REAÇÃO DE ACILAÇÃO: PURIFICAÇÃO DO

ACETATO DE ISOPENTILA – Parte II

Docentes:

Profª. Drª. Isabele Rodrigues Nascimento

Prof. Dr. Humberto Marcio Santos Milagre

Prof. Dr. José Eduardo de Oliveira

Discentes:

Flávia Sabrine Cunha

Glaucia Antiquera dos Passos

Para melhorrar a estética deste slide, sugiro adicionar o Logo da UNESP sem o fundo branco.

INTRODUÇÃO

Os ésteres são compostos orgânicos

produzidos através da reação de esterificação na

qual um ácido carboxílico e um álcool reagem entre

si formando éster e água.

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Formatar o texto como justificado. A definição abaixo está correta? Verifiquem

REAÇÃO ENVOLVIDA

Reação de esterificação de Fischer

A esterificação de Fischer é caracterizada pela reação de um álcool com

um ácido carboxílico utilizando um ácido como catalisador devido ao fato

da reação ser lenta.

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Formatar o texto como justificado. A explicação acima está correta? E qual a função do refluxo?

Fonte da imagem: PAVIA, D. L. et al. Small Scale Approach to Organic Laboratory Synthesis, 3ª ed.

ÉSTERES NA FORMA DE ESSÊNCIAS

São obtidos através da reação de ácidos e alcoóis de cadeia curta, e são muito utilizados em indústrias alimentícias permitindo a atribuição de diferentes sabores e aromas aos produtos artificiais. São os chamados flavorizantes, também conhecidos como aromatizantes.

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Formatar o texto como justificado.

Qual o sujeito das suas frases?

Exemplos:

5

ÉSTERES NA FORMA DE ÓLEOS Os produtos derivados de

ésteres neste estado são muito usados no nosso dia-a-dia. Também na forma de gorduras, estão presentes em nossa alimentação. - Éster dos ácidos linoléico e oléico: óleo de soja presente na refeição diária. - Estearina: é encontrado na gordura animal conhecida como sebo, é matéria prima para a fabricação de sabonetes e sabões.

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Formatar o texto como justificado.

E está figura? Esta parecendo parafina!!!! Verifiquem.

ÉSTERES COMO CERAS

• Quando alcoóis com elevado número de carbonos

reagem com ácidos surge uma nova forma de ésteres;

as ceras. As mais conhecidas são a cera de abelha e a

cera de carnaúba, elas servem para fabricar velas,

graxas para sapatos, ceras para pisos, entre outras.

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Formatar o texto como justificado.

As aplicações citadas acima são relacionadas a cera de carnaúna ou a de abelha? Qual a estrutura destes ésteres?

OBJETIVO

Purificação do acetato de isopentila.

8

As duas figuras foram retiradas do mesmo site?

ACETATO DE ISOPENTILA

• É um solvente obtido da

reação de isopentanol,

proveniente de uma fonte

renovável, com ácido acético.

• É um líquido límpido, com

odor característico

semelhante ao óleo de

banana, pouco solúvel em

água e miscível com a maioria

dos solventes orgânicos.

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Formatar o texto como justificado.

Solvente ou produto? Solvente?? Qual a fonte natural?

Está correta a afirmação acima sobre o acetato de isopentila ser miscível na maioria dos solventes orgânicos.

Por que purificar?

• Nas reações orgânicas e nas reações de recristalização usamos grandes volumes de solventes orgânicos que devem ser razoavelmente puros.

• Na utilização dos solventes, a quantidade de

impurezas presentes pode influenciar no meio em que esses são utilizados.

• Solventes puros são relativamente caros.

Então, é mais vantajoso economicamente purificar esses solventes para o uso posterior.

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Tamanho da fonte diferente.

O Enfoque de vcs está relacionado apenas com solventes, não entendi?

PURIFICAÇÃO DO ACETATO DE

ISOPENTILA

• Purificamos o acetato de isopentila, pois as

possíveis impurezas provenientes do processo de

esterificação feito anteriormente são: HSO4-,

SO42-, Cl-, Ac-, Na+ e pequenas quantidades de

álcool isopentílico.

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O acetato de isopentila será destilado ou já foi?

Ac- ???

TÉCNICAS UTILIZADAS

Filtração Simples;

Destilação Simples.

