Propriedades Físico-Químicas Constantes Físicas dos solventes

Transcrição

Propriedades Físico-Químicas
Solvente
Massa
Molar
Densidade
(g/ mL)
p.f./ºC
p.e./ºC
Solubilidade
Água *
18
0,997
0
100
___________
Etanol
46,07
0,794
-117,3
78,5
Água, acetona, benzeno, éter
Clorofórmio
119,39
1,484
-63,5
62
Álcool, éter, benzeno
Éter
79,12
0,713
-116,3
34,61
Benzeno, acetona, clorofórmio, álcool
Ác. Benzóico*
122,12
1,321
122,4
249,2
Álcool, éter, acetona, benzeno,
clorofórmio
Odiclorobenzeno
147
1,311
53,5
174,12
Clorofórmio, benzeno, éter, álcool
Hidróxido de
Sódio *
40,11
2,131
318
1390
Glicerina, álcool, água
Cloreto de
Cálcio
110,99
2,152
782
>1600
Ácido acético, acetona, álcool, água
Benzoato de
Sódio
144,11
1,248
53,1
174,5
Benzeno, acetona, álcool
Constantes Físicas dos solventes mais usados
Toxicidade dos solventes mais usados na química
orgânica
Extração de Solventes
Pequena quantidade cristal violeta
+ 2 a 3 gotas de etanol em béquer de 50mL
-Adicionar 30mL de água
-Dissolver
Solução hidroalcoólica de cristal violeta
-Medir com uma proveta duas porções iguais
(A e B) de 15mL.
-Transferir para um béquer de 50mL.
Porção A
Porção B
Extração Simples
15mL da solução hidroalcoólica de cristal violeta (porção A)
-Transferir para funil de separação de100mL
(testar previamente vazamento).
-Adicionar 15mL de Clorofórmio
-Agitar 30 segundos (observar técnica correta).
-Deixar em repouso para separação das fases.
Fase Orgânica (Inferior)
CHCl3, cristal violeta,
traços de água e etanol
Fase Aquosa (Superior)
traços de cristal violeta e
de CHCl3 e etanol
-Transferir para
tubo de ensaio
-etiquetar
-Transferir para
tubo de ensaio
-etiquetar
Tubo 1
Fase Orgânica 1
Traços de água e etanol
Fase Aquosa 1
água, cristal violeta,
traços de CHCl3
e etanol
Extração Múltipla
15mL da solução hidroalcoólica de cristal violeta (porção B)
-Transferir para funil de separação de 100mL
-Adicionar 5mL de CHCl3.
-Agitar (observar técnica correta) e deixar em repouso
para separar as fases.
de CHCl3 e etanol
-Adicionar 5 mL
CHCl3
-Agitar e deixar
separar as fases
-Recolher a fase
orgânica no tubo
etiquetado (fase
orgânica 2)
Fase Orgânica (inferior):
Fase aquosa (superior):
cristal violeta, traços
de CHCl3 e etanol
-Adicionar 5 mL
CHCl3
-Agitar e deixar
separar as fases
-Recolher a fase
orgânica no tubo
etiquetado (fase
orgânica 2)
de CHCl3 e etanol
-Transferir para o
tubo de ensaio,
através da boca
do funil de separação e etiquetar
TUBO 2
Fase Orgânica 2:
Fase aquosa 2: cristal
violeta, traços de CHCl3
e etanol
Extração com Solventes Quimicamente Ativos
100mL de éter + 2g de ácido benzóico + 2g de p-diclorobenzeno
-Adicionar 15mL (excesso) de solução aquosa de NaOH 5%
(volume calculado anteriormente)
-Agitar
-Deixar em repouso para separar as fases
Fase Orgânica (superior):
Éter, p-diclorobenzeno,
Traços de água, traços de
benzoato de sódio e traços
de NaOH
Fase aquosa (inferior):
benzoato de sódio, NaOH,
traços de p-diclorobenzeno
e éter
-Transferir para
béquer de 250ml
-Repetir a extração
com solução de NaOH
Fase aquosa em béquer 250mL
eter, p-diclorobenzeno,
traços de água, benzoato
de sódio, água e traços
de NaOH
e éter
- Transferir para
béquer de 250ml
-Lavar com
10 ml de água
éter, p-diclorobenzeno,
de sódio e traços de NaOH
Fase aquosa em béquer de 250mL
Descartar
-Transferir para erlenmeyer de 250ml
-Adicionar 1g CaCl2 (agente secante) e agitar
-Filtrar em papel pregueado
recolhendo a fase orgânica
em béquer previamente tarado
Filtrado:
Traços de CaCl2, água
Benzoato de sódio e NaOH
Fase sólida:
CaCl2, traços de éter
p-diclorobenzeno,água
sal do ácido, ácido benzóico
e NaOH
-Aquecer para eliminar o éter
-Pesar o residuo
-Determinar o ponto de fusão
Resíduo: p-diclorobenzeno, traços de éter, CaCl2, traços de água, benzoato de sódio.
PROPRIEDADES DOS REAGENTES
Nome
densidade /g
mL-1
fórmula
g mol-1
p.f. / ºC
p.e. / ºC
Etanol
0.7893
C2H5OH
46.07
-117.3
46.07
Clorofórmio
1.484
CH2Cl2
119.38
-63.5
61-62
Ác. Benzóico
1.321
C7H4O2
112.12
122.4
249.2
p-diclobenzeno
1.247
C6H4Cl2
147.00
53.1
174,5
Hidróxido de
sódio
2,131
NaOH
40.01
318
1390
Éter etílico
0.71
C2H5OC2H5O
74.12
-123.3
34.6
Nome
Toxicidade
Solubilidade
Outras
Etanol
Inflamável
Solúvel em solventes
polares
Incolor
Clorofórmio
Tóxico
CANCERÍGENO
Sol. em álcool e
acetona
Volátil. Odor
característico
Ac.Benzóico
Tóxico
Água = 4.2 g/L
Irritante para
pele, olhos e
mucosas
p-diclobenzenoo
Tóxico
Sol. Álcool, éter e
acetona
Hidróxido de sódio
Corrosivo
Sol. água
Higroscópico
Éter etílico
Irritante
Insol. em água, Sol.
em benzeno e etanol
Odor
característico
Acidez
hidratado
capacidade
velocidade
intensidade
uso
Cloreto
Neutro
de cálcio
CaCl2.2H2O
CaCl2.6H2O
baixa
rápida
alta
Hidrocarbonetos
e haletos
Nome
PRATICA I – EXTRACAO SIMPLES, MÚLTIPLA,QUIMICAMENTE ATIVA
Extração de Solventes
Pequena quantidade cristal violeta
+ 2 a 3 gotas de etanol em béquer de 50mL
-Adicionar 30mL de água
-Dissolver
Cristal Violeta
(Cloreto de Hexametilpararosanilina)
Solução hidroalcoólica de cristal violeta
-Medir com uma proveta duas porções iguais
(A e B) de 15mL.
