os átomos de C
em ligações simples. Isto leva à criação de dois isómeros estruturais de alcenos: cis e trans.
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Isómeros são moléculas que têm os mesmos átomos, mas diferente estrutura. Nos alcenos
cis, os átomos de C das ligações dupla ficam do mesmo lado, enquanto que nos alcenos
trans, eles ficam em lados opostos (Figura 01).
Fig. 01 – Função: Alceno cis e trans.
O que há de especial com os alcenos é o fato de conterem uma ou mais ligações
duplas. Alcenos particularmente estáveis são os hidrocarbonetos aromáticos. Estas
substâncias contêm um número especial de átomos de C. São cíclicos e contêm ligações
duplas entre pares de carbono. A razão para esta grande estabilidade é a estrutura de
ressonância que aqueles hidrocarbonetos contêm. Nestas estruturas, os elétrons são
partilhados de um modo diferente.
Os alcenos ocorrem em abundância na natureza. O etileno é um hormônio de uma
planta que induz o amadurecimento de fruta, e o -caroteno, rico em vitamina A,
encontrado no pigmento laranja da cenoura.
Fig. 02 – Exemplos de compostos derivados de fenóis.
2.2 Fenóis
Os fenóis são compostos que apresentam grupos hidroxila ligados ao anel
aromático. Podem ser considerados como derivados da água da qual um dos átomos de
hidrogênio é substituído por um grupo orgânico: H-O-H versus Ar-O-H.
Fig. 03 – Função: Fenol.
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As propriedades físicas dos fenóis são semelhantes dos alcoóis, porém com certas
diferenças específicas. Os fenóis têm temperaturas de ebulição elevadas em relação aos
hidrocarbonetos, este fato ocorre em decorrência da formação de ligações de hidrogênio no
estado líquido, como ocorre na água. O átomo de hidrogênio –OH polarizado positivamente
de uma molécula é atraído pelo par de elétrons isolado de um átomo de uma força
intermolecular fraca que une as moléculas. Para que as moléculas passem de estado líquido
para o estado gasoso, essas atrações intermoleculares devem ser rompidas, por isso a
temperatura de ebulição é maior.
Os fenóis são milhões de vezes mais ácidos que os alcoóis, porque o ânion
fenóxido é estabilizado por ressonância. A deslocalização da carga negativa sobre as
posições orto e para do anel aromático do ânion fenóxido resulta em aumento de
estabilidade em relação ao fenol não dissociado.
Fig. 04 – Exemplos de compostos derivados de fenóis.
Os fenóis ocorrem em abundância na natureza e também são usados como
intermediários na síntese industrial de produtos que vão desde adesivos até anti-sépticos. O
fenol é um desinfetante geral encontrado no alcatrão da hulha; o salicilato de metila é um
aromatizante encontrado no óleo de um tipo de planta da América do Norte; e os urushiols
são os constituintes alérgicos do veneno do carvalho e da hera. Observe que a palavra fenol
é tanto o nome de um composto específico como o nome de uma classe de compostos.
Fig. 05 – Exemplos de compostos derivados de fenóis.
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2.3 Natureza do Grupo Carbonílico
A ligação dupla carbono-oxigênio de um grupo carbonila é semelhante em muitos
aspectos à ligação dupla carbono-carbono de um alceno. O átomo de carbono do grupo
carbonílico tem hibridização sp2 e forma três ligações . O quarto elétron de valência
permanece em um orbital p do átomo de carbono, formando uma ligação pela
sobreposição com um orbital p no átomo de oxigênio. O átomo de oxigênio também tem
dois pares de elétrons não-ligantes, que ocupam os dois orbitais restantes.
O efeito mais importante da polaridade do grupo carbonila é sobre a reatividade
química da ligação dupla C=O. Por causa do átomo de carbono do grupo carbonílico
carregar uma carga parcial positiva, ele se comporta como um eletrófilo (ácido de Lewis) e
reage com os nucleófilos. Pelo contrário, a átomo de oxigênio no grupo carbonila carrega
uma carga parcial negativa e é, portanto, um nucleófilo (base de Lewis), reagindo com os
eletrófilos.
