PURIFICAÇÃO DE SOLVENTES ÉTER ETÍLICO...Fonte: Pavia, D.L. et al. Small Scale Approach to Organic Laboratory Synthesis, 3ª Ed. Condensador A junta entre a cabeça de destilação

Docentes: Profa. Dr. Isabele R. Nascimento

Prof. Dr. Humberto Marcio Santos Milagre

Prof. Dr. José Eduardo de Oliveira

Integrantes : Renan Diego Zanetti

Samir Prioto Tayar

PURIFICAÇÃO DE

SOLVENTES ÉTER

ETÍLICO

1

Retomada da prática passada;

Conceitos sobre a prática a ser realizada;

Fundamentos da Destilação;

Tipos de Destilação;

Destilação Simples;

Aparelhagem

Fontes de aquecimento

Correção do Ponto de Ebulição

Fluxograma

Bibliografia

2

O QUE VEREMOS HOJE?

Solventes orgânicos de diferentes graus de pureza

comercialmente disponíveis;

Seleção do grau de pureza: condicionada à

finalidade de seu emprego, à sua disponibilidade e à

seu custo;

Dependendo do caso, é possível empregar solventes

com pequenas quantidades de água (substância

largamente presente em todos os solventes

orgânicos) ou de outras impurezas ;

ANTERIORMENTE...

Purificação de Solventes – Por que Purificar?

3

Frequentemente mais econômico purificar solvente

de grau comercial, quando impurezas são

inaceitáveis para um objetivo particular, ou quando

grandes volumes de solventes são necessários.

Uso de solventes com grau de pureza apropriados:

Processos de síntese, de isolamento (extração) e de

purificação (recristalização);

Com alto grau de pureza: análises espectroscópicas,

e/ou cromatográficas, etc.

ANTERIORMENTE...

Purificação de Solventes – Qual usar?

4

H2O (comum em solventes orgânicos)

Peróxidos

Etanol (estabilizantes)

ANTERIORMENTE...

Tipos de Impurezas

5

Eliminação da água:

CaCl2 + 6 H20 CaCl2.6H2O

2 Na0 + 2 H2O 2 NaOH + H2

Eliminação do etanol:

2 Na0 + EtOH 2 NaOEt + H2

ANTERIORMENTE...

Reações

6

Formação de peróxidos:

CH3CH2OCH2CH3 + O2 CH3CH(OOH)OCH2CH3

Detecção de peróxidos:

KI + HCl + peróxido I2 (solução amarelo-castanho)

ANTERIORMENTE...

Reações

7

Objetivo:

- Remover impurezas sólidas de uma solução.

- Coletar o produto sólido que que tenha sido

precipitado ou cristalizado.

Tipos de Filtração:

- Filtração por gravidade

- Filtração á vácuo

ANTERIORMENTE...

Filtração - Técnica

8

ANTERIORMENTE...

Filtração - Técnica

9

Por que Preguear o Filtro?

R: Aumenta a velocidade de

filtração, pois aumenta a área

superficial do filtro e também

equaliza a pressão dentro do

recipiente.

Fonte: Pavia, D.L. et al. Small Scale Approach to Organic Laboratory Synthesis, 3ª Ed.

PRÁTICA

Tabela de Constantes

10

PRÁTICA

Toxicidade

11

Inalação

Levar a pessoa para o ar fresco.

Se não respirar, dar respiração artificial.

Pele

Lavar com muita água.

Olhos

Lavar cuidadosamente com muita água, no

mínimo por 15 minutos.

Ingestão

NÃO provocar vômitos.

PRÁTICA

Primeiros Socorros – Éter etílico

12

PRÁTICA

Primeiros Socorros – Sódio Metálico

13

Inalação

Se for respirado, levar a pessoa para o ar fresco. Se não respirar, ministrar respiração artificial.

Pele

Despir imediatamente a roupa e os sapatos contaminados. Lavar com sabão e muita água.

Olhos

Lavar cuidadosamente com muita água, durante pelo menos quinze minutos.

Ingestão

NÃO provocar vomitos. Nunca dar nada pela boca a uma pessoa inconsciente. Enxaguar a boca com água.

14

PRÁTICA

Descarte

Para o processo de destilação é importante saber o

conceito de pressão de vapor e como ele influencia

no curso da técnica.

Quando se tem um líquido em um recipiente

fechado, existe um equilíbrio entre esse líquido o

seu respectivo vapor.

15

PRESSÃO DE VAPOR

Como pode-se

notar no gráfico ao

lado, a pressão de

vapor de um

líquido aumenta

com a temperatura

16

Fonte: Pavia, D.L. et al. Small Scale Approach to Organic Laboratory

Synthesis, 3ª Ed.

PRESSÃO DE VAPOR

Gráfico de

Temperatura por

Composição para

uma solução ideal

A temperatura de

ebulição, assim

como a pressão de

vapor de uma

mistura de

líquidos, varia com

a composição.