-Transferir para um béquer de 50mL.
Porção A
Porção B
Extração Simples
15mL da solução hidroalcoólica de cristal violeta (porção A)
-Transferir para funil de separação de100mL
-Adicionar 15mL de Clorofórmio
-Agitar 30 segundos (observar técnica correta).
-Deixar em repouso para separação das fases.
-Transferir para
tubo de ensaio
-etiquetar
Tubo 1
Fase Orgânica 1
Traços de água e etanol
de cristal violeta e
de CHCl3 e etanol
-Transferir para
tubo de ensaio
-etiquetar
Fase Aquosa 1
água, cristal violeta,
traços de CHCl3
e etanol
15mL da solução hidroalcoólica de cristal violeta (porção B)
-Transferir para funil de separação de 100mL
-Adicionar 5mL de CHCl3.
-Agitar (observar técnica correta) e deixar em repouso
para separar as fases.
de CHCl3 e etanol
-Adicionar 5 mL
CHCl3
-Agitar e deixar
separar as fases
-Recolher a fase
orgânica no tubo
etiquetado (fase
orgânica 2)
de CHCl3 e etanol
-Adicionar 5 mL
CHCl3
-Agitar e deixar
separar as fases
-Recolher a fase
orgânica no tubo
etiquetado (fase
orgânica 2)
de CHCl3 e etanol
-Transferir para o
tubo de ensaio,
através da boca
do funil de separação e etiquetar
TUBO 2
Fase Orgânica 2:
Fase aquosa 2: cristal
violeta, traços de CHCl3
e etanol
Extração com Solventes Quimicamente Ativos
100mL de éter + 2g de ácido benzóico + 2g de p-diclorobenzeno
-Adicionar 15mL (excesso) de solução aquosa de NaOH 5%
(volume calculado anteriormente)
-Agitar
-Deixar em repouso para separar as fases
Traços de água, traços de
benzoato de sódio e traços
de NaOH
e éter
-Transferir para
béquer de 250ml
-Repetir a extração
com solução de NaOH
eter, p-diclorobenzeno,
de sódio, água e traços
de NaOH
-Lavar com
10 ml de água
e éter
- Transferir para
béquer de 250ml
éter, p-diclorobenzeno,
de sódio e traços de NaOH
Fase aquosa em béquer de 250mL
Descartar
-Transferir para erlenmeyer de 250ml
-Adicionar 1g CaCl2 (agente secante) e agitar
-Filtrar em papel pregueado
recolhendo a fase orgânica
em béquer previamente tarado
Filtrado:
Traços de CaCl2, água
Benzoato de sódio e NaOH
Fase sólida:
CaCl2, traços de éter
p-diclorobenzeno,água
sal do ácido, ácido benzóico
e NaOH
-Aquecer para eliminar o éter
-Pesar o residuo
-Determinar o ponto de fusão
Resíduo: p-diclorobenzeno, traços de éter, CaCl2, traços de água, benzoato de sódio.
DISCENTES:
- Antônio Ricardo Vizentim
-Ricardo B. de Oliveira
DOCENTE:
DOCENTE:
Prof.
Prof. Dr.
Dr. José
José Eduardo
Eduardo de
de Oliveira
Oliveira
Prof.
Prof. Dr.
Dr. Leonardo
Leonardo Pezza
Pezza
Propriedades
dos Solventes
Imiscível;
9 Formar duas Fases;
9 Não reagir Quimicamente;
com o Soluto;
9 A Substância Orgânica a
ser extraída deve ser mais solúvel no segundo solvente;
9 Volátil;
9 Não ser inflamável ou tóxico.
9
Solventes mais
Utilizados
Tabela 1:Constantes físicas de alguns solventes
LEI DA DISTRIBUIÇÃO
O processo de extração:
A) O solvente 1 contém uma mistura de moléculas (brancas e
pretas). Deseja-se separar as moléculas brancas por extração. Um
segundo solvente (sombreado), que é imiscível com o primeiro e
menos denso, é adicionado e ambos são agitados.
B) Após a separação das fases, a maioria das moléculas brancas,
mas nem todas, foram extraídas para o novo solvente.
C) Com a separação das duas camadas, as moléculas brancas e
pretas, foram parcialmente separadas.
COEFICIENTE DE DISTRIBUIÇÃO
Quando uma solução (soluto A em
solvente 1) é agitada com um segundo
solvente (solvente 2) com o qual é imiscível, o
soluto A se distribui entre as duas fases
líquidas. Quando as duas fases se separarem
novamente em duas camadas de solvente
distintas, um equilíbrio será alcançado de tal
forma que a razão das concentrações do
soluto em cada solvente C1 e C2 define uma
constante. A constante chamada de
coeficiente de distribuição (ou coeficiente
de partição):
K = C2 / C1
Exemplo:
A extração do composto orgânico A, 6 g, dissolvido em
100mL de água, com volume total de 100mL de benzeno. Se
a 20°C o coeficiente de partição entre a água e o benzeno é
3 então:
Para uma extração única 100mL de benzeno:
mb / 100ml
K=
= 3, onde mágua é 6 g − mb
mágua / 100mL
3=
mb / 100mL
⇒ mb = 4,5 g
(6 − mb ) / 100mL
após uma extração com 100mL de benzeno, obtém-se 4,5g de A (75%
do total) como rendimento da extração, restando ainda 1,5g de A na
fase aquosa.
Para uma extração com duas porções iguais 50mL de
benzeno
•
Primeira extração:
3=
mb / 50mL
⇒ mb = 3,6 g
(6 − mb ) / 100mL
Remove 3,6g de A, restando 2,4g de A em
solução aquosa.
Segunda extração:
mb ' / 50mL
3=
⇒ mb ' = 1,44g
(2,4 − mb ' ) / 100mL
Consegue-se mais 1,44g de A, ou seja, um total de 5,04g do
composto A. Restam ainda 0,96g de A na fase aquosa.
Comparando a extração simples com a múltipla
Massa extração única: 4,5g
Massa extração múltipla (2 porções): 5,04g
Conclusão: Extração múltipla é mais eficiente do que a extração simples
Observação:
Quanto maior for o coeficiente de distribuição menor será o
número de extrações sucessivas necessárias para separar o soluto
com eficiência.
•
• Se K for muito pequeno, a extração simples não é recomendada
devido ao gasto excessivo de solvente.
APARELHOS USADOS