2.4 Ácidos Carboxílicos
Os ácidos carboxílicos, RCOOH, ocupam um lugar central entre os compostos
carbonílicos. Eles não são importantes apenas por si só, mas também porque são materiais
de partida para preparar numerosos derivados acila, como os ésteres, as amidas e os
cloretos de ácidos.
Fig. 06 – Função: Ácido carboxílico.
Um grande número de ácidos carboxílicos é encontrado na natureza. Por exemplo,
a ácido acético, CH3COOH, é o principal componente orgânico do vinagre; o ácido
butanóico, CH3(CH2)2COOH, é responsável pelo odor de ranço de manteiga; e o ácido
hexanóico (ácido capróico), CH3(CH2)4COOH, é o responsável pelo aroma único de cabras
e de meias sujas. Outros exemplos são os ácidos cólicos, o maior componente da bile
humana, e ácidos alifáticos de cadeia longa, como o ácido palmítico, CH3(CH2)14COOH,
um precursor biológico de gorduras e outros lipídeos.
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Fig. 07 – Funções: Ácido Carboxílico do ácido cólico.
2.5 Reações Gerais de Compostos Carbonílicos.
A maioria das reações envolvendo os grupos carbonílicos ocorre por um dos
quatro mecanismos gerais: adição nucleofílica, substituição nucleofílica em grupamento
acila, substituição alfa, e condensação carbonílica. Esses mecanismos apresentam algumas
variáveis, da mesma maneira que as reações de adição eletrofílica em alcenos e as reações
de SN2,porém essas variações são muito mais fáceis de aprender quando as características
fundamentais dos mecanismos são compreendidas. Veja como esses quatro mecanismos se
comportam e quais tipos de grupos carbonílicos sofrem reação por meio deles.
2.6 Reações Gerais do Ácido Carboxílicos.
Os ácidos carboxílicos geralmente apresentam quatro possibilidades para reagir.
Fig. 08 – Prováveis Reações com um Ácido carboxílico.
Perceba que o ácido pode sofrer um ataque nucleofílico, eletrofílico ou de uma
base. No caso de um reagente nucleofílico (:Nu), o ácido reage preferencialmente através
do carbono da dupla, que é muito polarizado e, portanto, tem uma carga parcial positiva, o
que permite a entrada do nucleófilo. Se for um reagente eletrofílico (E), o ácido reage
preferencialmente através do oxigênio da hidroxila, que coordena um de seus pares de
elétrons livres para o eletrófilo. Finalmente, o reagente pode ser uma base, que então vai
atuar capturando um próton do ácido, seja da hidroxila (que é liberado mais facilmente) ou,
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dependendo da força dessa base e das condições da reação, do carbono a (carbono ligado ao
grupo COOH).
As substituições nucleofílicas nos ácidos carboxílicos geralmente seguem o
seguinte mecanismo:
Fig. 09 – Mecanismo de substituições nucleofílicas nos ácidos carboxílicos.
2.7 Aminas
As aminas são os derivados orgânicos da amônia, NH3, da mesma maneira que os
alcoóis e os éteres são os derivados orgânicos da H2O. Como a amônia, as aminas contêm
um átomo de nitrogênio com um par de elétrons isolado. A presença desse par de elétrons
explica o comportamento básico e nucleofílico das aminas.
Podem ser alquil-substituídas (alquilaminas) ou aril-sustituídas (arilaminas).
Embora muito da química dessas duas classes de aminas seja semelhante, também existem
diferenças importantes. As aminas são classificadas como primária (NH2R), secundária
(NHR2) ou terciária (NR3), dependendo do número de substituintes orgânicos ligados ao
átomo de nitrogênio.
Fig. 10 – Classificação das aminas quanto ao número de radicais.
A ligação química em aminas é semelhante àquela na molécula de amônia. O
átomo de nitrogênio tem hibridização sp3, com os três grupos substituintes ocupando três
vértices do tetraedro e o par de elétrons isolado, o quarto vértice como esperado, os ângulos
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da ligação C-N-C são próximos do valor tetraédrico de 109º. Uma das conseqüências da
geometria tetraédrica é que uma amina com três substituintes diferentes no átomo de
nitrogênio é quiral. Assim, essa amina não tem plano de simetria e, portanto, não se
sobrepõe com sua imagem especular.
