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RECRISTALIZAÇÃO e PURIFICAÇÃO da ACETANILIDA
Fluxograma genérico para escolha do Solvente( testar água, etanol e clorofórmio )
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
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
10. Lavarg com água gelada várias vezes (quanto melhor esse procedimento mais puros serão os cristais obtidos.11. Deixar secar no próprio funil deixando a sucção ligada.1 Justifica-se pelo fato que não há soluto nem totalmente solúvel nem insolúvel
Cristais de Acetanilidapurificados
traços ( Ác. Acético, Anilina e Acetato de
Sódio2 )
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 por uma semana.13. Pesar a amostra e calcular o rendimento.14. Determinar o ponto de fusãoi da Acetanilida utilizando o aparelho do laboratório.
Cristais de Acetanilida devidamenteembalado e rotulado
2 presença de traços depende do operador
SolventeUm bom solvente deve
dissolver uma grande quantidade de soluto em temperatura elevada ou mesmo no ponto de ebulição, e dissolver pouco do mesmo soluto quando estiver a temperatura ambiente ou temperatura mais baixas, (quanto mais insolúvel a temperatura ambiente melhor).
Características do solvente:• Ser facilmente removido quando o composto purificado for secado.• Permitir uma boa formação dos cristais (Recristalização)• Não reagir quimicamente com a substância a ser purificada
A escolha do melhor solvente não é um procedimento fácil de realizar. A melhor maneira de se escolher o solvente adequado é realizar testes preliminares em tubos de ensaios
com 0,1 g de material a ser recristalizado e dissolve-lo no
solvente que está sendo testado, repetindo este procedimento para
vários tipos de solventes. Um solvente muito pouco solúvel deve ser descartado porque por
exemplo se for gasto 0,8 g/100mL para dissolve-lo, amostras maiores
precisaria de uma quantidade enorme de solvente, o que tornaria
inviável à prática.
O solvente então que diluir o soluto no ponto de ebulição e permitir uma
boa Recristalização poderá ser escolhido. Deve-se tomar cuidado para não escolher um solvente que tenha ponto de ebulição mais alto que o composto a ser cristalizado,
pois o composto pode se fundir formando uma espécie de óleo que
não se recristaliza quando o solvente esfriar, formando um líquido
super resfriado, se isso ocorrer, deve-se então tentar dissolver
novamente o óleo e deixar resfriar novamente para tentar a
Recristalização.
Soluções supersaturadas ou certos tipos de impurezas também
provocam a formação desse óleo, por exemplo a acetanilida em água
numa concentração maior que 5,5 % pode formar o óleo.
Um solvente com baixo ponto de ebulição permite ser removido com mais facilidade do soluto purificado depois de filtrado e lavado. Se for
muito volátil deve se tomar os devidos cuidados.
Deve-se levar em conta também a toxidade do solvente.
Procedimento experimentalTestar os solventes: Água, etanol,
éter, clorofôrmio, acetona e benzeno.
• Pode ser feito o teste em grupos ou individual.
• Separar 0,1 g de amostra por tubo para realizar o teste.
• Adicionar o solvente gota a gota e verificar sua solubilidade a frio, adicionar até aproximadamente
1mL. • Se não diluir, aquecer até a
ebulição, (tomar cuidado com os solventes voláteis, pois estes não
podem ser trabalhados diretamente com o bico de gás, e sim usar uma manta aquecedora ou banho maria).
Se com pequeno aquecimento já se dissolver, pode-se descartar o
solvente, mas se não dissolver, quando chegar no ponto de ebulição adicionar solvente até a dissolução,
se completar aproximadamente 3 mL, caso ainda não dilua o
composto, também descarta-se o solvente pois é pouco solúvel
naquele solvente.• Se dissolver deixar esfriar para
verificar se ocorre Recristalização, pode-se atritar com um bastão de
vidro não polido para auxiliar a Recristalização.
pe pf Solubilidade Observaçõesem água
Água A ser usada destilada 100 0 +sempre
que for apropriada
Metanol 65 * + Inflamável
Etanol 78 * + Inflamávelabsoluto
Etanol 95% 78 * + Inflamável
Benzeno 80 5 - Inflamável e tóxico
Cloroformio 61 * - Não inflamável, vapores tóxicos
Ac. Acético Não muito flamável, (glacial) 118 17 + vapores irritantes
Dioxano 101 11 + Inflamável
Acetona 56 * + Inflamável
pe e pf estão expressos em ºC
Dissolução da amostra
Escolhido o melhor solvente, deve-se então pesar uma porção da
amostra e dissolver no solvente a quente. Deve-se minimizar as perdas de soluto saturando ao
máximo a solução, mas tomando cuidado para não formar o óleo.