frasco cônico – para volumes menores que 4 mL;
tubos centrífugos – para volumes até 10 mL:
funis de separação – para volumes maiores.
Frasco cônico
Tubo centrífugo
Funil de separação
TIPOS DE EXTRAÇÃO
Descontínua - Maior solubilidade em solvente
orgânico do que em água.
Contínua - Maior solubilidade do composto
orgânico na água.
Sólido-líquido
Líquido-líquido
- Extração com solventes quimicamente ativos
- Efeito Salting-Out
- Extração Múltipla
- Extração simples
Supercrítica
EXTRAÇÃO DESCONTÍNUA
•quando é extração líquido-liquido
usa-se funil de separação;
•ambos os solventes são colocados:
•indicado quando existe uma grande
diferença de solubilidade do soluto
nos dois solventes (grande KD).
•fase mais densa é recolhida.
(funil de separação)
EXTRAÇÃO CONTÍNUA
•o solvente orgânico passa continuamente
sobre a solução contendo o soluto,
levando parte deste consigo, até o balão
de aquecimento;
•útil quando a diferença de solubilidade do
soluto em ambos os solventes não é muito
grande;
•o solvente vai sendo destilado e o soluto
vai se concentrando no balão de
aquecimento;
EXTRAÇÃO SÓLIDO-LÍQUIDO

Preparação de chá, café, chimarrão;
componentes que estavam na fase sólida ( pó de
café) passam para a fase líquida (água);
A extração é descontínua nos 3 casos, pois a
solubilidade dos componentes extraídos em água
é grande.
EXTRAÇÃO SÓLIDO-LÍQUIDO
Extrator de Soxhlet
•Usado nos casos onde a solubilidade do
soluto é pequena, ou quando se quer
maximizar a extração do soluto;
•Técnica da extração contínua;
•Usado para solventes de baixo ponto
de ebulição;
Extrator de Soxhlet
PROCEDIMENTO:
Coloca-se o sólido na câmara do extrator e o
solvente;
O balão é aquecido e os vapores
condensam-se na câmara do extrator, caindo
sobre o material a extrair;
Quando o nível do destilado na câmara de
extração atingir o nível do sifão, a solução
retornará ao balão.
(Extrator de Soxhlet)
EXTRAÇÃO QUIMICAMENTE ATIVA
Um composto é alterado quimicamente a fim de
mudarmos o coeficiente de distribuição nos dois solventes.
Exemplo:
Mistura de dois compostos A e B, sendo solúveis em
éter etílico e insolúveis em água. Mudando as
características de B (de modo que B seja solúvel em água,
mas insolúvel em éter etílico), então poderemos separar B
(fase aquosa) e A (fase orgânica – éter etílico).
EXTRAÇÃO SIMPLES
Fundamenta-se no fato de que as substâncias orgânicas
são, em geral, solúveis em solventes orgânicos e muito
pouco solúveis em água, de modo que, ao se formar duas
fases pela adição do solvente, após agitação, a substância
passa em maior parte da fase aquosa para o solvente.
EXTRAÇÃO MÚLTIPLA
A solução aquosa original que já foi extraída
uma vez é colocada novamente dentro do funil de
separação com uma nova porção do solvente
orgânico para uma segunda extração.
- Comparação entre Extração Simples e
múltipla.
EXTRAÇÃO SUPERCRÍTICA
A extração com fluido supercrítico (SFE - "Supercritical Fluid
Extraction") é uma técnica de extração utilizada principalmente quando se
deseja retirar substâncias de interesse (analitos) de matrizes sólidas. Ela
emprega um fluido em condições supercríticas, que apresenta
propriedades intermediárias entre um gás e um líquido.
O crescimento desta técnica está relacionado com a preocupação da
comunidade científica com a saúde e o bem estar do ser humano, gerando
a necessidade de analisar matrizes cada vez mais complexas (como águas
naturais, solos, sedimentos e ar, além de amostras de alimentos, plantas,
frutas, plásticos, etc.), com baixos níveis de concentração
Um fluido supercrítico (SF-"Supercritical Fluid") é definido como
sendo formado acima do ponto crítico, da temperatura crítica (Tc)
e pressão crítica (Pc), o que pode ser visualizado em um diagrama
de fases, apresentado na Figura 1.
É um processo que possui várias vantagens do ponto de vista
do meio-ambiente e da saúde humana porque não deixa
resíduos de substâncias tóxicas nos produtos ou na matriz
vegetal original
O biodiesel tem a grande vantagem de ser produzido a partir de fontes renováveis de energia
como as diversas oleaginosas, tais como soja, girassol, semente de algodão, canola e palmas como
o dendê.Este combustível pode ser usado sem nenhuma modificação no motor e produz níveis
bem mais baixos de produtos poluentes e cancerígenos (SHAH, SHARMA, GUPTA, 2003).
• O tempo ideal para extração de óleo de mamona em aparelho Soxhlet é de 6 horas.
• A maior eficiência de extração de óleo de mamona em aparelho Soxhlet foi obtida com o
metanol.
• Observou-se variação no teor de óleo de semente de mamona coletada no Estado de
Pernambuco.
• A adição de 25 % de metanol ao etanol aumenta a eficiência de extração de óleo de mamona.
Tabela
Percentual de óleo extraído como função do solvente utilizado
Solvente Teor de Óleo experimental (%)
Teor de Óleo calculado (%)
Metanol
51,1
NA
Etanol
46,9
NA
Hexano
41,4
NA
Etanol : Metanol (1 : 1)
49,8
49,0
Etanol : Hexano (1 : 1)
49,4
44,2
Metanol : Hexano (1 : 1)
50,9
46,3
Etanol : Metanol (3 : 1)
50,3
48,0
Etanol : Hexano (3 : 1)
47,0
45,5
Metanol : Hexano (3 : 1)
NA = não se aplica
48,5
48,7
Métodos de Extração