A química das aminas é dominada pelo par de elétrons isolados do átomo de
nitrogênio. Por causa desse par de elétrons isolado, as aminas são básicas e nucleofílicas.
Essas aminas reagem com os ácidos para formar sais ácido-base e também com os
eletrófilos em muitas das reações polares. As aminas são bases mais fortes que os alcoóis,
os éteres ou a água. Quando uma amina é dissolvida em água, é estabelecido um equilíbrio
no qual a água se comporta como um ácido, transferindo um próton à amina.
Elas são largamente encontradas em plantas e animais e é parcialmente
responsável pelo odor característico dos peixes. A nicotina, por exemplo, é encontrada no
tabaco, enquanto a cocaína é um estimulante encontrado nos arbustos da planta da coca na
América do Sul.
Fig. 11 – Exemplos de Aminas encontradas em dia-dia: nicotina e cocaína
3. PARTE EXPERIMETAL
3.1 Materiais:
01 Béquer de 400,0 mL;
01 Béquer de 50,0 mL;
01 Erlenmeyer 125,0 mL;
12 Tubos de ensaio;
Bico de Bunsen;
Pinça para tubo de ensaio;
Bastão de vidro;
Vidro de relógio;
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Pisseta;
Pipetas de 1,0 e 5,0 mL;
Pipetador;
3.2 Reagentes:
Fenolftaleína;
Azul de Bromotimol;
Solução de Permanganato de Potássio (0,01 M);
NaOH 1,0 M e de 10 %;
NaHCO3 (5 %)
Nitrito de Sódio;
Cloreto Férrico (5 %) em etanol;
Anilina;
Ciclohexilamina;
H2SO4 (3,0 M);
HCl concentrado;
- Naftol;
Ácido Benzóico;
Fenol;
Etanol;
Solução de Bromo em tetracloreto de carbono (CCl4);
Clorofórmio;
Ciclohexeno;
3.3 Propriedades Fisico-químicas e Toxicidade dos reagentes
BICARBONATO DE SÓDIO
Toxicidade: Bicarbonato de Sódio com posologia, indicações, efeitos colaterais, interações
e outras informações. Todas as informações contidas na bula de Bicarbonato de Sódio têm
a intenção de informar e educar, não pretendendo, de forma alguma, substituir as
orientações de um profissional médico ou servir como recomendação para qualquer tipo de
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tratamento. Decisões relacionadas a tratamento de pacientes com Bicarbonato de Sódio
devem ser tomadas por profissionais autorizados, considerando as características de cada
paciente.
PERMANGANATO DE POTÁSSIO
Toxicidade: Por inalação: causa irritação ao trato respiratório. Os sintomas podem incluir
tosse e dificuldade para respirar. Altas concentrações podem causar edema pulmonar; Por
ingestão: a ingestão de pó ou de altas concentrações causa distúrbios graves do sistema
gastrointestinal com possíveis queimaduras e edema; pulso lento, choque com queda da
pressão sangüínea. Pode ser fatal. A ingestão de concentrações de até 1% causa
queimaduras da garganta, nâuseas, vômitos e dor abdominal. Concentrações de 2-3%
causam anemia e inflamação da garganta com dificuldade para respirar. Concentrações de
4-5% podem causar danos renais; Curiosidade: O banho de permanganato de potássio
ajuda a tratar a coceira e cicatrizar as bolhas comuns da catapora. Deve-se tomar um banho
de imersão com 1 pacotinho de permanganato de potássio diluído em água fria, por no
máximo 5 minutos todos os dias, até a pessoa ficar curada.
ÁCIDO CLORÍDRICO
Toxicidade: em casos de ingestão pode ser fatal e em contato com a pele pode causar
queimaduras graves. Causa severa irritação dos olhos e pálpebras, podendo ate haver a
perda total da visão. À pele é corrosivo, podendo causar queimaduras. A inalação acarreta
irritação do aparelho respiratório, edema pulmonar, insuficiência respiratória, podendo
levar até a morte. A ingestão provoca severas queimaduras nas membranas, mucosas da
boca, esôfago e estômago, se ingerido.
