UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO

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CEDERJ Polo So Gonalo

QUMICA VII

Hidrlise da p-Nitro Acetanilida

08/03/2014CURSO: LICENCIATURA EM QUMICA

I) INTRODUO:p-nitroanilina: um composto orgnico de frmula C6H6N2O2, que consiste de um grupo fenila, ligado a um grupo amino que para a um grupo nitro. usada como intermedirio na fabricao de corantes, antioxidantes, frmacos, gasolina, remdios para aves, e inibidores de corroso. A p-nitroanilina txica quando inalada, ingerida ou absorvida e deve ser manuseada com cuidado. SuaDL501em ratos de 750 mg/Kg quando administrada oralmente. A p-nitroanilina particularmente nociva para todos os organismos aquticos e pode causar danos em longo prazo ao meio ambiente se despejada como poluente.

A p-nitroanilina possui o grupo amino com uma basicidade relativamente alta, o que lhe permite, em pH baixo, agir como um nuclefilo (base), aceitando um prton. No grfico abaixo podemos ver a representao da quantidade das espcies relativas ao pH da soluo:

Alm disso, a p-nitroanilina possui uma estrutura que fortemente estabilizada por ressonncia e isso significa que, a despeito da basicidade conferida pelo grupo amino, esse par de eltrons apresenta certa estabilidade:II) MATERIAIS E REAGENTES Basto de vidro

Bquer Funil de buchner Aparelhagem para refluxo Papel de filtro Capela Banho de Gelo

Etanol Provetas Agitador magntico

Balo de fundo redondo Vidro de relgio

gua destilada

H2SO4 conc. NaOH P-NitroAcetanilidaPROPRIEDADES DAS SUBSTNCIASProdutosPF

(C)PE

(C)PMDENS (g/cm3)Aspecto FsicoSolubilidade

em gua

P-Nitroanilina146-149332138,121,437Slido marrom amarelado0,1mg/mL

P-Nitroacetanilida113,7304135,17--Solido amareloInsolvel

cido sulfrico10,38279,698,081,830Liquido viscosoSolvel

NaOH322138839,992,13Solido branco Solvel

Etanol-114,378,446,060,789Liquido incolorMiscvel

III ) PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Em um balo de fundo redondo, provido de condensador de refluxo, e agitao magntica, adicionou-se 2,0 g da p-nitroacetanilida preparada na pratica anterior e 11,5 ml de uma soluo aquosa contendo 7,0mL de H2SO4 concentrado e 4,5mL de H2O. a mistura foi aquecida em refluxo por 20 min., sendo estes contados imediatamente a partir do momento em que sistema entrou em refluxo. Passados os 20 minutos, verteu-se, ainda quente, a mistura reacional sobre 50 ml de gua fria, e esse novo sistema foi neutralizado com soluo de NaOH 20%. Resfriado o precipitado, o mesmo foi filtrado em funil de Buchner e lavado com gua gelada. Executado este ltimo procedimento a soluo foi posta a recristalizar em uma mistura etanol e gua na proporo de 1:1IV) RESULTADOS Ao misturar os 2,0g de p-nitroacetanilida com os 11,5mL da soluo de cido sulfrico, no houve inicialmente a solubilizao do slido. Essa mistura foi deixada em refluxo (como na figura abaixo) por 20 minutos pois a reao precisa de calor para ocorrer.

Aparelhagem de refluxoDevido a reao ser extremamente exotrmica e o cido sulfrico ser altamente desidratante, a dissoluo foi feita com cuidado e vagarosamente com a adio do cido concentrado sobre a gua, pois do contrrio, com o grande desprendimento de energia, a gua adicionada sobre o cido poderia entrar rapidamente em ebulio, dada a velocidade e violncia da reao exotrmica e acabar espirrando para o exterior do bquer, e correndo o risco de provocar acidentes.Enquanto a reao prosseguia em refluxo, foi preparada a soluo de NaOH 20%, pesando 10g do hidrxido de sdio, depois transferindo para um balo volumtrico de 50mL e avolumando at o menisco.Passados os 20 minutos de refluxo, a soluo ainda quente foi vertida sobre gua fria e neutralizada com a soluo de NaOH 20% , observou-se precipitao de um produto marrom-amarelado, provavelmente a p-nitroanilina.