Para volumes menores que 4ml (micro)
Fase Inferior
Fase Superior
- Método 1
- Método 2
Fase inferior
Extração de uma solução aquosa utilizando o CH2Cl2 (d = 1,33g/ml)
A – solução aquosa contém a
substância desejada.
B - Diclorometano é usado para
extrair a fase aquosa.
C – A pipeta é colocada no frasco
cônico.
D – A fase orgânica é removida e
transferida para um recipiente
seco. A fase aquosa permanece
no frasco original.
Fase superior: 1º método
Extração de uma solução aquosa utilizando o éter dietílico (d = 0,7174g/ml)
A - a solução aquosa contém a
substancia desejada.
B – Éter é usado para extrair a
fase aquosa.
C – A fase aquosa é removida e
transferida para um recipiente. A
fase que contém éter permanece
no frasco original.
D - A camada etérea é transferida
para um novo frasco. A camada
aquosa é transferida de volta ao
frasco original
Fase superior: 2º método
Extração de uma solução aquosa utilizando o éter dietílico (d = 0,7174 g/ml)
A - Pressione o bulbo e coloque a
pipeta no frasco
B - Colete ambas camadas
C - Coloque a camada aquosa
inferior de volta ao frasco
D - Coloque a camada etérea em
um recipiente seco
Métodos de extração