ÁCIDO SULFÚRICO
Toxicidade: A inalação causa irritação nas vias respiratórias. Contato como os olhos
provoca lesões na córnea e possível cegueira. Causa queimaduras gravas em contato com a
pele. Alto Causa lesões na córnea e possível cegueira. Pode ser fatal se ingerido.
HIDRÓXIDO DE SÓDIO
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Toxicidade: sua inalação causa severa irritação. A inalação do pó causa sérios prejuízos ao
trato respiratório. Os sintomas podem incluir dores de garganta e espirros. Severa
pneumonia pode ocorrer. Ingestão pode causar severas queimaduras na boca, garganta e
estômago. Pode causar danos aos tecidos e morte. Podem incluir sangramento, vômito,
diarréia e queda de pressão. Contato com a pele causa severas irritações e queimaduras na
pele. Contato com os olhos causa severa irritação. Grandes exposições podem causar
severas queimaduras e cegueira. Contato prolongado com soluções diluídas ou pó tem
efeito destrutivo nos tecidos. Pessoas com desordens de pele, problemas nos olhos ou
falência respiratória podem ser mais suscetíveis aos efeitos desta substância.
FENOL
Toxicidade: Sistema de Ventilação: um sistema de exaustão local ou geral é recomendado
para manter a exposição do usuário(a) a menor possível. O sistema local é preferível porque
controla a emissão do contaminante em sua origem, prevenindo dispersão dele numa área
maior; Respiradores pessoais: para as condições de uso em que há exposição a poeira ou
vapor, um respirador de meia face contra poeira e vapor é efetivo. Para emergências e
instâncias em que não se sabe os níveis de exposição, use um respirador inteiriço de pressão
positiva. AVISO: respirador com purificação de ar não é efetivo num ambiente deficiente
de oxigênio; Proteção da Pele: use luvas protetoras e roupas limpas que cubram todo o
corpo. Proteção dos Olhos: use óculos protetores. Mantenha uma fonte para lavar os olhos
na área de trabalho.
BETA-NAFTOL
Curiosidade: 2-Naftol, ou β-naftol, é um sólido cristalino incolor de fórmula C10H7OH, é
um isômero do 1-naftol, diferindo pela localização dahidroxila no naftaleno. Os naftois são
homólogos naftalenos do fenol, com o grupo hidroxil mais reativo do que nos fenóis.
Ambos isômeros são solúveis em álcoois, éteres e clorofórmio. Eles podem ser usados na
produção de tintas em síntese orgânica. Por exemplo, 2-naftol reage para formar BINOL.
Nocivo por inalação e ingestão. Muito tóxico para os organismos aquáticos.
CICLOHEXILAMINA
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Cuidados: Proteção das vias respiratórias: Usar equipamento de segurança para proteger as
vias respiratórias no caso de ventilação insuficiente. Filtro combinado EN 141 Tipo ABEK
(gases / vapores orgânicos, inorgânicos, ácido inorgânico e compostos alcalinos). Proteção
das mãos: Luvas de proteção apropriadas resistentes a produtos químicos (EN 374) mesmo
durante o contato direto e prolongado. Devido a grande variedade de tipos, é necessário
considerar as indicações de uso do fabricante.
ANILINA
Curiosidade: A anilina é usada para fabricar uma ampla variedade de produtos como, por
exemplo, a espuma de poliuretano, produtos químicos agrícolas, pinturas sintéticas,
antioxidantes, estabilizadores para a indústria do látex, herbicidas e vernizes e explosivos.
É usada, entre diversas outras funções, como matéria prima para inúmeros corantes,
advindos daí, exatamente, o uso até errôneo deste termo como sinônimo de corante. A DL50
em ratos é de 440 mg/kg. Tem absorção tanto dérmica, como oral e pulmonar.