Coloca-se o soluto num erlenmeyer com uma quantidade de solvente
ligeiramente menor do que a quantidade necessária para
dissolução. Quando estiver em ebulição, adiciona-se pequenas quantidades de solvente até a
dissolução se complete.
Deve-se porem tomar cuidado para não confundir impurezas sólidas insolúveis e fibra de papel com a
substância, pois isso levaria a adição de mais solvente e
diminuindo o rendimento da Recristalização, o teste preliminar de
escolha do solvente ajudará a reconhecer como são as impurezas
insolúveis.Quando o solvente for muito volátil,
inflamável, toxico ou caro aconselha-se usar um condensador
de refluxo.Usar também pedras de porcelana para evitar ebulição intensa com
arraste de líquido que comprometeria todo o procedimento.
Carvão ativo (descoramento)
Quando a substância se dissolveu por completo, usa-se o carvão ativo para eliminar impurezas coloridas e
materiais resinosos. Usa-se uma pequena quantidade de carvão ativo, pois o excesso pode
adsorver também a substância a ser cristalizada.
A quantidade ideal é em torno de 1 a 2 % do total pesado da amostra, se
não for suficiente vai- se adicionando mais 0,5 % até que
limpe todas as impurezas.
Deve-se ter o CUIDADO para não colocar carvão ativo sobe a solução em ebulição, pois provocaria uma
ebulição tumultuosa da solução levando ao derramamento e perda
de material.Tomar cuidado também com o pómuito fino do carvão ativo pois faz mal aos pulmões quando inalado.
Tipos de carvão ativo:Animal: mais baratos, porém não tão
eficaz.Carvão obtido da madeira vendidos
com as marcas, Norit* (obtido de madeira de vidoeiro), Darco*,
Nuchar*.
Filtração por gravidadeFiltração efetuada para separar a solução com amostras dissolvidas
das impurezas insolúveis de do carvão ativo. Deve ser feita de
maneira rápida e eficiente para não ocorrer cristalização no papel de filtro que além de perder material
pode obstruir o funil.Para a filtração por gravidade
precisa se de um funil de colo longo, papel de filtro pregueado e o
recipiente para receber o filtrado.A solução pode esfriar enquanto
está sendo filtrada, para evitar uma cristalização precoce pode se tomar
algumas precauções:
• Colocar uma quantidade extra de solvente, lembrando que depois da
filtração o excesso de solvente deve ser removido por evaporação• Aquecer o funil com solvente
quente (que será descartado logo após a operação), antes de realizar
a filtração e depois filtrar rapidamente mantendo o funil
aquecido com um banho-maria especial para funil.
• Usa- se um funil sem colo, e quando aquece-lo ao invés de
recolher o filtrado no erlenmeyer, faz-se num becker (vide fig. 01).
Se mesmo assim começar a ocorrer cristalização, pequenas quantidades de solvente devem
ser adicionadas sobre o funil, para dissolver os cristais, lembrando
sempre de remover as quantidade extras de solventes depois de
filtrar.O uso da manta ou banho maria érecomendado principalmente no
caso de solvente voláteis e inflamáveis.
Recristalização
A Recristalização é um processo lento e delicado. Depois de filtrar,
ajusta-se a quantidade de solvente e deixa-se esfriar para recristalizar.
Melhor se for feito em um erlenmeyer para evitar contaminação por pó.
A taxa de resfriamento é que determina o tamanho dos cristais, se quiser obter cristais grandes, deixa-se resfriar lentamente, não esquecendo que cristais muito
grandes facilitam a oclusão e se quiser obter cristais pequenos,
lembrando também do risco de obstruir o funil e dificuldade de
lavagem além de que um resfriamento rápido provoca o
arraste de impurezas junto com a precipitação dos cristais.