Para volumes maiores que 10 mL (macro);
Fase superior
Fase inferior
Fase Superior (Macro)
A - A solução aquosa contém a
B – Éter (d = 0,7471 g/ml) é
usado para extrair a fase aquosa.
C – A fase aquosa é removida
pela torneira do funil para um
recipiente. A fase que contém
éter permanece no funil de
separação.
D - A camada etérea é transferida
para um novo frasco através da
abertura superior do funil, a fim
de se evitar qualquer tipo de
contaminação com traços da fase
inferior que podem estar ainda
aderidas a superfície do vidro.
Fase Inferior (Macro)
B - Diclorometano (d = 1,33 g/ml)
é usado para extrair a fase
aquosa.
C – A fase orgânica é removida
pela torneira.
D – A fase aquosa pode ser
removida pela abertura superior
do funil ou pode-se adicionar mais
diclorometano para uma segunda
extração.
Etapas na extração
1)
Preparando o funil de separação:
Apóia-se o funil em um anel
metálico ou fixa-o a uma garra
do suporte.
Cuidados:
Observa-se a ausência de
vazamentos na tampa e na
torneira do funil
MANUSEIO DO FUNIL
2-) Adição da solução e do solvente:
Apoiá-lo num anel metálico
preso em um suporte metálico;
A capacidade do funil deve ser
tal que o volume ocupado não
exceda ¾ do volume total do
funil.
Adicionando Líquidos
3) Agitação e alívio da pressão
Agitação do funil cuidadosamente, segurando
firmemente a tampa.
A pressão interna deve ser constantemente aliviada
durante a agitação, sob perigo de explosão. Para
tanto, inverte-se o funil, firmando a rolha com a
palma da mão, e abre-se a torneira cuidadosamente.
A mesma precaução deve ser tomada na extração
de ácidos com soluções de carbonato ou
bicarbonato, devido ao aumento da pressão interna
ocasionada pela evolução do dióxido de carbono.
figura
(alívio da pressão)
Misturando os Líquidos
3) Separação das camadas
Após deixar o funil descansar até a
separação das duas camadas de solvente, a
torneira então é aberta e a camada infeiror
é liberada por drenagem.
A camada superior remanescente é
removida vertendo-a através da
abertura superior do funil de
separação.
Separando as Camadas
Colóides são misturas heterogêneas de pelo menos duas fases
diferentes, com a matéria
de uma das fases na forma finamente dividida (sólido, líquido ou gás),
denominada fase dispersa, misturada com a fase contínua (sólido,
líquido ou gás), denominada meio de dispersão.A ciência dos colóides
está relacionada com o estudo dos sistemas nos quais pelo menos um
dos componentes da mistura apresenta uma dimensão no intervalo de
1 a 1000 nanometros (1 nm = 10-9 m). Soluções de macromoléculas
são misturas homogêneas e também são consideradas colóides
porque a dimensão das macromoléculas está no intervalo de tamanho
coloidal e, como tal, apresentam as propriedades características dos
colóides.
FERROFLUÍDO
Gás
Gás
Fase dispersa
Líquido
Aerosol líquido,
Não existe. Todos os
gases são solúveis
Exemplos: nuvem,
entre si.
neblina
Emulsão,
Espuma líquida,
Fase Líquido
Exemplos: leite,
Exemplo: espuma de
contínua
maionese, cremes,
sabão
sangue
Sólido
Sólido
Aerosol sólido,
Exemplos: fumaça, pó
em suspensão
Sol,
Exemplo: tintas , vidros
coloridos
Sol sólido,
Espuma sólida,
Gel,
Exemplo: pedrapomes
Exemplo: cristal de rubi,
Exemplos: gelatina,
cristal de safira, ligas
queijo, geléia
metálicas
EMULSÃO
É a suspensão coloidal de um líquido em outro
intimamente disperso sob a forma de gotículas cujo
diâmetro, em geral, excede 0,1µm.
Emulsão
Emulsão e microemulsão são dispersões coloidais de um líquido em
outro, geralmente estabilizadas por um terceiro componente tensoativo (emulsificante)
que se localiza na interface entre as fases líquidas. Entre os emulsificantes
mais usados pode-se citar proteínas (ovoalbumina, caseína), gomas
(gelatina), sabões e detergentes, argilas e óxidos hidratados. Há dois tipos de
emulsão, conforme a proporção das fases:
água em óleo, com gotículas de
água dispersas na fase contínua óleo, e
óleo em água, gotículas de óleo dispersas
em água.
O termo óleo refere-se à fase orgânica e água à fase aquosa.
Esse sistema coloidal é vastamente utilizado na apresentação de produtos
farmacêuticos (cremes), alimentícios (maionese, margarina, leite), indústriais
(petróleo, lubrificantes, asfalto). Além da proporção das fases aquosa e orgânica,
a natureza hidrofóbica/hidrofílica do emulsificante determina a formação de
emulsão água/óleo ou óleo/água. Diferentes fenômenos ocorrem em emulsão,
tais como: i) cremeação (creaming), que resulta da flutuação das gotas dispersas
para a superfície da emulsão; ii) coagulação das gotas, que causa a formação de agregados
constituídos de gotas individuais, processo este que
também aumenta o creme, iii) coalescência das gotas individuais, que formam
gotas maiores até estender a fase finamente dispersa a ponto de quebrar
a emulsão. Exemplo de coalescência é a coagulação das gotas de gordura pela
ação de ácido acético (vinagre) seguida da precipitação de caseína (proteína
do leite).
A sua formação está relacionada com diferenças
muito pequenas de densidades entre as duas fases.
COMO EVITAR:
• Deixar o funil de separação em descanso por algum tempo.
• Adicionar cloreto de sódio, pois diminui a solubilidade da água no
solvente orgânico e vice-e-versa.
• Adicionar água ao sistema (desestabiliza a emulsão).
• Filtrar a mistura à vácuo(remove as partículas sólidas que estabilizam
a emulsão);
• Submeter o sistema a uma força centrífuga ou a temperaturas muito
baixas.
• Alterar a proporção entre o volume das fases.
Como Evitar
EFEITO SALTING-OUT
Também conhecido como efeito de dessolubilização.
Se o coeficiente de distribuição for muito menor do que 1 a extração simples não
será eficiente. Pode-se, em alguns casos, aumentar o coeficiente de distribuição por adição
de sais, como cloreto de sódio, sulfato de sódio, na solução aquosa. Isso diminui a
solubilidade dos compostos orgânicos em água.
de sais. A adição de sais diminui consideravelmente a solubilidade da maior parte dos
compostos orgânicos em água.
Efeito da Força Iônica sobre a Solubilidade das Proteínas
A capacidade dos sais neutros de influenciar a solubilidade das proteínas, é uma função de
sua força iônica, que tanto depende de sua concentração como na valência de cátions e