BROMO/DICLOROMETANO
Periculosidade: Quando inala-se uma alta concentração em breve período, produz
enxaqueca, enjôo, vertigem, náusea, vômito, debilidade; pode acompanhar-se de excitação
mental, convulsões, e manias agudas. Mais tempo de inalação de mais baixas concentrações
causam bronquite e pneumonia. O líquido agride a pele, produzindo irritação e
enrugamento, e aparecem bolhas durante as horas seguintes após o contato. Tanto o líquido
como seus vapores atacam severamente os olhos. Os níveis de exposição letais variam de
1.600 a 60.000 ppm, dependendo da duração do contato. Os efeitos respiratórios, renais e
neurológicos são os mais presentes em humanos. Não há casos de graves efeitos sobre o
sistema nervoso de exposições de longa duração ou de baixos níveis registrados em
pessoas, ainda que estudos em coelhos e em macacos mostram moderadas a severos danos.
CICLOHEXILAMINA
Perigos mais importantes: Altamente inflamável. Os vapores do ciclohexano irritam o
trato respiratório, a pele e os olhos. A inalação excessiva de vapores pode originar
depressão no sistema nervoso central bem como degeneração hepática e renal. Contato
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prolongado e repetido com a pele pode causar irritação ou dermatites. Efeitos adversos à
saúde humana: Tem efeito narcótico e irrita as membranas mucosas. Efeitos ambientais:
Em baixas concentrações é levemente tóxica a vida aquática. Pode ser perigoso se atingir
um reservatório de água. Pode atacar plásticos, resinas e borrachas. Extremamente
Inflamável líquido ou vapor. Produto altamente inflamável com efeito narcótico se inalado.
3.4 Procedimentos Empregados
ÁCIDOS CARBOXÍLICOS
1) Teste com bicarbonato de sódio
Coloque alguns cristais de ácido benzóico em um vidro de relógio. Adicione gota a
gota solução de NaHCO3 5,0 %. O desprendimento de gás (bolhas de CO2) indica a
presença de ácido carboxílico.
FENÓIS:
1) Teste com hidróxido de sódio (NaOH a 10% em água)
Os fenóis reagem com hidróxido de sódio aquoso, produzindo soluções de
fenóxidos, as quais sofrem fácil oxidação por ar, dando soluções coloridas (geralmente
marrons). Alguns fenóis não se dissolvem facilmente em hidróxido de sódio a 10,0 %, mas
o fazem em soluções mais diluídas.
Procedimento: Adicione uma pequena quantidade da amostra a ser testada a 1,0
mL de hidróxido de sódio a 10,0 %. Agite bem e observe se há desenvolvimento de cor.
Caso isto não ocorra, deixe a solução em repouso por 30,0 minutos. Se houver precipitação,
dilua a solução com 20,0 mL de água e agite.
2) Teste com cloreto férrico 5,0 %
Dissolva alguns cristais das substâncias a serem testadas (fenol, -naftol, acetona)
em 1,0 mL de etanol. Coloque algumas gotas de cloreto férrico 5% (em etanol). O
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aparecimento de uma coloração azul, violeta, púrpura, verde ou vermelho acastanhada
indica a presença de fenol. A formação da cor é imediata, mas pode desaparecer
imediatamente.
ALCENOS
Devido à pronta disponibilidade dos elétrons p as ligações duplas e triplas entre
carbonos, sofrem uma série de reações químicas incomuns em outras classes de substâncias
orgânicas. Os testes mais utilizados para a detecção de ligação C-C múltipla (alcenos e
alcinos) em amostras orgânicas são o da adição de bromo e da oxidação com permanganato
(teste de Bayer).
1) Teste de Bayer (KMnO4/H2O)
Consiste na reação da solução de permanganato de potássio em meio aquoso com
a ligação múltipla de um alceno ou alcino. O teste é positivo se a solução violeta do íon
permanganato se descora imediatamente com formação de precipitado marrom (MnO2).
