purificação de solventes – Éter etílico – parte 1 – bac...

Purificação do Éter Etílico

Parte I

LUÍS FELIPE BRICKS BIM

LUCAS TURINI 2° Ano – Bacharelado em Química

UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO”

INSTITUTO DE QUÍMICA DE ARARAQUARA

Disciplina: Química Orgânica Experimental – Turma P1 Docentes: Profa. Dra. Isabele R. Nascimento, Prof. Dr. Humberto Milagre, Prof. Dr. José E. de Oliveira

Araraquara – 12/09/2013

Bricks Bim, L.F. Turini, L.

Etóxietano

Fórmula Estrutural

Aplicações Propriedades


Etóxietano

Fórmula Estrutural



Fórmula Molecular C4H10O

C2H5OC2H5

Etóxietano

Propriedades



Perigo! Extremamente inflamável. Danoso se for

absorvido pela pele. Higroscópico. Pode ser danoso se

ingerido. Pode causar depressão no sistema nervoso

central, problemas no rim, irritação nos olhos, pele,

trato digestivo e respiratório.

À temperatura ambiente, o éter dietílico é líquido incolor, de fraca

viscosidade, com um odor penetrante característico, adocicado e

picante.

É um composto muito volátil, pelo que deixa uma

sensação de frio intenso na pele, após evaporação, e

também é altamente inflamável e explosivo.

O éter é moderadamente solúvel na água, mas é

miscível com a maior parte dos solventes orgânicos; no

estado líquido, apresenta-se mais leve que a água,

enquanto que o seu vapor é mais pesado que o ar.

Etóxietano

Aplicações



Primeira Obtenção

1540 pelo botânico alemão

Valerius Cordus

Atualmente ele é mais usado como solvente apolar inerte em reações orgânicas, principalmente na extração de essências, perfumes, óleos, gorduras,

entre outros. Inclusive, ele é o melhor solvente para extrair a cocaína das folhas

de coca. Por causa desse fato, a sua venda é monitorada pela Polícia Federal.

1842 começou a ser usado como anestésico de inalação e

por muito tempo foi usado com essa finalidade em cirurgias

No entanto, depois da anestesia, o etoxietano provoca mal-estar, irritação no trato respiratório, além de colocar em risco o local da cirurgia, podendo causar incêndios

Mas ainda é utilizado como anestésico, sendo aplicado sobre a pele, o que diminui a sua sensibilidade, tornando possível, então, aplicar uma injeção, por

exemplo.

Pela reação entre H2SO4 + CH3CH2OH (1)

(1) Éter Etílico: a síntese de

Valerius Cordus


Mecanismo:

SN2 Etapa I: protonação do alcóol

Etapa II: Substituição nucleofílica

Etapa III: Desprotonação de éter

Mas, o que é um solvente?

Solvente

Etóxietano


Substâncias Químicas

Dispersar Diluir Dissolver


Substâncias Químicas

Dispersar Diluir Dissolver

capazes de


Mas afinal:

Onde são empregados

os solventes?


Solventes

Tintas

Vernizes

Asfalto

Sínteses Orgânicas

Algumas das

diversas

aplicações dos solventes

são:


Mas, todo solvente é nominalmente puro?



A fim de se obter resultados

satisfatórios em muitas

sínteses, pode ser necessário

purificar solventes para

remover

impurezas reativas, tais como

água ou outros materiais

próticos/ácidos,

ou contaminantes atmosféricos

como o dióxido de carbono.

Com isso, conseguimos:

Grau de pureza adequado

Melhor rendimento experimental

Evita-se risco de

reações

indesejáveis

E assim, economizamos:

Tempo

Reagentes

Dinheiro

Agora que sabemos que devemos

purificar o solvente antes de sua

utilização,

Quais os cuidados que devemos tomar

quando da purificação?

Vamos pensar um pouco!


O que acontece com o éter se deixado em

contato com o oxigênio do ar e na presença

de luz?


Observemos a seguinte reação:


O que acontece com o

éter se deixado em

contato com o oxigênio

do ar e na presença de

luz?