O ideal seria obter cristais entre 2 a10 mm.
Eventuais problemas durante a recristalização.
Eventuais problemas com a Recristalização
Substância com baixo ponto de fusão, se forem recristalizados rapidamente podem também
formar o líquido oleoso. Se isso acontecer dissolva novamente
adicionando um pouco de solvente e aquecendo novamente a solução agitando bastante até a
dissolução da substância.Deixar resfriar novamente
lentamente sob agitação atéformar os primeiros cristais.Se formar o óleo devido a
impurezas e a Recristalização falhar, usa-se novamente carvão
ativo e tenta-se novamente a Recristalização.
Também pode acontecer dos cristais resistirem a cristalização,
isso ocorre quando a solução estámuito saturada ou está sendo impedida por impurezas como alcatrão ou outra substância
viscosa que age como um colóide protetor.
Deve-se então induzir a cristalização
• Arranha-se a parede do frasco com um bastão de vidro não polido ou adiciona-se um pequeno cristal de acetanilida pura (semente) para
iniciar a nucleação.
•Para obter os cristais retira-se algumas gotas da solução coloca-
se numa lâmina e força-se a cristalização por resfriamento
rápido, ou utiliza-se de pequenos pedaços da amostra original ou de compostos já purificados e
guardados.
• Resfria-se a solução em banho de gelo.
Lembrando que se o solvente for volátil, usa se o condensador
de refluxo para evitar evaporação.O tempo ideal para Recristalização pode variar de 10 min a horas ou de
um dia para o outro
Filtração a vácuoTem-se um aumento no fluxo de
filtrado devido a sucção provocado pelo vácuo.
O papel de filtro deve ser cortado no tamanho exato do diâmetro do funil, para evitar perda de vácuo e par que não passe material sem
filtrar.Molha-se o papel de filtro com solvente gelado antes de filtrar, para que o papel aderir ao funil.O vácuo é feito com o auxilio de
uma bomba d’água, mantendo um frasco no meio como armadilha
para evitar que puxe água para a solução caso a pressão da água
caia.
Quando a solução é vertida totalmente no funil pode-se
aumentar o vácuo e aguardar a filtração. Com respeito ao
material recristalizadoDeve-se atentar para que a
solução e os cristais não encha mais que meio funil.
Despeja-se primeiramente o sobrenadante , depois o restante da solução e os cristais devem se agitados e vertido de uma vez, o restante é retirado com o auxilio de uma bagueta com ponta de
borracha e depois lavado com um pouco da água mãe filtrada ou
solvente gelado para retirar todos os cristais do frasco.
Procedimento experimental
• Recorte o papel de filtro exatamente do tamanho da boca
do funil de buchner• Acione a bomba de vácuo• Importante colocar entre o
kitassato e a bomba de vácuo um frasco como armadilha, para evitar que seja aspirado água caso caia a pressão de água.
• Recolher o restante dos cristais com uma bagueta de ponta de
borracha• Lave o restante com um pouco de água mãe ou solvente gelado
Lavagem dos Cristais
Depois de filtrado a substância, antes da secagem é preciso lavar
a substância para evitar que impurezas dissolvidas na solução que encharca os cristais fiquem aderidas nos cristais quando o
solvente evaporar.Faz-se a lavagem com um
solvente limpo e gelado, podendo ser lavado por 2 vezes se a
substância não for muito solúvel no solvente gelado. Se os cristais não estiverem amontoados num
bolo sólido,.
pode-se fazer vácuo normalmente para auxiliar a lavagem, Uma boa
alternativa para uma segunda lavagem é usar um solvente mais volátil e miscível com o primeiro e que não dissolva os cristais a frio,
pois sua melhor evaporação facilitará a secagem dos cristais.