Procedimento: Dissolva 25,0 mg de um sólido ou 2,0 gotas de um líquido em 2,0
mL de etanol 95,0 %. Adicione uma solução de permanganato de potássio a 1,0 % em água
(peso/volume), gota a gota, com agitação. O teste é positivo se a cor púrpura se a cor
púrpura do reagente desaparece e se um precipitado castanho de dióxido de manganês se
forma, usualmente em menos de um minuto. Se o solvente for álcool, não use a solução
depois de cinco minutos porque a oxidação do álcool começa lentamente. Como as
soluções de permanganato se decompõem para formar dióxido de manganês, pequenas
quantidades de precipitado devem ser interpretadas com cuidado.
Observação: O íon permanganato é extremamente agressivo, sendo capaz de
oxidar quase qualquer substância orgânica se tempo e temperatura forem adequados.
Portanto, o teste só é considerado positivo se a reação for instantânea!
Substâncias a serem testadas: fenol e ciclohexeno.
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2) Teste com bromo (Br2/CCl4)
Ligações múltiplas de alcenos e alcinos rapidamente descoram a solução
(avermelhada) de bromo em tetracloreto de carbono, devido à formação de produtos de
adição incolores.
Procedimento: Dissolva 50,0 mg de um sólido ou 4,0 gotas de um líquido em 1,0
mL de diclorometano. Adicione uma solução de bromo a 2,0 % (por volume) em
diclorometano, gota a gota com agitação. Se após a adição de uma a duas gotas da solução
de bromo a cor vermelha permanece, o teste é negativo. Se a cor vermelha desaparecer,
continue a adicionar a solução de bromo em diclorometano até que a cor vermelha do
bromo permaneça. O teste é positivo se mais de 5,0 gotas da solução tiverem sido
adicionadas e se a cor tiver desaparecido. Se isto acontecer, continue a adicionar gotas da
solução de bromo para ver quantas gotas são necessárias para atingir o ponto em que a cor
permanece. Usualmente, quando uma ligação dupla isolada esta presente, muitas gostas da
solução de bromo serão necessárias para atingir este ponto. Não deve ocorrer a formação de
brometo de hidrogênio. Se isto ocorrer, você notará a formação de “neblina” se soprar a
boca de tubo de ensaio. O HBr também pode ser detectado com papel tornassol ou papel de
pH. Se ocorrer formação de HBr, a reação é de substituição, e não de adição, e ligação
duplas ou triplas provavelmente não estarão presentes.
Substâncias a serem testadas: fenol e ciclohexeno
AMINAS
1) Solubilidade
Adicione uma gota da amina a 1,0 mL de água destilada e verifique a solubilidade.
A maioria das aminas, contendo menos de 8,0 átomos de carbono, são solúveis. As aminas
aromáticas são insolúveis, com exceção daquelas onde o grupo amino não é ligado ao anel
aromático (benzilamina, por exemplo).
Substâncias a serem testadas: anilina e ciclohexilamina.
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2) Basicidade das aminas
Adicione uma gota da amina em dois tubos de ensaio contendo 1,0 mL de água
destilada. Num dos tubos adicione uma gota de fenolftaleína e no outro, uma gota de azul
de bromotimol. Tire suas conclusões.
Substância a ser testada: ciclohexilamina, acetona e anilina.
3) Reação com do ácido nitroso (HNO2). Formação de sais de diazônio
(diazotação)
Misture 3,0 mL de HCl concentrado com 5,0 mL de água destilada e adicione a
esta mistura 1,0 mL de anilina. Resfriar a solução em banho de gelo. Dissolver 1,0 g de
nitrito de sódio em 5,0 mL de água e juntar lentamente à solução que está no gelo
(cloridrato de anilina). Continuar a mistura até iniciar a liberação de ácido nitroso. Isto se
evidencia colocando uma gota da solução em papel de amido iodetado. A coloração azul
indica a presença de ácido nitroso. Remover então 2,0-3,0 mL para outro tubo de ensaio
(mantendo este resfriado). Aquecer espontaneamente à temperatura ambiente o que restou e
observar a evolução de gás.
4) Preparação de um corante azo
Através da reação entre o sal de diazônio formado no item 3 (ArN2+Cl-) e -
naftol: juntar a 2,0 mL da solução do teste anterior, uma solução de 0,10 g de beta-naftol
em 2,0 mL de NaOH 10% e 5,0 mL de água destilada. Observar a formação de corante
vermelho-alaranjado.