Os éteres são lentamente oxidados pelo oxigênio

atmosférico através de um processo radicalar chamado de

auto-oxidação, dando origem à compostos instáveis, tais

como peróxidos e hidroperóxidos.


Bom, tudo bem!

Mas, qual é o problema da

formação desses peróxidos? Bricks Bim, L.F. Turini, L.

Estes compostos originam explosões violentas

quando o éter é sujeito a evaporação ou a

destilação, e também por intermédio de fonte de

calor, choque ou fricção


“Upon exposure to air and light, ether tends to form unstable peroxides which will

concentrate by evaporation or distillation of the ether and may detonate with a

violent explosion when disturbed by shock or friction. The friction produced by

simply unscrewing the cap of a container of peroxidized ether may cause an

explosion.

1

Retirado de : http://www.erowid.org/chemicals/ether/ether_info2.shtml

em 28/08/2013.

One incident described in the literature reports that an „empty‟ 250-cc bottle which

had held ethyl ether exploded when the ground glass stopper was removed.

Ether from a chemical supplier usually contains an oxidation inhibitor and has a

shelf life of two years unopened or one year after the container has been opened.

Freshly distilled or uninhibited ether may form peroxides in less than two weeks and

must be handled with extreme care. There is no evidence that refrigerated storage

will prevent formation of peroxides”.


E como verificar se há presença de

peróxido na amostra?

É RÁPIDO,

SIMPLES,

E FÁCIL!


~2 mL do líquido

a ser testado

3 gotas de Ácido

Clorídrico Diluído

~2 mL de solução aquosa

recém preparada de

Iodeto de Potássio 2%

A cor amarela (abaixo de 100 ppm) ou

marrom (acima de 100 ppm), indica a

presença de peróxidos.


Esquematizando em um fluxograma: ~2 mL de Etóxietano

(em tubo de ensaio)

3 gotas de HCl(diluído)

+

~2 mL de solução aquosa recém

preparada de KI 2%

Há

peróxido

na

amostra? 2KI(aq) + H2O2(aq) + 2HCl(aq) I2 + 2H2O + 2KCl(aq)

A cor amarela (abaixo de 100 ppm) ou

marrom (acima de 100 ppm), indica a

presença de peróxidos.

SIM

NÃO

NÃO OCORRE QUALQUER ALTERAÇÃO NA

AMOSTRA.


E agora?

TENHO PERÓXIDO!

Como ELIMINÁ-LO?


Eliminação de Peróxido 200 mL de Etóxietano

(em funil de separação de 250 mL)

5 mL de solução de Sulfato Ferroso

diluída em 10 mL de água.

Agitar


FASE AQUOSA Água, pequena quantidade de

éter etílico, Fe2(SO4)3, FeSO4, H2SO4, aldeídos, etanol e cetonas

FASE ORGÂNICA Éter etílico, pequena quantidade de: água, Fe2(SO4)3, FeSO4, H2SO4,

aldeídos

Descartar Transferir a fase orgânica para um

erlenmeyer de 500 mL

1

Eliminação de Peróxido

15-20 g de Cloreto de Cálcio Anidro


1

Deixar a mistura em repouso por no mínimo 3 horas,

agitando ocasionalmente.

Verificar ausência de chamas ao

redor da bancada

Filtrar o éter em papel pregueado (coletando-o em outro erlenmeyer)

2

~ 2g de fios de Sódio

Fechar o frasco (com uma rolha de borracha, adaptada a um

tubo de cloreto de cálcio)

Levar a geladeira até o próximo período

de laboratório


Eliminação de Peróxido

RESÍDUO CaCl2 hidratado, éter etílico,

pequena quantidade de:

Fe2(SO4)3, FeSO4, H2SO4, aldeídos.

FILTRADO Éter etílico, pequena

quantidade: água, CaCl2,

Fe2(SO4)3, FeSO4, H2SO4.

2

Descartar

Como realizar a

filtração?


Como realizar a

filtração?

1. Finalidade

A filtração tem por objetivo separar um sólido de um líquido e é

efetuada passando a mistura através de um material poroso que

retém as partículas do sólido.

2. Do tipo da filtração.

Filtração simples com papel pregueado.