ânions que formam o sal. A força iônica (I) é dada pela expressão: I = 1/2Σ mi Zi2 sendo
mi a molaridade do ion e Zi a valência do ion. Em concentração reduzida, os sais
aumentam a solubilidade de muitas proteínas, um fenômeno denominado “salting-in”,
provavelmente devido à interação da proteína com os sais causando diminuição da
interação proteína-proteína e portanto, aumentando a solubilidade.
Em altas forças iônicas, conseguidas pela adição de grandes quantidades de um sal
muito solúvel (por exemplo o sulfato de amônio) a uma solução de água de hidratação
das moléculas, o que leva à predominância da interação proteína-proteína, resultando
em precipitação. Este efeito é denominado de “salting-out”. A precipitação de
proteínas pela alta concentração de sais é um processo muito importante para a
separação de misturas complexas de proteínas, uma vez que a concentração de sal
necessária para precipitar diferentes proteínas é variável.
No laboratório, o sal que se usa muito é o Cloreto de Sódio-Lab. De Orgânica.
PRÁTICA
(Extração por solventes)
1º Parte
Faremos primeiro uma extração que gerará
duas porções. Estas denominadas porção A e
porção B.
A porção A será submetida à uma extração
Simples.
A porção B será submetida à uma extração
Múltipla.
PRÁTICA
2º Parte
Faremos neste momento uma extração
quimicamente atíva, à partir de uma mistura de
2 g de Ácido Benzóico com 2g de pdiclorobenzeno ambos em 100 mL de éter.
BOA PRÁTICA
PRÁTICA
Extração Simples
1. Dissolver pequena quantidade de cristal violeta em 2 a 3 gotas de etanol e
adicionar 30 mL de água. Dividir a solução em duas porções iguais (15 mL) A
e B.
2. Transferir a porção A para um funil de separação de 100 mL (testar
previamente vazamento) e adicionar 15 mL de clorofórmio.
3. Efetuar a extração obedecendo a técnica correta para o uso do funil de
separação.
4. Colocar o funil na posição vertical, aguardar a separação das fases e recolher a
fase orgânica e aquosa em tubos de ensaio (Etiquetar os tubos anotando as
fases em cada um).
Extração Simples
Prática
1. Transferir a porção B para um funil de separação de 100 mL e
efetuar a extração com 5 mL de clorofórmio.
2. Recolher a fase orgânica em um tubo de ensaio e reextrair a fase
aquosa com 5 mL de clorofórmio. Recolher a fase orgânica no
mesmo tubo de ensaio.
3. Repetir a extração da fase aquosa com 5 mL de clorofórmio e
proceder como descrito no item anterior.
4. Transferir a fase aquosa para um tubo de ensaio (fase aquosa 2)
através da boca do funil de separação.
5. Comparar a intensidade das cores das soluções A e B nos dois
tipos de extração e discutir os resultados.
Extração
Quimicamente Ativa
1. Dissolver em 100 mL de éter: 2 g de ácido benzóico e 2 g de p-diclorobenzeno.
2. Calcular o volume de solução de hidróxido de sódio 5%, necessário para reagir
com ácido. (15ml)
3. Extrair a solução éterea superior duas vezes com a solução básica, usando em
cada extração o volume calculado.
4. Recolher as fases aquosas em um béquer de 250 mL.
5. Lavar a fase éterea com 10 ml de água e transferir o extrato aquoso para o
béquer.
6. Transferir a fase etérea para um erlenmeyer de 250 mL e adicionar cerca de 1g de
cloreto de cálcio com agitação ocasional.
7. Eliminar o agente secante por filtração em papel pregueado (ou por decantação),
recolhendo a fase orgânica em um béquer previamente pesado.
8. Eliminar o éter, pesar o resíduo e determinar o ponto de fusão.
9. Elaborar um procedimento para recuperação do ácido benzóico.
Extração com solventes quimicamente ativos
Reações envolvidas
Extrações Simples e Múltipla : não há reações
Extrações com Solventes Quimicamente Ativos:
OH
O-
+
O
+
Na
+
H2O
O
Ácido benzóico
OH
Água
Benzoato de sódio
O-
+
+
NaOH
O
Ácido benzóico
+
NaOH
+
Na
+
H2O
O
Benzoato de sódio
Água
Propriedades Físico-Químicas
Solvente
Massa
Molar
Densidade
(g/ mL)
p.f./ºC
p.e./ºC
Solubilidade
Água *
18
0,997
0
100
___________
Etanol
46,07
0,794
-117,3
78,5
Água, acetona, benzeno, éter
Clorofórmio
119,39
1,484
-63,5
62
Álcool, éter, benzeno
Éter
79,12
0,713
-116,3
34,61
Benzeno, acetona, clorofórmio, álcool
Ác. Benzóico*
122,12
1,321
122,4
249,2
Álcool, éter, acetona, benzeno, clorofórmio
Odiclorobenzeno
147
1,311
53,5
174,12
Clorofórmio, benzeno, éter, álcool
Hidróxido de
Sódio *
40,11
2,131
318
1390
Glicerina, álcool, água
Cloreto de Cálcio
110,99
2,152
782
>1600
Ácido acético, acetona, álcool, água
Benzoato de
Sódio
144,11
1,248
53,1
174,5
Benzeno, acetona, álcool
* Utilizados na Prática de Extração de Solventes
Fórmulas Estruturais
Eter
(eter dietilico)
Cristal Violeta
(Cloreto de Hexametilpararosanilina)
Cloroformio
(triclorometano)
Constantes Físicas dos solventes mais usados
Solvente
Massa Molar
Densidade
Polaridade
p.f./ºC
p.e./ºC
Metanol
32,04
0,791
6,6
-98
64,7
Acetato de Etila
88,11
0,902
4,3
-84
76,5 - 77,5
Diclorometano
84,93
1,325
3,4
-97
40
Hexano
86
0,66
0
-100
69
Tetra Cloreto de
Carbono
154
1,5
1,7
____
77
Tolueno
92,14
0,865
2,3
-93
110,6
Benzeno
78,11
0,874
3
5,5
80
N-butanol
74,12
0,081
3,9
-90
117,7
Acetona
58,08
0,791
5,4
-94
56
Etanol
46,07
0,794
5,2
-117,3
78,5
Água *
18
0,997
9
0
100
Toxicidade dos solventes mais usados na química orgânica
Solvente
Toxicidade
Etanol
Causa náuseas, vômitos, depressão, sonolência, falta de coordenação, coma e pode
causar morte.
Clorofórmio
A inalação em grandes doses pode causar hipotensão, depressão respiratória, morte e
pode atuar como sonífero. É cancerígeno.
Éter etílico
Suavemente irritante para a pele, olhos e membranas mucosas. Potente anestésico,
podendo provocar paradas cardíacas.
p-diclorobenzeno
Hidróxido de
sódio *
Ácido benzóico *
Diclorometano
Vapores causam irritação à pele, garganta e olhos.
Corrosivo para todos os tecidos. A inalação do pó ou da mistura concentrada pode
causar lesões no trato respiratório.
Causa irritação na pele, nos olhos e nas membranas mucosas
Potencial de sintoma ao expor demasiado ao cansaço, fraqueza, sonolência, náusea,
irritação nos olhos e na pele.
Irritação aguda das membranas mucosas,(por ingestão ou inalação), inquietação,
Benzeno
Hexano
convulsões, depressão. Dificuldade respiratória.
Potencial de sintoma ao expor demasiadamente à luz, nervosismo, náusea, dor de
cabeça, fraqueza nos músculos, irritação nos olhos e nariz, pneumonia química.
Agentes Secantes