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4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
ÁCIDOS CARBOXÍLICOS
1) Teste com bicarbonato de sódio
Colocaram-se alguns cristais de ácido benzóico em um vidro de relógio,
adicionando gota a gota uma solução de NaHCO3. Observou-se desprendimento de gás
carbônico (bolhas de CO2) devido à presença de ácido benzóico.
C6H5COOH(s) + NaHCO3(aq) C6H5COO-Na+(aq) + H2O(l) + CO2(g)
Fig. 12 – Reação entre o ácido benzóico e o bicarbonato de sódio, com liberação de CO2.
FENÓIS:
1) Teste com hidróxido de sódio (NaOH a 10% em água)
Os fenóis reagem com hidróxido de sódio aquoso, produzindo soluções de
fenóxidos, as quais sofrem fácil oxidação por ar, dando soluções coloridas, geralmente
marrons. Alguns fenóis não se dissolvem facilmente em hidróxido de sódio a 10,0 %, mas o
fazem em soluções mais diluídas. Deixou-se a solução em repouso por 30,0 minutos,
visualizando uma precipitação, dilua a solução com 20,0 mL de água e agite.
Fenol (sólido com aparência gelatinosa e de coloração ligeiramente avermelhada):
Após a adição de NaOH e agitação da solução, pode-se perceber que o fenol foi
solubilizado e a solução permaneceu incolor.
Fig. 13 – Reação entre o fenol e o hidróxido de sódio, com formação de fenolato de sódio.
-Naftol (sólido amarelado): Observaram-se as mesmas características que do
teste com fenol, porem a solução permaneceu amarelada.
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Fig. 14 – Reação entre o -naftol e o NaOH, com formação de -naftolato de sódio.
Acetona: Não se percebeu modificações na solução após adição dos reagentes.
2) Teste com cloreto férrico 5,0 %
Dissolvou-se alguns cristais das fenol e -naftol; e algumas gotas de acetona em
1,0 mL de etanol em 3 tubos distintos. Colocaram-se algumas gotas de cloreto férrico 5%
em cada tubo. O aparecimento de uma coloração azul, violeta, púrpura, verde ou vermelho
acastanhada indica a presença de fenol. A formação da cor é imediata, mas pode
desaparecer imediatamente.
Fenol: Assim que se adicionou o Cloreto Férrico observou-se o aparecimento de
coloração esverdeada na solução.
Fig. 15 – Reação fenol e Fe3+, com formação de um complexo.
-Nafton: Observou-se as mesmas características que na reação com fenol
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Fig. 16 – Reação entre o -naftol e Fe3+, com complexo.
Acetona: a solução adquiriu uma coloração amarelada, isto se acredita que devido
à coloração do cloreto férrico.
ALCENOS
Devido à pronta disponibilidade dos elétrons as ligações duplas e triplas entre
carbonos, sofrem uma série de reações químicas incomuns em outras classes de substâncias
orgânicas. Os testes mais utilizados para a detecção de ligação C-C múltipla (alcenos e
alcinos) em amostras orgânicas são o da adição de bromo e da oxidação com permanganato
(teste de Bayer).
1) Teste de Bayer (KMnO4/H2O)
Consiste na reação da solução de permanganato de potássio em meio aquoso com
a ligação múltipla de um alceno ou alcino. O teste é positivo se a solução violeta do íon
permanganato se descora imediatamente com formação de precipitado marrom (MnO2).
Observação: O íon permanganato é extremamente agressivo, sendo capaz de
oxidar quase qualquer substância orgânica se tempo e temperatura forem adequados.
Portanto, o teste só é considerado positivo se a reação for instantânea!
2) Teste com bromo (Br2/CCl4)
Ligações múltiplas de alcenos e alcinos rapidamente descoram a solução
(avermelhada) de bromo em tetracloreto de carbono, devido à formação de produtos de
adição incolores.
