RECRISTALIZARECRISTALIZAÇÇÃO e ÃO e
PURIFICAPURIFICAÇÇÃO ÃO da da
ACETANILIDAACETANILIDAJaqueline Nicola
Thaís Rosa
INTRODUÇÃO
O produto obtido de uma reação química, na maioria das vezes, encontra-se no estado impuro, e é necessáriopurificá-lo. A RECRISTALIZAÇÃO consiste na dissolução de uma substância sólida num solvente, a quente, e depois, por resfriamento, obtém-se novamente o estado cristalino mais puro. O tamanho desses cristais varia de acordo com a velocidade de resfriamento, isto é, quanto mais lenta, mais eficiente será a recristalização.
ESCOLHA DO SOLVENTE
O primeiro problema em uma cristalização é escolher um solvente. A regra geral é: “semelhante dissolve semelhante”. A melhor maneira de se escolher um solvente adequado é realizar testes preliminares em tubos de ensaio com 0,1g de material a ser recristalizado edissolvê-lo no solvente que está sendo testado, repetindo este procedimento para vários tipos de solventes. O solvente que diluir o soluto no ponto de ebulição e permitir uma boa recristalização poderáser escolhido. Quando um único solvente não dissolver a amostra, pode-se usar uma combinação de solventes
CARACTERÍSTICAS DE UM BOM SOLVENTE
ENSAIO PARA A ESCOLHA DO SOLVENTE (FLUXOGRAMA)
REMOÇÃO DE IMPUREZAS
Remoção de Impurezas Coloridas ou ResinosasImpurezas coloridas ou resinosas podem ser removidas pela adição de pequenas quantidades de carvão ativo à solução a ser aquecida. As impurezas adsorvidas na superfície das partículas de carvão são removidas durante a filtração. O uso de excesso de carvão ativo leva a perdas do material a ser purificado.
CUIDADOS
A solução pode esfriar enquanto estiver sendo filtrada, ocorrendo uma cristalização. Para que isso não ocorra deve-se colocar uma quantidade extra de solvente, que deve ser removida por evaporação após a filtração. Deve-se aquecer o funil antes de realizar a filtração e manter esse aquecimento com um banho-maria especial para funil.
Remoção de impurezas Insolúveis
A decantação é o método mais fácil para remover impurezas sólidas e deve ser considerada como a primeira opção de escolha. Uma pipeta filtrante éusada quando o volume do líquido a ser filtrado for menor do que cerca de 10 mL, e deve-se usar a filtração por gravimetria quando o volume écerca de 10 mL ou maior.
Cristalização• Deve ser feita em um erlenmeyer para evitar a contaminação por poeira;• Os cristais serão contaminados com impurezas da água- mãe caso ocorra a evaporação de todo o solvente;• Deixar os cristais resfriarem, de um dia para o outro, a temperatura ambiente e levar a banho de gelo para cristalizar;• Quando a cristalização não ocorre a substância cristalina pode se separar da solução na forma de um óleo;• Caso não ocorra a cristalização espontânea deve-se arranhar o interior do recipiente com um a bastão de vidro ou adicionar alguns cristais do produto.
SEPARAÇÃO DOS CRISTAIS
Os cristais devem ser separados da solução por filtração a vácuo usando um funil de Hirsch ( ou Büchner). Outro processo que pode ser empregado é a utilização do tubo deCraig, quando a cristalização é em micro escala.
Dá-se preferência à filtração a vácuo por ser esta a mais eficaz e mais rápida que a filtração comum, deixando menor quantidades de impurezas e solvente no sólido, fornecendo um sólido com baixo grau de umidade.
SECAGEM DOS CRISTAIS
A secagem pode ser feita em uma estufa (verificar antes o ponto de fusão do material) ou simplesmente por exposição ao ar livre sobre um vidro de relógio, o qual deve estar coberto com um papel de filtro. Pode-se, também, utilizar umdessecador a vácuo na presença de um agente secante ou ainda, um dessecador sem vácuo.
PONTO DE FUSÃO
O ponto de fusão reflete o grau de pureza de uma substância e é a temperatura na qual o sólido cristalino se tornou completamente líquido. Faixa de Fusão
Um método para a determinação do ponto de fusão consiste em aquecer uma solução em banho com substância cujo ponto de ebulição é maior, ou aparelhos de resistência elétrica equipados com termômetros.
Faixa de FusãoA faixa de fusão corresponde à diferença de temperatura entre o aparecimento das primeiras gotículas do cristal a ser fundido até sua fusão completa. Uma substância orgânica pura e cristalina apresenta uma faixa estreita de fusão (0,5–1,0ºC). O ponto de fusão é uma propriedade bastante usada como critério de pureza de uma substância.