O material slido foi ento filtrado em funil de buchner e lavado com gua gelada. A temperatura baixa da gua dificulta a solubilizao da p-nitroanilina, e o material recolhido foi reservado para secagem e posterior pesagem.RENDIMENTO TERICO DA P-NITROANILINA

De acordo com o rendimento terico esperou-se obter cerca de 1,57 gramas de p-nitro-anilina considerando-se 100% de rendimento e pureza.

175,50g p-nitroacetanilida

138,12g p-nitroanilina2,00g p-nitroacetanilida X

X = 1,57g de p-nitroanilina esperada.O clculo para o rendimento real no foi possvel de ser feito, pois no foi feita a pesagem da p-nitroanilina obtida no experimento, isso porque durante a realizao pratica no houve tempo hbil para se esperar o processo de secagem.V ) CONCLUSOO objetivo do experimento era obter p-nitroanilina atravs da reao de hidrlise da p-nitroacetanilida, sintetizada na aula anterior, porm, com a p-nitroacetanilida sintetizada houve um problema com o processo de cristalizao e a mesma se ressolubilizou na gua me, dessa forma, todo o experimento foi executado com um reagente que j se encontrava pronto no laboratrio. E como no foi efetuado nenhum teste de confirmao, no se pode afirmar com certeza se o produto obtido de fato a p-nitro anilina, porm, de acordo com o aspecto da substancia, provvel que o experimento tenha sido executado com sucesso.VI )REFERNCIAS:

SOLOMONS, T. W. Graham; FRYHLE, Craig B. Organic Chemistry, 10 Ed. Editora Whiley. 2011.

Vogel, A.I.; Qumica Orgnica: Anlise Orgnica Qualitativa, Ao Livro Tcnico AS., Rio de Janeiro, 1971.

Morrison, R.T. & Boyd, R.N.; Organic Chemistry, 5ed. Allyn and Bacon Inc., Boston, 1987.

QUESTES:

Qual o mecanismo para transformao mostrada acima?

Nessa reao, o par de eltrons da amina ligada ao anel aromtico se liga ao hidrognio do cido sulfrico, assim, o par de eltrons da ligao H-O vai para o oxignio formando o on bissulfato. Em seguida, um par de eltrons do oxignio de uma molcula de gua ataca o carbono da carbonila, fazendo com que os eltrons da ligao da carbonila migrem para o oxignio, assim, mantendo a tetravalncia do carbono.

.

Etapa 01No mecanismo da etapa 2, evidenciado o deslocamento do hidrognio ligado ao oxignio protonado para o oxignio com carga formal negativa. Em seguida, ocorre a clivagem da ligao N-C, onde o par de eltrons da ligao migra para a amina. Assim, a ligao O-H clivada e o par de eltrons da mesma forma a ligao entre o oxignio e o carbono, formando o cido actico. Posteriormente, o par de eltrons da amina se liga ao hidrognio liberado pela clivagem da ligao O-H, assim, o on bissulfato se liga a este hidrognio, como evidenciado na etapa 3.

Etapa 02No mecanismo da etapa 3 ao colocar hidrxido de sdio na mistura reacional, a

hidroxila ataca o hidrognio ligado amina e ao bissulfato formando uma molcula de gua. Assim, o par de eltrons da ligao H-O se liga ao sdio formando o bissulfato de sdio e o par de eltrons da ligao N-H migra para a amina, enfim formando a p-nitro-anilina, como mostrado na etapa 4.

Etapa 03

Etapa 04 Porque adicionamos NaOH ao final da reao?

O NaOH serve para neutralizar a acidez do produto final, e age tambm como agente secante, removendo dos produto da reao, molculas de gua existentes e vindo a favorecer o processo precipitao do slido de interesse, nesse caso a p-nitroanilina. EMBED PBrush

Sistema de aquecimento

H2O

H2O

Condensador de bolas

Balo de fundo redondo de 250 mL