Ciclo-Hexeno: Após a adição do KMnO4 (Roxo) observou-se a formação de
preciptado marron, portanto positivo.
Fenol: Idem ao Ciclo – Hexeno. Devido a suas estruturas.
Teste com Bromo em Diclorometano (Solução avermelhada)
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Ambas as amostras permaneceram castanhas após adição de 5 gotas da solução de
Bromo e após adição de 10 gotas nada aconteceu. Portanto sendo assim, negativo o teste.
AMINAS
1) Solubilidade
Adicionou-se uma gota da amina a 1,0 mL de água destilada e verificou-se a
solubilidade. A maioria das aminas, contendo menos de 8 átomos de carbono, são solúveis.
As aminas aromáticas são insolúveis, com exceção daquelas onde o grupo amino não é
ligado ao anel aromático
Anilina: não solubilizou em agua, formando assim 2 fases.
Ciclo-hexilamina: Solubilizou em Agua, permanecendo assim incolor.
Fig. 17 – Estrutura da anilina e ciclohexilamina.
2) Basicidade das aminas
Adicionou-se uma gota da amina em dois tubos de ensaio contendo 1,0 mL de
água destilada. Num dos tubos adicione uma gota de fenolftaleína e no outro, uma gota de
azul de bromotimol. E o concluiu-se:
Ciclo-Hexalamina: Azul de Bromotimol: Azul
Fenolftaleína: Rosa (pink)
Anilina: Azul de Bromotimol: formação de solução esverdeada
Fenolftaleína: solução turva de aparência branco-rosada
Acetona: Azul de Bromotimol: amarelada
Fenolftaleína: Incolor
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3) Reação com do ácido nitroso (HNO2). Formação de sais de diazônio
(diazotação)
Após a adição do nitrito de sódio em solução a amostra de cloridrato de anilina
apresentou liberação de gases, então se suspendeu a adição e retirou- se uma alíquota para
aquecimento em temperatura ambiente, podendo assim ser observado o desprendimento de
gases e formação de bolhas na parede do tubo de ensaio.
Fig. 18 – Reação de formação de sais de diazônio (diazotação).
4) Preparação de um corante azo
Após a adição da solução preparada no item 3 na mistura de b-naftol, NaOH e
água, pode-se perceber a imediata formação de uma solução laranja-avermelhada.
Fig. 19 – Reação de formação do diazônio (laranja).
5. CONCLUSÃO
De fato, obteve-se resultados positivos para caracterizar a partir dos testes
apresentados e através das propriedades de cada reação as características dos grupos
funcionais. Nas realizações dos experimentos e análise dos resultados obtidos pode-se
comprovar que cada teste era específico pra cada substância apresentada. Ou seja, em cada
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experimento conseguiu-se identificar o grupo funcional (ácidos carboxílicos, alcenos,
aminas e fenóis) de cada substância; sempre tendo em prova uma comparação de teste
positivo com o negativo entres as amostras.
Apesar de o químico orgânico saber vários métodos espectroscópicos e não
destrutivos, que o auxiliam na completa caracterização de uma espécie molecular, pode
utilizar essas técnicas simples e rápidas como apresentadas neste experimentos.
6. BIBLIOGRAFIA
MORRISON, R. T., BOYD, R. N., Química Orgânica 13ed. Lisboa: Fundação Calouste,
1996.
MC MURRY, J. Química Orgânica, 6ed. Belmont Books/Cole 2004.
http://www.medicinanet.com.br/bula/8039/bicarbonato_de_sodio.htm (site acessado em
25/03/2012, às 8h50);
http://www.bbquimica.com.br/bbq/produtos/content/ciclohexano.pdf (site acessado em
25/03/2012, às 10h50);
http://www.harpercollege.edu/tm-ps/chm/100/dgodambe/thedisk/qual/fecl3.htm (site
acessado em 24/03/2012, às 10h50);
http://www.dequi.eel.usp.br/~croa/pdf/cap7_9.pdf (site acessado em 24/03/2012, às 11h50);
http://www.eventosufrpe.com.br/jepex2009/cd/resumos/R1007-1.pdf (site acessado em
25/03/2012, às 1h50);
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