Preparando o papel de filtro

Quando se deseja

efetuar uma

filtração mais

rápida utiliza-se

papel

pregueado, que

apresenta maior

área filtrante.


Umedecer o papel de filtro com uma

pequena quantidade do solvente que

se está trabalhando.

Efetuar a filtração, tomando cuidado

de não encher o papel de filtro até a

borda.

Modo usual de manipulação para filtragem

Observe o uso do bastão de vidro para

evitar a queda brusca da solução no funil,

evitando assim o re-espalhamento do

precipitado pela solução. E o vidro de

relógio, para evitar maiores contaminações

na nova solução recolhida no béquer 2.

1


1

Realizar a lavagem do béquer 1 (Procedimento para recuperação dos vestígios

de precipitado eventualmente presos nas paredes do copo)


PISSETA

Sódio Metálico? Cloreto

de Cálcio anidro?

Qual sua função?


Na(s)/CaCl2: qual a sua

função?


Tanto o sódio metálico quanto o cloreto de cálcio

anidro agirão como agente secante.

Mas, o que é um agente secante?

Dessecantes ou agentes secantes são substâncias químicas capazes

de absorver ou adsorver água.

nH2O + Agente Secante Agente Secante.(H2O)n


nH2O + Agente Secante Agente Secante.(H2O)n

Por que utilizá-los?

“O processo de síntese e isolamento de um composto

orgânico muitas vezes resulta em um composto

orgânico ou em uma solução contaminada com

vestígios de água”.

Exemplo

Extração

Aquosa Fase Orgânica

H2O

“devido à miscibilidade parcial da fase orgânica e água”.


E como saber qual a

quantidade correta de

Agente Secante que

devemos trabalhar? Amostra

Certifique-se de que a fase orgânica

esteja mais separada possível da fase

aquosa.

Adicionar pequena quantidade de

Agente Secante.

Agitar a mistura e deixar assentar.


1

1

A solução está

translúcida? Existe Agente Secante flutuando pela

mistura?

Deixar a mistura

em repouso

absoluto por

alguns minutos e

reexaminar.

Se a mistura não estiver translúcida,

adicionar um pouco mais de

agente secante e repetir o

procedimento (A).

(A)

A amostra

está

relativamente

seca!

SIM

NÃO


E como saber se a amostra está

seca de fato?

Pequenas gotas de

água fazem com que

a amostra tenha um

aspecto leitoso na

superfície.

A amostra se

tornará, na

maioria dos casos,

tranparente se

seca.

O Agente Secante não

cristalizará/aglomerará

mais e vai flutuar pela

solução, mesmo se o

erlenmeyer for agitado.


http://chemanimation.com/chem_source/drying.html


http://chemanimation.com/chem_source/drying.html

Mas, o quê?

Minha solução está

efervescendo!?

Está borbulhando!?


Dependendo da quantidade de água que permanece na solução, o

solvente pode ferver se o Agente Secante for adicionado em grande

quantidade de uma só vez.

Isso é porque:

Mas isto é um

problema? SIM Particularmente para os solventes de

baixo ponto de ebulição como o éter

dietílico e diclorometano.

onde se pode observar muitas vezes a formação de

bolhas na solução devido a este problema.


De maneira geral,

Também é interessante que a camada orgânica e a

camada aquosa sejam separadas bem!

Esses compostos dessecantes são capazes de remover

muita quantidade água que estiver contida na

camada orgânica.

Mas…


Agente

Secante

Não reagir com nenhum dos componentes da mistura.

Não se dissolver apreciavelmente no produto.

Não provocar, por catálise, reações do composto entre si:

polimerização, condensação ou auto-oxidação, nem com os demais

componentes da mistura.

Possuir capacidade de secagem rápida e

efetiva.

Ser facilmente removível do solvente a ser

seco.

Ser de fácil aquisição e por preço vantajoso.


Características de um bom

Agente Secante

Métodos de Secagem


1. Para Gases

Os gases podem ser secados, passando o gás através

de uma grande quantidade de dessecante. O

dessecante é contido em tubos, torres ou colunas.

2. Para Sólidos

Os sólidos podem ser secos por

aquecimento a uma temperatura

elevada. Uma forma mais delicada de

secar de um sólido é colocar o material

num dessecador na presença de um

agente de secagem físico.