A solução orgânica pode ser lavada para se retirar
pequenas quantidades restantes, de água.

Para isso utiliza-se agentes secantes como o cloreto de
cálcio.
Agentes Secantes
Tabela 2 : Características de alguns agentes secantes
Agente
secante
Capacidade
Velocidade
Aplicação
Alta
Médio
Hidrocarbonetos
CaSO4
Baixo
Rápido
Geralmente
utilizado
MgSO4
Alto
Rápido
Não utilizado em
meios ácidos
Médio
Médio
Não utilizados
para compostos
ácidos
Alto
Devagar
Geralmente
utilizado
CaCl2
*
K 2CO 3
Na 2SO4
** Utilizado
Utilizado na
na prática
prática
LAVAGEM (PURIFICAÇÃO)
Três modos de lavagem:
com água - para remover materiais altamente
polares como sais orgânicos, ácidos ou bases
fortes;
com ácido diluído - para remover impurezas
básicas, em particular, aminas orgânicas;
com bases – para remover impurezas ácidas.

FILTRAÇÃO A VÁCUO
A sucção acelera a filtração, especialmente para
precipitados gelatinosos.
Descarte
Extrato aquoso com resíduos de benzoato de sódio e de
hidróxido de sódio, podem ser descartado na pia, pois o benzoato de
sódio é um sal solúvel em água.
Agente secante (no caso o CaCl2), não deve ser jogado na
pia, pois o mesmo é insolúvel em água, podendo ser descartado no
lixo.
Os solventes orgânicos clorados, como por exemplo, o
clorofórmio, devem ser descartados num recipiente adequado para os
mesmos, para posteriormente, ser incinerado.
BIBLIOGRAFIA

1. OLIVEIRA,J.E. http://labjeduardo.iq.unesp.br/orgexp1/extracaocomsolventes.htm, Instituto de Química
da UNESP de Araraquara,Departamento de Química Orgânica.

