9 - Recristalização da Acetanilida LICV2

RECRISTALIZAÇÃO
e
PURIFICAÇÃO
da
ACETANILIDA
INTRODUÇÃO
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.
RECRISTALIZAÇÃO E
PURIFICAÇÃO DA
ACETANILIDA
Os testes de solubilidade consistirão em
misturar, em tubo de ensaio, uma mesma quantidade
de acetanilida (0,1 g) com 3 mL de: água, etanol, éter
etílico, clorofórmio, acetona e benzeno, agitando
vigorosamente.
Após teste a frio deve-se fazer o mesmo
aquecendo o sistema em banho-maria (se o solvente
apresentar
alguma
periculosidade,
efetuar
aquecimento em capela).
Escolher o melhor solvente
Água em ebulição ( ± 200 mL ) + 10 g de
Acetanilida
impurezas: Quinona, Anilina,
Ac. Acético, acetato de sódio
Fluxograma:
RECRISTALIZAÇÃO E
PURIFICAÇÃO Da
Acetanilida
3. Adicionar carvão ativo para adsorver impurezas
coloridas ( 1 a 2% em peso de amostra ) ou seja 0,2 g
ATENÇÃO 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 gravidade
6. Filtrar por gravidade a quente rapidamente
7. Recolher o filtrado em um bequer
Solução filtrada com a
Acetanilida +
impurezas solúveis
( Ác. Acético,
Acetato de Sódio, Anilina )
Impurezas
insolúveis +
Quinona no carvão
ativo retido no filtro
Descartar em local apropriado
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 )
10. Lavar os cristais para
remoção da “água-mãe”
11. Retirar o papel do funil
Cristais de Acetanilida
purificados
traços ( Ác. Acético,
Anilina e Acetato de Sódio )
Solução filtrada contendo
Acetanilida ( traços ) e
impurezas solúveis
Descartar em
local apropriado
Solução filtrada contendo
traços da Acetanilida e
traços de impurezas solúveis
que estavam impregnadas
junto com a água mãe
12. Secar a amostra em dessecador
ou estufa
13. Pesar a amostra e calcular o rendimento.
14. Determinar o ponto de fusão da Acetanilida
utilizando o aparelho do laboratório.
Cristais de Acetanilida devidamente
embalado e rotulado
Bibliografia
ALLINGER, 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
FESSENDEN, R. J., FESSENDEN, J. S., FEIST. P., Organic
Laboratory Techniques, 3º Ed., Brooks Cole, Canada, 2000
CAMPOS. M.M., Química Orgânica, USP, SP, 1976
VOGEL, A. I., Química Orgânica, 3a ed., USP, RJ, 1981
Budavari, 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.
Escolha do Solvente
O sucesso da recristalização depende da escolha correta do
solvente, onde devemos considerar os seguintes critérios:
• Verificação da polaridade.
• O solvente deve dissolver grande quantidade da substância em
temperatura elevada e pequena quantidade em temperaturas baixas.
• Ao ser esfriado, o solvente deve produzir cristais bem formados do
sólido purificado, e deve ser facilmente removível.
• O solvente não deve reagir com o sólido.
• Outros fatores como a facilidade de manipulação, a volatilidade, a
inflamabilidade, o caráter tóxico e o custo também deve ser levado em
conta.
Informações Essenciais
Os solventes que utilizaremos nos testes para
a acetanilida serão: água, etanol, éter etílico,
clorofórmio, acetona e benzeno.
Solvente
P. E. /ºC
Periculosidade
Água
100
nenhuma
Etanol
78
inflamável
Éter Etílico
35
inflamável
Clorofórmio
61
Acetona
56
não inflamável,
tóxico
inflamável
Benzeno
80
Inflamável, tóxico
Tabela de Teste de Solubilidade
Solvente
„
„
„
Solúvel a
frio?
Solúvel a
quente ?
Temperatura máxima
permitida
Água
~100ºC
Etanol
~78ºC
Éter etílico
~35ºC
Clorofórmio
~61ºC
Acetona
~56ºC
Benzeno
~80ºC
Se o solvente dissolver todo o material a frio, não servirá.
Se o solvente não dissolver o material mesmo a quente,
não servirá.
Se o material dissolveu-se pouco a frio e completamente a
quente, este pode ser um provável solvente a ser utilizado
para recristalização.
Solubilidade de 1 g de
acetanilida
Solvente
Água
Volume/ mL
A frio
185
Volume/mL
A quente
20
Etanol
3,4
0,6
Éter etílico
18
-
Clorofórmio
3,7
-
Acetona
4
-
Benzeno
47
-
REMOÇÃO DE IMPUREZAS
Impurezas 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.
Filtração a Quente
Filtração à quente com papel de filtro
pregueado. A solução a ser filtrada é levada à
ebulição e transferida para o sistema filtrante
em pequenas proporções
A operação deve ser feita rapidamente,
evitando a cristalização da acetanilida no filtro
ou no funil.(durante o processo o funil pode
esfriar).
Tomar bastante cuidado durante a
realização!!
Recristalização
• Deve ser feita em um
erlenmeyer para evitar a contaminação por
poeira, ou em um béquer tampado ;
• O resfriamento deve ser lento (a temperatura ambiente) para que
se formem cristais puros e perfeitos, pois se ocorrer o contrário
acontecerá a precipitação e nesta a rede cristalina é formada tão
rapidamente que as impurezas são presas dentro da rede. Por esse
motivo não é utilizado o banho de gelo.
• 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.
Lavagem dos Cristais
Depois que o principal filtrado tiver sido
removido, deve-se lavar os cristais a fim de
remover a “água-mãe” que, na secagem,
contaminaria os mesmos.
O líquido de lavagem será a água (fria) e deve
ser usada na menor quantidade possível.
Aplica-se novamente a sucção e os cristais
são pressionados com um bastão de vidro com
borracha. A lavagem é repetida, caso seja
necessário.
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 (Tem a vantagem de não decompor o produto,
mas é demorado e pode gerar contaminações.
Pode-se, também, utilizar um dessecador a
vácuo na presença de um agente secante (sílica gel) 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.
Correção do ponto de fusão
ΔT =0,00012 (760 - p)(t +273 )
t760 = ΔT + t
Correção do ponto de fusão
Observações
O ponto de fusão teórico da acetanilida é em torno de 114 °C, o
valor encontrado pode ser menor que o valor da literatura.
Tem-se observado valores em torno de 84 °C, devido a
formação de um sistema binário entre água e acetanilida.
Isso significa uma provável presença de impurezas, pois a
mistura de dois sólidos que formam ponto eutético sempre terá
ponto de fusão menor que uma espécie pura.
Efeito da Impureza sobre o P. F.
T
E
M
P
E
R
A
T
U
R
A
Líquido ( A + impureza)
Liquido +
impureza
Liquido +
sólidoA
ºC
Sólido A
A 100 %
Impureza 0 %
+
impureza
mistura eutética
0%A
100 % impureza
VERIFICAÇÃO DO RENDIMENTO
DA ACETANILIDA OBTIDA
massa da acetanilida final x 100
Rendimento =
massa da acetanilida inicial