A fim de aumentar a

eficácia do

dessecador, pode-se

aplicar vácuo.

Em uma atmosfera seca, a água no material

sólido começa a escapar na forma de vapor

de água a partir da superfície do material. O

vapor de água é adsorvido sobre a superfície

do dessecante.

3. Líquidos


No procedimento clássico de secagem para

líquidos, um ligeiro excesso de agente secante é

adicionado ao líquido.

A solução é

misturada

cuidadosamente e

deixada em

repouso, ou o

líquido é submetida

a refluxo.

Depois de alguns minutos, o agente

secante vai assentar no fundo do

recipiente.

A separação pode

ser completada

por decantação,

filtração por

sucção ou

destilação.

A destilação é necessária

quando compostos são

formados durante a

secagem por reação da

água com o agente secante

que, subsequentemente,

podem dissolver no

solvente.

Algumas informações:


O que tem de

errado nesta

figura?


Anexos


Anexo A

Anexo B

Anexo C

*Bibliografia inserida de acordo com a ISO-690

Bibliografia*

1. Brown, Ginger. EXPLOSION HAZARDS OF ETHYL ETHER. Env. Health & Safety Dept., Texas A&M

University. [Online] 18 de Março de 2008. [Citado em: 28 de Agosto de 2013.]

http://www.erowid.org/chemicals/ether/ether_info2.shtml.

2. Universidade Federal do Pará. FILTRAGEM DO PRECIPITADO. [Online] 26 de Março de 2001. [Citado

em: 28 de Agosto de 2013.] http://www.ufpa.br/quimicanalitica/sfiltragem.htm#obs1.

3. University of Colorado at Boulder, Department of Chemistry and Biochemistry. Organic Chemistry at

CU Boulder. Drying Organic Solutions. [Online] 13 de Agosto de 2013. [Citado em: 03 de Setembro de 2013.]

http://orgchem.colorado.edu/Technique/Procedures/Drying/Drying.html.

4. University of California-L.A.( UCLA Chemistry and Biochemistry). Drying Agents. UCLA Chemistry

and Biochemistry site. [Online] 23 de Março de 2013. [Citado em: 03 de Setembro de 2013.]

http://www.chem.ucla.edu/~bacher/Specialtopics/Drying%20Agents.html.

5. Merck KGaA, Darmstadt, Germany. Drying Agents - FAQs. EMD Millipore. [Online] 2013. [Citado em:

04 de Setembro de 2013.] http://www.emdmillipore.com/chemicals/drying-agents-

faqs/c_ahSb.s1OeLMAAAEpzIs71ifh#ques6.

6. Merck KGaA. Dryiang Agents. Merck KGaA Web site. [Online] Outubro de 2005. [Citado em: 03 de

Setembro de 2013.] http://www.mercury-ltd.co.il/admin/userfiles/image/Information/Drying%20Agents.pdf.

7. Ferreira, Vitor Francisco. Alguns aspectos sobre a secagem dos principais solventes orgânicos. Química

Nova - SBQ. [Online] 6 de Janeiro de 1992. [Citado em: 28 de Agosto de 2013.] Universidade Federal

Fluminense - IQ - Departamento de Química Orgânica - Niterói/RJ.

http://quimicanova.sbq.org.br/qn/qnol/1992/vol15n4/v15_n4_%20(12).pdf.

8. Grahmam Solomons, T. W. e Fryhle, Craig B. Química Orgânica I. [trad.] Whei Oh Lin. XII. Rio de

Janeiro : LTC - Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., 2001.

9. de Oliveira, José Eduardo, et al., et al. Apostila - Química Orgânica Experimental I. Química Orgânica

Experimental - Bacharelado. [Online] Março de 2009. [Citado em: 10 de setembro de 2013.]

http://www.cempeqc.iq.unesp.br/Jose_Eduardo/Blog2013/Apostila%20QOEXP%20LIC%202009-2.pdf.

10. Atkins, Peter e Jones, Loretta. Princípios de Química. 3a. São Paulo : Bookman, 2006.

purificação de solventes – Éter etílico – parte 1 – bac...

Documents