Deixa-se então os cristais secando com passagem de ar, éaconselhável cobrir o funil com um papel de filtro para evitar
contaminação com pó
Procedimento Experimental
• Fazer a lavagem com solvente gelado para eliminar impurezas
no solvente.• Lavar 2 vezes, verificar
condições dos cristais para decidir a intensidade de vácuo a ser
usado.• Deixa-se ficar passando ar para
secagem do solvente• Prepara-se para a secagem
Secagem
Um método comum é colocar em um vidro relógio e secar ao ar
livre. Este método tem a vantagem de não se correr o risco
de decompor o produto, mas édemorado alem de substância higroscópicas certamente se
hidrolizarem no contato com o ar atmosférico.
Outra maneira, talvez a melhor éutilizar um dessecador a vácuo na presença de um agente secante.
Precauções no uso do dessecador
Cuidado com amostras que sublimam facilmente
Cuidado para não implodir o dessecador, então por medida de
segurança deve-se usar uma gaiola protetora
Para tornar o dessecador livre de ar, untar a superfície
esmerilhada da tampa e do corpo com vaselina.
Usar um kitassato de segurança entre o dessecador e a
bomba de vácuo.
Maneira universal de encher um dessecador
Coloca-se o secante na reentrância no fundo do
dessecador, cobrindo-o com uma chapa porcelana perfurada. Quando o solvente for éter, clorofórmio, tetracloreto de
carbono, benzeno, tolueno e vapores similares, deve-se colocar aparas de parafina recentemente cortadas sobre o secante sólido.
Hidróxido de sódio, cloreto de cálcio, sílica gel, pentóxido de
fósforo ou ácido sulfúrico podem ser utilizados como secantes.
Ao usar o dessecador sob vácuo, coloca-se a substância com um
vidro relógio invertido para impedir que cristais pequenos sejam
varridos do dessecador.
Procedimento experimental
Depois que a substância já secou bem no funil de Buchner, retira-se
os cristais e leva-se a um dessecador a vácuo para secar.• Pode se colocar dentro de uma placa de Petri ou dentro de dois
vidros relógios sendo um invertido.• Para finalizar pesar a amostra e
determinar o ponto de fusão.
Teoria do ponto de fusãoO ponto de fusão de um sólido
cristalino é a temperatura na qual o sólido começa a se tornar um líquido sob a pressão de uma
atmosfera.Um composto orgânico cristalino puro tem um ponto de fusão bem definido com um intervalo menor
de 0,5 ºC, presença de impurezas miscíveis ou
parcialmente miscíveis faz com que essa diferença entre a
primeira formação do líquido e a fusão total aumenta bastante,
também causa o início do ponto de fusão a uma temperatura mais
baixa.
Um composto com alto grau de pureza tem um ponto de fusão bem
definido, com exceção de ser um mistura eutética onde dois sólidos passam para do estado sólido paro o estado líquido ao mesmo tempo
apenas em duas fases.O ponto de fusão é usado como
critério para avaliar o grau de pureza de um composto, ou ajudar na sua
identificação através de comparações com tabelas de pontos
de fusão
Métodos de determinar o ponto de Fusão
Há vários métodos de determinar o ponto de fusão, entre eles temos via experimentos e aquecimentos
da solução em banho com substância com ponto de ebulição maior, ou aparelhos de resistência
elétrica equipados com termômetros.
Um método comum é o de aquecer uma pequena quantidade de
substância que está num tubo capilar, próximo a um termômetro dentro de um banho num líquido que tenha um ponto de ebulição maior que o ponto de fusão da
substância.
Outro método é utilizando um aparelho aquecido eletricamente.
Determina até 2 capilares simultaneamente, um bloco de
cobre com buracos para capilares e o termômetro enrolado por um fio de resistência elétrica coberto
por um vidro.Pode-se manter vários velocidade
de aquecimentos.Há um aparato para se observar o momento em que ocorre o ponto de fusão, onde os capilares são
iluminados por um luz de 6V
Procedimento experimental• Pesa-se a amostra e calcula-se o
rendimento• Aquece-se um ou dois capilares num bico de bunsen para fechar
uma das pontas• Coloca-se acetanilida
pressionando a ponta da acetanilida contra o cristal desde
que esteja finamente dividido.• Soca-se deixando o capilar correr
por um tubo de vidro com aproximadamente 50 cm
• Coloca-se o capilar e determina-se o ponto de fusão, ou se ainda
estiver impuro o intervalo de fusão.
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