Presença de impurezas produz alargamento da faixa de fusão e pode abaixar a temperatura de fusão.
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VERIFICAÇÃO DO RENDIMENTO DA ACETANILIDA OBTIDA
massa da acetanilida final x 100
massa da acetanilida inicialRendimento =
RECRISTALIZAÇÃO e PURIFICAÇÃO da
ACETANILIDA
Água em ebulição ( ± 200 mL ) + 10 g de Acetanilida
impurezas: Quinona ( traços), Anilina, Ac. Acético, acetato de sódio
3. Adicionar carvão ativo para adsorver impurezas coloridas ( 1 a 2% em peso de amostra ) ou seja 0,2 gATENÇÃO não colocar em excesso, nem adicionar com a solução em ebulição!4. Agitar a mistura e deixar aquecer por alguns minutos em ebulição.5. Aquecer o funil do sistema de filtração por gravidade6. Filtrar por gravidade a quente rapidamente7. Recolher o filtrado em um bequer
Solução filtrada com a Acetanilida +
impurezas solúveis ( Ác. Acético,
Acetato de Sódio, Anilina )
Impurezas insolúveis + carvão ativo retido no filtro
com a Quinona adsorvida
8. Deixar recristalizar por resfriamento lento.(o repouso máximo favorece a formação de cristais “grandes”,deve-se manter a calma, e não perturbar a Recristalização )
9. Separar os cristais por filtração a vácuo
Cristais de Acetanilida purificados + água mãe
( traços Ác. Acético, Anilina e Acetato de Sódio )
Solução filtrada contendoAcetanilida ( traços1 ) e
impurezas solúveis
Cristais de Acetanilida purificados
traços ( Ác. Acético, Anilina e Acetato de
Sódio1 )
Cristais de Acetanilida devidamenteembalado e rotulado
1 presença de traços depende do operador
Solução filtrada contendo traços da Acetanilida e
traços de impurezas solúveis que estavam impregnadas
junto com a água mãe12. Secar a amostra em dessecador por uma semana.13. Pesar a amostra e calcular o rendimento.14. Determinar o ponto de fusão da Acetanilida utilizando o aparelho do laboratório.
CARACTERÍSTICAS DE UM BOM SOLVENTE
Um solvente apropriado para a cristalização deve ter os seguintes requisitos:
•À temperatura elevada deve dissolver rapidamente uma grande quantidade de composto e à baixas temperaturas deve dissolver pouca quantidade do soluto;
•Não pode reagir com o composto a ser recristalizado;
•Deve dissolver as impurezas à baixa temperatura;
•Ser suficientemente volátil para sua eliminação ao final do processo;
•Permitir uma boa formação de cristais;
•Facilidade de manipulação. VOLTAR
ENSAIO PARA A ESCOLHA DO SOLVENTE (FLUXOGRAMA)
Dissolução da amostraApós a escolha do melhor solvente, deve-se então pesar
uma porção da amostra e dissolvê-la no solvente, a quente. Coloca-se, então, o soluto em um erlenmeyer com uma quantidade de solvente um pouco menor do que a necessária para a dissolução total a quente. Quando a solução entrar em ebulição adiciona-se pequenas quantidades de solvente atéque a dissolução se complete (tomando cuidado para não confundir impurezas sólidas insolúveis com a substância a ser cristalizada).
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Filtração a vácuo
∗Recorta-se um papel de filtro em um tamanho 1 a 2 mm menor que o diâmetro do funil;
∗O papel é molhado com solvente frio antes da filtração para melhor aderência ao funil;
∗O vácuo é feito com o auxílio de uma bomba d’ água. O ar que está do lado de fora é fortemente “sugado” para dentro do kitassato, “empurrando” consigo grande parte da água contida no material filtrado.
∗Os cristais devem ser lavados com uma pequena quantidade do solvente gelado para a remoção qualquer traço da solução água-mãe.
Ilustração
0,1 g de Acetanilidaem um tubo de ensaio
1 - Adicionar 3,0 mL do solvente a ser testado,agitar vigorosamente ( usar técnica adequadaevitando derramar a solução).