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TIPOS DE FILTRAÇÃO

Fonte: http://www.unicamp.br/fea/ortega/aulas/aula19_Filtracao.ppt

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Os filtros ou tipos de filtração?

FILTRAÇÃO POR CENTRIFUGAÇÃO

• É outra forma de separação de sólidos insolúveis em líquido, é a operação de centrifugação.

• Nesse caso a força motriz da filtração é a centrifugação, onde o filtrado e a suspensão são colocados em um câmara rotativa com paredes perfuradas alinhadas com o meio filtrante.

• O filtrado passa e as partículas ficam presas ao meio filtrante através da força centrífuga.

Usada na fabricação de azeite de oliva.

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Formatar o texto como justificado.

FILTRAÇÃO A VÁCUO

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FILTRAÇÃO SIMPLES

• Tem por finalidade separar um sólido de um líquido e é efetuada

passando a mistura através de um material poroso que retém as

partículas do sólido.

• Os materiais para filtração pode ser: papel de filtro, algodão,

tecido, vidro sintetizado, porcelana porosa, fibras de vidro.

• O mais usado em laboratório é o papel de filtro adequado, pois

existem papéis de filtro de várias porosidades e a escolha

depende do tamanho e da natureza das partículas do sólido.

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Técnica Utilizada: FILTRAÇÃO SIMPLES

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TIPOS DE DESTILAÇÃO

Destilação simples;

Destilação fracionada;

Destilação por arraste a vapor;

Destilação sob pressão reduzida.

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DESTILAÇÃO FRACIONADA

• Quando o líquido a ser destilado é uma

mistura de solventes com temperaturas

de ebulição muito próximas.

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DESTILAÇÃO POR ARRASTE A VAPOR

• É uma destilação de misturas imiscíveis, empregada para destilar

substâncias que se decompõe nas proximidades de seus pontos de

ebulição e que são insolúveis em água ou nos seus vapores.

• Essas misturas imiscíveis não se comportam como soluções, e a

solução entra em ebulição a temperaturas menores do que os pontos

de ebulição dos componentes individuais.

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http://blog.multivegetal.com/erva-baleeira-o-antiinflamatorio-dos-caicaras/

Formatar o texto como justificado.

DESTILAÇÃO SOB PRESSÃO

REDUZIDA

• Também chamada de destilação a vácuo, ela é

usada quando compostos têm alto ponto de

ebulição.

• Numa mistura, o ponto de ebulição será na

temperatura na qual a pressão de vapor é igual

a pressão atmosférica. Então, diminuindo a

pressão, abaixamos o ponto de ebulição da

mistura.

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DESTILAÇÃO SIMPLES

Aplicada na separação do líquido de impurezas não

voláteis (em solução no líquido), podendo ser um solvente

usado numa extração, ou, para separar líquidos de pontos

de ebulição muito diferentes

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Sistema de Destilação

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• Volume do líquido na destilação: até 2/3 da

capacidade do balão;

• Evitar superaquecimento adicionando fragmentos de

porcelana porosa ao líquido frio antes do início da

destilação, pois estas liberam pequenas

quantidades de ar promovendo, assim, uma ebulição

regular. Além de que essas pedras de ebulição servem

para evitar a formação de bolhas;

CUIDADOS NA DESTILAÇÃO

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As explicações acima estão confusas.

• Evitar superaquecimento do líquido além do seu

P.E. normal.

• Evitar perda do produto obtido por evaporação

(ligar a manta de aquecimento somente depois

da aparelhagem estiver montada);

CUIDADOS NA DESTILAÇÃO

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CUIDADOS NA DESTILAÇÃO

• Cuidados no uso de manta de aquecimento;

• Uso de banho de gelo para evitar que o

destilado evapore com facilidade;

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CUIDADOS NA DESTILAÇÃO

O termômetro, que é

fixado por um suporte na

vertical , deve ser

ajustado de forma que o

bulbo de mercúrio fique

abaixo da saída lateral ,

para que não haja erros

na determinação da

temperatura de ebulição.

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MANTA DE AQUECIMENTO

• O aquecimento é obtido por uma resistência elétrica a

qual se encontra envolvida por lã de vidro.

• É usada no caso de solventes inflamáveis.

• Oferece aquecimento constante e controlado.