2. D.L. PAVIA, G.M. LAMPMAN and G.S. KRIZ JR. – lndroduction to Laboratory Techniques,2nd ed.,
Saunders, 1995

3.Gonçalves,D.;Wal,E.;Almeida,R.R.- Química Orgânica Experimental, São Paulo, McGraw Hill,1988

4.Gonçalves,D.;Wal,E.;Almeida,R.R.- Química Orgânica Experimental, São Paulo, McGraw Hill,1988

5. Merck Index-Software Eletrônico

6. Artigo: QUÍMICA NOVA NA ESCOLA O Mundo dos Colóides N° 9, MAIO 1999

7. BRUDNA,Luís. http://www. http://www.gluon.com.br/blog/2007/01/06/ferrofluido-fazer/,site
Glúon/blog

8. Seminários Anteriores-Material Fornecido pelo Professor José Eduardo de Oliveira
EXTRAÇÃO COM
SOLVENTES
Discentes: Alessandra Maciel do Nascimento
Mariana Alessandra Corrêa
Docente: Prof.Dr. José Eduardo de Oliveira
INTRODUÇÃO
MISTURAS
HOMOGÊNEAS
HETEROGÊNEAS
SOLUÇÃO
EXTRAÇÃO!
Exemplos: - Separação do princípio ativo de uma droga.
- Separação da cafeína de uma solução aquosa.
EXTRAÇÃO ?
Consiste na separação de um componente de
uma mistura por meio de um SOLVENTE.
SOLVENTE
COMPONENTE
ORGÂNICO
SOLVENTE EXTRATOR
NÃO pode ser
solúvel em H2O.
NÃO pode reagir
com a substância
a ser separada.
ESCOLHA DO SOLVENTE
“A escolha do solvente é feita a partir da facilidade de
dissolução da substância e da facilidade com que se
pode isolar o soluto extraído.”
Os solventes devem ser imiscíveis entre si.
SOLVENTE
AQUOSO
SOLVENTE
ORGÂNICO
Tipos de Extração
I. Extração Simples
II. Extração Múltipla
III. Extração Quimicamente Ativa
Definições
I. Extração Simples - extração
realizada apenas em uma etapa ou
seja, determina-se o volume de solvente
extrator e realiza-se a extração com
todo o volume de uma única vez.
II. Extração Múltipla - envolve duas
ou mais extrações simples.
Fluxograma Geral
OBS: COMPARAR A INTENSIDADE DAS
CORES DAS SOLUÇÕES “A” (EXTRAÇÃO
SIMPLES) E “B” (EXTRAÇÃO MÚLTIPLA) E
DISCUTIR OS RESULTADOS
EXTRAÇÃO MACRO
Deve-se verificar a ausência de vazamentos na tampa e torneira do funil.
Agitação do funil
cuidadosamente (evitar
emulsões), segurando
firmemente a tampa.
Remoção da pressão interna,
segurando a tampa com
cuidado e abrindo a torneira
lentamente.
EXTRAÇÃO MACRO
Após formada as duas camadas
dos solvente, a torneira então é
aberta e a camada inferior é
liberada por drenagem.
A camada superior remanescente
é removida vertendo-a através da
abertura superior do funil de
separação.
EMULSÕES ?
“Emulsão é a mistura entre dois líquidos
imiscíveis formando uma fase dispersa!”
Suspensões coloidais
Ex: óleo em H2O, maionese, clara em neve...
MICELAS E EMULSÕES
Tendência de formação
de aglomerados!
Formam-se à baixas
concentrações em
água.
Agente emulsificante:
facilita a formação e a
estabilização do sistema
disperso.
Ex: derivados de celulose, alginatos, pectina, gelose, alga
perlada, dextrinas, saponinas, ceras e lanolina.
EMULSÕES
9 RESULTADO
Problemas na separação dos
componentes.
9 COMO EVITAR
Agitar cuidadosamente e verificar a
presença de agentes emulsificantes.
9 COMO ELIMINAR
Filtração, decantação, centrifugação,
congelamento, etc.
Emulsão
Cosmética
Propriedades dos reagentes
Nome
densidade
/g mL-1
Etanol
0.7893
Clorofórmio
1.484
Ác. Benzóico
fórmula
g mol-
p.f. / ºC
p.e. / ºC
46.07
-117.3
46.07
CH 2 Cl 2
119.38
-63.5
61-62
1.321
C7 H 4O2
112.12
122.4
249.2
p-diclobenzeno
1.247
C6 H 4Cl2
147.00
53.1
174,5
Hidróxido de
sódio
2,131
NaOH
40.01
318
1390
Éter etílico
0.71
74.12
-123.3
34.6
C2 H 5OH
C2H5OC2H5
1
Propriedades dos reagentes
Nome
Periculosidade
Solubilidade
Outras
Etanol
Inflamável
Solúvel em
solventes polares
Incolor
Clorofórmio
Tóxico
CANCERÍGENO
Sol. em álcool e
acetona
Volátil. Odor
característico
Ac.Benzóico
Tóxico
Água = 4.2 g/L
Irritante para
pele, olhos e
mucosas
p-diclobenzenoo
Tóxico
Éter
Sol. Álcool e
acetona
Corrosivo
Sol. água
Higroscópico
Éter etílico
Irritante
Insol. em água,
Sol. em benzeno
e etanol
Odor
característico
COEFICIENTE DE
DISTRIBUIÇÃO
A substância, em presença de dois solventes, se distribui
neles em quantidades que permanecem constantes, à uma
temperatura constante.
Expressa a relação entre as quantidades dissolvidas da
substância na mesma quantidade dos dois solventes
quando há o equilíbrio das 2 fases.
Sendo:
C2 – Concentração do soluto em
solvente extrator
C1– Concentração do soluto em
água
K - Coeficiente de partição
C2(g/L)
K=
C1(g/L)
COEFICIENTE DE
DISTRIBUIÇÃO
A solubilidade da cafeína na água é de 2,2g/100mL e
no clorofórmio é de 13,2 g/100mL.
Cálculos para uma extração simples;
simples
13,2
K=
=6
2,2
x
100
6 =
(2,2 − x)
100
x = 1,88g Cafeína no clorofórmio
2,2 − x = 0,32g Cafeína na água
Cálculos para extrações múltiplas:
Considerando a mesma extração, usando porém
50mL de clorofórmio.
1ª EXTRAÇÃO
x,
50
=6
,
(2,2 − x )
100
x, = 1,65g
Cafeína no clorofórmio
,
2,2 − x = 0,55g
Cafeína na água
2ª EXTRAÇÃO
x ,,
50
=6
(0,55 − x ,, )
100
x,, = 0,41g
Cafeína no clorofórmio
2,2 − (x , + x ,, ) = 0,14g
Cafeína na água
RESUMINDO...
Simples:
Múltipla:
Total =1,88g
Total = 1,65 + 0,41 = 2,06g
9 Repetição para separar maior quantidade da substância
desejada.
9 Mais extrações com menores quantidades de solvente ao invés
de apenas uma extração com emprego de maior volume do
solvente.
ANALISANDO “K“
C2(g/L)
K=
C1(g/L)
Se K >>>>1
Composto mais
solúvel no solvente
orgânico
EXTRATOR!
Se K <<<<1
Composto mais
solúvel na solução
AQUOSA!
COEFICIENTE DE
DISTRIBUIÇÃO
CONSIDERAÇÃO
Quando K é pequeno, são necessárias
grandes quantidades deste solvente para se
extrair mesmo pequenas quantidades da
substância.
Extração contínua!
(SOXHLET)
SALTING-OUT
Efeito de Dessolubilização
A solubilização de solventes orgânicos
parcialmente miscíveis, tais como éter, diminui a
solubilidade consideravelmente com a adição de
sais inorgânicos, reduzindo assim a perda de
solventes nas extrações.
NaCl
EXTRAÇÃO
QUIMICAMENTE ATIVA
Um composto é alterado quimicamente a fim
de mudarmos o coeficiente de distribuição
nos dois solventes.
A
B
B
Solúveis em éter etílico
Extração ?
Insolúveis em H2O
Características mudadas
Insolúveis em éter etílico
Solúveis em H2O
Então: B – Fase Aquosa
e
Separar
fases
A – Fase Orgânica
EXTRAÇÃO
QUIMICAMENTE ATIVA
NA PRÁTICA
Característica mudada:
Tornar-se um sal solúvel
REAÇÕES ENVOLVIDAS
(Somente para extração quimicamente ativa)
OH
O-
+
+
NaOH
O
+
Na
O
RECUPERAÇÃO DO ÁCIDO BENZÓICO:
C6H5CO2Na + HCl
C6H5CO2H + NaCl
+
H2O
Agente secante utilizado
Utilização para a retirada de quantidades de água
restante na fase orgânica.
Nome
Acidez
hidratado
velocidade
intensidade
uso
Cloreto
de cálcio
Neutro
CaCl2.2H2O
CaCl2.6H2O
rápida
alta
Hidrocarbonetos
e haletos
Cálculos para a Extração
Quim. Ativa
Calculando o massa de NaOH :
122g.mol−1 Ác.Benz. - 40,01g.mol-1 NaOH
2g Ác. Benz. - x
x = 0,65g NaOH
Volume necessário da solução:
5g NaOH - 100mL solução
0,65g NaOH - y
y = 13,1mL
Como descartar os resíduos?
DESCARTE 1 – extrato aquoso com resíduos de benzoato
de sódio, de água e de hidróxido de sódio: Pode ser
descartado na pia, pois o benzoato de sódio é um sal
solúvel em água.
RESÍDUO SÓLIDO - agente secante, água e impurezas
solúveis em água: Como no caso, nosso agente secante é
CaCl2, não se deve jogar na pia, pois o mesmo é insolúvel
em água, portanto, pode-se descartar no lixo.
Os solventes orgânicos clorados, como por exemplo, o
clorofórmio, deve ser descartado num recipiente adequado
para os mesmos, para posteriormente, ser incinerado.
EXTRAÇÃO MICRO
FASE INFERIOR
Extração de uma solução aquosa utilizando o CH2Cl2
(solvente mais denso que água)
B – Diclorometano é usado para
extrair a fase aquosa.
C – A pipeta é colocado no
frasco cônico.
D – A fase orgânica é removida
e transferida para um recipiente
seco. A fase aquosa fica no
frasco original.
EXTRAÇÃO MICRO
FASE SUPERIOR
Extração de uma solução aquosa utilizando o éter dietílico
(solvente menos denso que água)
Método I
A –
A solução aquosa contém a
B – Éter é usado para extrair a fase
aquosa.
C – A fase aquosa é removida e
transferida para um recipiente. A fase
que contém éter permanece no frasco
original.
D –
A camada etérea é transferida
para um novo frasco. A camada aquosa
é transferida de volta ao frasco original
EXTRAÇÃO MICRO
FASE SUPERIOR
Extração de uma solução aquosa utilizando o éter dietílico
(solvente menos denso que água)
Método II
A - Pressione o bulbo e coloque a
pipeta no frasco
B - Colete ambas camadas
C - Coloque a camada aquosa
inferior de volta ao frasco
D - Coloque a camada etérea em
um recipiente seco
Características dos
solventes mais usados na
química orgânica
Hexano
Sintomas de intoxicação: nervosismo, náusea, dor de
cabeça, fraqueza nos músculos, irritação nos olhos e nariz,
pneumonia química.
Uso: determinação de índice de refração dos minerais, nos
termômetros, normalmente como uma tinta azul ou
vermelha, para substituir o mercúrio
Diclorometano
Sintomas: após exposição excessiva: cansaço, fraqueza,
sonolência, náusea, irritação nos olhos e na pele.
Uso: Solvente: para remover pintura, para acetato de
celulose, na indústria farmacêutica. Inseticida.
Benzeno
Toxicidade:
irritação
aguda
das
membranas
mucosas,(por ingestão ou inalação). É cancerígeno e seu
uso deve ser evitado.
Sintomas: após exposição excessiva: inquietação,
convulsões, depressão, dificuldade respiratória.
Uso: fabricação de fármacos, tintas e muitos outros
compostos orgânicos. Solvente para resinas e óleos.
Etanol
Sintomas: após ingestão ou inalação excessiva: náusea,
vômito, excitação mental ou depressão, sonolência,
prejudica a percepção.
Uso: como solvente em laboratório e em indústrias, na
fabricação de diversos álcoois, na perfumaria, em síntese
orgânica.
BIBLIOGRAFIA
9 D.L. PAVIA, G.M. LAMPMAN and G.S. KRIZ JR. –
lndroduction to Laboratory Techniques,2nd ed.,
Saunders, 1995
9 C. F. WILCOX JR. – Experimental Organic Chemistry. A
small Scale Approach
9http://labjeduardo.iq.unesp.br/orgexp1/extracaocomso
lventes.htm
9 Gonçalves,D.;Wal,E.;Almeida,R.R.- Química
9 Orgânica Experimental, São Paulo, McGraw Hill,1988
9 Wilcox,C.F.;-Experimental Organic Chemistry, pág 80
a 98.
9 Merck Index