Solução de Acetanilida( inadequado )
Duas fases:-Acetanilida + Solvente
Solúvel Insolúvel
Solúvel Insolúvel
2 - Aquecer lentamente( utilizar banho maria )
Duas fases:-Acetanilida + Solvente
( Inadequado )
Solução de Acetanilida(Adequado)
Desprezar em lugar adequado,dependendo do solvente testado
Desprezar em lugar adequado,dependendo do solvente testado
Escolher o melhor solventee proceder a Recristalizaçãoe Purificação da Acetanilida
Solução de Acetanilidacom impurezas
Deixar esfriar lentamente
Fluxograma genérico para escolha do Solvente( testar água, etanol e clorofórmio )
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BibliografiaFESSENDEN, R. J., FESSENDEN, J. S., FEIST. P., Organic
Laboratory Techniques, 3º Ed., Brooks Cole, Canada, 2000ALLINGER, N. L., CAVA, M. P., DEJONGH, D. C., JOHNSON, C. R.,
LEBEL, N. A.,STEVENS, C. L., Química Orgânica, 2º ed., Guanabara Dias, RJ, 1985
CAMPOS. M.M., Química Orgânica, USP, SP, 1976VOGEL, A. I., Química Orgânica, 3a ed., USP, RJ, 1981Budavari, S., et all, The Merck Index, 12th , USA, 1996.PAVIA, D. L., LAMPMAN, G. M., KRIZ, G. S., Introduction to
LaboratoryTechniques : a microscale approach, 2nd ed., Philadelphia: Saunders College, 1995.
SOARES, B. G., SOUZA, N. A., PIRES, D. X. Química Orgânica : teoria e técnicas de preparação, purificação e identificação de compostos orgânicos, Guanabara, Rio de Janeiro, l988.
FLUXOGRAMA
- escolher o solvente - dissolver a acetanilida em um menor volume de
solvente possível (água) - aquecer a mistura até a dissolução completa do sólido - filtrar a solução ainda quente
- deixar a solução em repouso -descartar de maneira adequada até atingir a temperatura ambiente - filtrar à vácuo
- lavar os cristais com solvente gelado
-descartar de maneira
RESÍDUO impurezas insolúveis
FILTRADO Acetanilida + impurezas solúveis
(NaAc, HAc, Anilina, água)
Filtrado (impurezas solúveis)
Cristais de acetanilida (NaAc, HAc, e água)
Acetanilida impura (NaAc, HAc, Anilina)
adequada
NaAc, Hac, água
- secar os cristais - pesar o produto
- determinar o ponto de fusão
acetanilida purificada
acetanilida + água
Acondicionar e rotular (nome, data e p.f.)
Nomenclatura
Fórmula Mol / (g/mol
)
pf / ºC pe / ºC Densidade (g/cm3)
Solubilidade Toxidade Propriedades Físicas
Acetanilida
C8H9NO
135,17
113-115
304-305
1,219
m 185 mL de água, ou em 20 mL ão, 3,4 mL de etanol, 3 mL de de éter, 47 mL de benzeno.
Tóxico ( pode causar problemas no
transporte de O2.) LD50 = 800 mg / kg
Cristais ortorrômbicos em
forma de palhetas incolores.
Água
H2O
18,02
0
100
1,00
Miscível com etanol, metanol e acetona.
Líquido incolor, não inflamável
Clorofórmio
CHCl3
119,38
-63,5
61-62
1,484
Água: 1mL/200mL ;miscível com álcool, benzeno, éter, tetracloreto de carbono.
Inalação pode causar hipertensão, parada respiratória e Miocárdio podendo levar a
morte, alem de ser cancerígeno
Líquido transparente e incolor
Benzeno
C6H6
78,01
5,5
80,1
0,8787
Miscível com álcool, clorofórmio, éter, dissulfeto de
carbono, tetracloreto de carbono, acetona.
Exposição provoca dor de cabeça, tontura e vômito, depressão, hilaridade, parada
respiratória, perda da consciência , leucemia e cancerígeno, irrita os olhos,
nariz e pele.
Líquido inflamável de odor característico.
Acetona
C3H6O
58,08
-94
56,5
0.788
Miscível com água, dimetilformamida, álcool,
clorofórmio, éter.
Grande exposição irrita os olhos, nariz e garganta, dor de cabeça, tontura e
dermatite.
Líquido volátil e inflamável de odor
característico.
Éter etílico
C4H10O
74,12
-123,3
34,6
0,7134 Insolúvel em água, solúvel em
benzeno e etanol Prejudicial quando inalado, irritante e
anestésico Líquido volátil e
inflamável
Etanol
C2H6O
46,07
-114,5
78,5
0,789 Solúvel em água e em
solventes polares Causa náuseas e vômitos, se ingerido diminui os reflexos, hesitação mental
Líquido inflamável e incolor
Cloreto de
Cálcio
CaCl2
110,99
772
1600
2,152
Sol. em água e em álcool
Cristais brancos.
Anilina NH2
93,12 - 184-185 1,022 Envenenamento com ingestão acima de 0,25 ml. Vertigem, dor de cabeça, anemia,
anorexia
Ácido Acético CH3COOH
60,05 16,7 118 1,049 Produz queimadura na pele, ingestão causa corrosão na boca, provoca vômito e
diarréia.
Anidrido Acético
C4H6O3 102,9 -73 139 1,080 Produz irritação, necrose para os tecidos no estado líquido ou vapor.
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