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http://quimicaindustrialt20.blogspot.com.br/2012/06/aula-de-introd-tec-

lab-do-dia-270612.html

PEDRAS DE EBULIÇÃO

• As pedras de porcelana, ou pedras de ebulição, por

possuírem grande superfície de contato (superfícies

irregulares) para alojar as microbolhas que se formam

na solução durante a ebulição diminui o excesso de

turbulência, promovendo uma ebulição suave.

• Deve ser adicionada ao líquido frio, antes que se inicie a

destilação.

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Periculosidades dos reagentes

• Acetato de isopentila:

Líquido, incolor e inflamável.

Exposição prolongada causa irritação dos olhos, da pele,

da garganta, causando vertigens e sonolência.

0 1

3

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• Álcool isopentílico:

Líquido, incolor e inflamável.

Uma possível inalação causa irritação nas

membranas das mucosas e no trato respiratório,

dor de cabeça, tontura, náusea, vômito e diarréia.

Irritação dos olhos, e em contato com a pele causa

irritação com vermelhidão e dor.

0 1

2

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Formatar o texto.

• Sulfato de magnésio:

Inalação causa irritações, dores de garganta ou

tosse; em contato com a pele e com os olhos

causa uma leve irritação, e a sua ingestão, causa

dores abdominais, vômito e diarréia.

32

Formatar o texto.

PRIMEIROS SOCORROS

Em caso de contato acidental, proceder da seguinte forma: • Inalação: Remover do local para ar fresco

• Olhos: lavar imediatamente com água em abundância por, no mínimo,

15 minutos;

• Pele: tirar a roupa contaminada e lavar as partes atingidas com grande quantidade de água;

• Ingestão: Não provocar vomito. Perigo de aspiração! Procurar auxílio médico imediatamente.

ACETATO DE ISOPENTILA

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PRIMEIROS SOCORROS

• Ingestão: Lavar a boca com água. Procurar auxílio médico imediato no caso de ingestão de grandes quantidades ou se o desconforto persistir.

• Inalação: Remover a vítima para o ar fresco. Procurar auxílio médico.

• Pele: Lavar imediatamente com grandes quantidades de água. Se surgir vermelhidão, ardência ou qualquer tipo de desconforto procurar auxílio médico.

• Olhos: Lavar imediatamente com água corrente em abundância, mantendo as pálpebras abertas. Procurar auxílio médico imediato.

ÁLCOOL ISOPENTÍLICO

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PRIMEIROS SOCORROS

• Inalação: Levar o indivíduo ao ar livre. Se não estiver respirando, fazer

respiração artificial. Se respirar com dificuldade, dê oxigênio. Procure

ajuda médica.

• Ingestão: Dê bastante água para diluir a substância. Se foi ingerida

grande quantidade, procure um médico.

• Contato com a pele: Lave imediatamente em água corrente por, pelo

menos, 15 minutos. Remova a roupa contaminada e os sapatos.

Procure ajuda médica. Lave as roupas e os sapatos antes de reutilizá-

los.

SULFATO DE MAGNÉSIO

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DESCARTE DE RESÍDUOS

• No laboratório: Descartar em frascos que estarão

identificados nas capelas.

• No Instituto de Química: Depósito de resíduos junto

à Seção de Apoio Técnico Química.

• Destino final: Efetuada por empresas especializadas.

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CONSTANTES FÍSICAS DOS REAGENTES E PRODUTOS

REAGENTES FÓRMULA

MOLECULAR MM (g/mol)

DENSIDADE

(g/cm3) P.F. (° C) P.E. (°C)

Ácido Acético C2H4O2 60,052 1,0446 16,64 117,9

Ácido Sulfúrico H2SO4 98,080 1,8302 10,31 337

Álcool-

isopentílico C5H12O 88,148 0,8104 -117,2 131,5

Bicarbonato de

Sódio NaHCO3 84.01 2,20

804,00

1413

Cloreto de

Sódio NaCl 58,443 2,17 800,7 1413

Sulfato de

Magnésio

Anidro

MgSO4 120,369 2,66 1127 -

Acetato de

isopentila C7H14O2 130,5 0,876 -78,5 142,5

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CÁLCULOS

Cálculo do rendimento:

CH3COOH + (CH3)2CHCH2CH2OH CH3COOCH2CH2CH(CH3)2 + H2O

Ácido acético Álcool isopentílico Acetato de isopentila

1º passo: determinar o reagente limitante.

Número de mols do ácido acético glacial:

Número de mols do álcool isopentílico:

H+

molmLxmL

gx

g

moln OHC 3479,020

1

0446,1

052,60

1242

molmLxmL

gx

g

moln OHC 1379,015

1

8104,0

148,88

1125

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CÁLCULO DO RENDIMENTO

Como eles reagem 1:1, o reagente limitante é o álcool isopentílico e dele dependerá o rendimento total do produto.

O número de mols de éster formado será igual ao número de mol do álcool que é igual a 0,138 mol. Assim pode-se calcular o rendimento estequiométrico.

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nº mols éster = nº mols álcool = 0,1379 mol

m = 0,1379 mol X 148,245 g . mol-1

m = 20,44 g de acetato de isopentila (massa esperada)

Rendimento%= massa de acetato de isopentila obtida x 100

estequiométrico massa de acetato de isopentila esperada

MMnm

MM

mn

OHC

OHC

.2147

2147

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CÁLCULO DO RENDIMENTO

CORREÇÃO DO PONTO DE EBULIÇÃO

Correção para líquidos não associados:

ΔT = 0,00012 X (760-p) X (t +273)

t760 = ΔT + t

Onde:

ΔT: correção, em ºC a ser aplicada ao ponto de ebulição

observado, t;

t: temperatura de ebulição observada no laboratório;

p: pressão barométrica local;

t760: temperatura de ebulição a 760 mmHg (ponto de ebulição normal).

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CORREÇÃO DO PONTO DE EBULIÇÃO

Exemplo:

Calculando a temperatura de ebulição do acetato de isopentila a

760 mmHg:

Considerando: p = 710,9 mmHg e t = 142 ºC, a correção feita será:

ΔT = 0,00012 X (760-p) X (t +273)

ΔT = 0,00012 X (760-710,9) X (142 + 273)

ΔT = 2,445 ºC

t760 = ΔT + t

t760 = 2,445 ºC + 142 ºC

t760 = 144,4 ºC

Portanto, à pressão de 760 mmHg a temperatura de ebulição do acetato

de isopentila é 144,4 ºC.

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FLUXOGRAMA

Filtrar a fase orgânica para um balão de destilação

- Pesar o produto e calcular o rendimento.

Acetato de isopentila, HSO4 -, SO4

2-, Cl-, Ac-, Na+ e

pequena quantidade de álcool isopentílico.

- Destilar a fase orgânica;

- Coletar a fração destilada entre 134-143 ºC,

recebendo o destilado em um balão de fundo

redondo tarado, acoplado a um adaptador para

vácuo e mantido em banho de gelo;

- Anotar a pressão e corrigir o p.e;

Acetato de isopentila

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Como encontrar a massa?

BIBLIOGRAFIA

• PAVIA, D. L.; LAMPMAN, G. M.; KRIZ, J. R., G. S.; ENGEL, R. G. Química

Orgânica Experimental: Técnicas de escala pequena. 2ª ed. Porto Alegre.

Editora Bookman. 2009. p. 87 a 90, 533 a 535, 598 a 599, 606 a 607, 611 a

613.

• http://qorgexpbac.wordpress.com/ acessado em 17/09/2013 as 18:51

• http://www.brasilescola.com/quimica/esteres.htm acessado em 17/09/203

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• http://www.oxiteno.com.br/cms/media/29954/bt-

_acetato_de_isopentila_port_out_12.pdf acessado em 17/09/2013 às 20:20

44

• http://www.labmastercientifica.com.br/arquivos/164743SULFAT0DEMAGNESI0.pdf acessado em 25/09/2013 as 21:18

• http://www.qca.ibilce.unesp.br/prevencao/produtos/sulfato_magnesio.html

• http://pessoal.utfpr.edu.br/poliveira/arquivos/EXP%2006.pdf acessado em 25/09/2013 as 20:55

• http://cempeqc.iq.unesp.br/Jose_Eduardo/Blog/Purifica%C3%A7%C3%A3o%20de%20Solventes%20Org%C3%A2nicos%20(%C3%89ter%20Et%C3%ADlico).pdf acessado em 23/09/2013 as 16:51

• http://www.unicamp.br/fea/ortega/aulas/aula19_Filtracao.ppt acessado em 25/09/2013 as 19:45

• http://www.brenntagla.com/pt/downloads/brochures/FISPQ_-_MSDS_-_HOJA_DE_SEGURIDAD/I/Isopentanol.pdf acessado em 17/09/2013 as 20:34

45

BIBLIOGRAFIA