17 Fonte: Pavia, D.L. et al. Small Scale Approach to Organic Laboratory

Synthesis, 3ª Ed.

DIAGRAMA DE FASES

Nem todas as soluções apresentam

comportamento “ideal”, logo seus diagramas de

fases apresentam azeótropos de máximo ou de

mínimo conforme o tipo de interação presente

nos líquidos.

18

DIAGRAMA DE FASES

19


DIAGRAMA DE FASES

A destilação é o processo de vaporizar um líquido, condensar o vapor e coletar o condensado em um recipiente diferente.

Essa técnica é muito útil para separar uma mistura de líquidos quando os componentes têm pontos de ebulição diferentes ou quando um componente não destila .

POR QUE DESTILAR?

20

Destilação simples

Destilação fracionada

Destilação por arraste a vapor

Destilação sob pressão reduzida

TIPOS DE DESTILAÇÃO

21

Quando se tem dois líquidos com temperaturas de

ebulição muito próximas, como benzeno e tolueno, a

destilação simples não é muito efetiva pois não

consegue separar os dois líquidos totalmente, onde

sempre haverá uma fração de um dos componentes

no outro.

DESTILAÇÃO FRACIONADA

22


23 Fonte: Pavia, D.L. et al. Small Scale Approach to Organic Laboratory Synthesis, 3ª Ed.


Exemplo de coluna de

destilação que estabelece

sucessivos equilíbrios

líquido-vapor

24

Fonte: Pavia, D.L. et al. Small Scale

Approach to Organic Laboratory

Synthesis, 3ª Ed.



Destilação por arraste a vapor



25

Empregada para destilar substâncias que se

decompõe nas proximidades de seus pontos de

ebulição e que são insolúveis em água ou nos seus

vapores.

Esta operação baseia-se no fato de que, numa

mistura de líquidos imiscíveis, o ponto de ebulição

será a temperatura na qual a soma das pressões

parciais dos vapores é igual à da atmosfera.

DESTILAÇÃO POR ARRASTE A VAPOR

26



Destilação por arraste



27

A destilação a vácuo (ou pressão reduzida) é usada

quando compostos têm alto ponto de ebulição.

Alguns compostos frequentemente se decompõe nas

temperaturas necessárias para a destilação na

pressão atmosférica.

A destilação a vácuo é utilizada no caso de

compostos que podem reagir com o O2.

DESTILAÇÃO A PRESSÃO REDUZIDA

28

Em uma mistura de líquidos, a

pressão de vapor total depende de

do valor de cada pressão parcial.

Para isso deve-se usar:

Nα.Lα=Nβ.Lβ


29

Fonte: Atkins' Physical

Chemistry, 8ª Ed

Um líquido entra em

ebulição quando sua

pressão de vapor se

iguala á pressão

ambiente. Logo, para

fazer um líquido entrar

em ebulição a

temperatura menor,

basta diminuir a

pressão ambiente, com

uma bomba de vácuo.


30

Fonte: Pavia, D.L. et al. Small Scale Approach to

Organic Laboratory Synthesis, 3ª Ed.



Destilação por arraste



31

Só tem aplicação para separar um líquido de

impurezas não voláteis (em solução no líquido), um

solvente usado numa extração, ou,

excepcionalmente, para separar líquidos de pontos

de ebulição muito diferentes (>80°C).

DESTILAÇÃO SIMPLES

32


Aparelhagem

33



Synthesis, 3ª Ed.


Aparelhagem

34

Cabeça de Destilação

Tem a função de dirigir os

vapores da destilação para o

condensador e permite a ligação

do termômetro pelo adaptador do

termômetro.



Aparelhagem

35



Synthesis, 3ª Ed.

Adaptador de Termômetro

Composto de duas partes: uma

junta de vidro com uma

perfuração no topo e um

adaptador de borracha que se

ajusta na perfuração, o

termômetro pode ser ajustado

por deslizamento.


Aparelhagem

36

Fonte: Pavia, D.L. et al. Small Scale Approach to Organic Laboratory Synthesis, 3ª

Ed.

Condensador

A junta entre a cabeça de destilação e o condensador de água é a que tem a maior probabilidade de vazamento em toda a aparelhagem.

O ângulo da junta, nem vertical, nem horizontal também torna mais difícil a ligação correta.

O condensador só encherá de água se for cheio de baixo para cima.

Se a aparelhagem for deixada abandonada por muito tempo, prender as mangueiras com fio de cobre.


Aparelhagem

37



Synthesis, 3ª Ed.

Balão de Coleta

O balão de coleta, usualmente um balão de fundo redondo, recebe o líquido destilado.

Obs: Se o líquido for muito volátil, e existir o perigo de perdas por evaporação, é aconselhável esfriar o balão de coleta em banho de água e gelo.


Aparelhagem

38

Balão de Destilação

O balão de destilação deve

ser de fundo redondo pois foi

desenhado para resistir ao calor

necessário para aguentar o

processo de ebulição (pois oferece

uma superfície máxima de

aquecimento)

Coloca-se a amostra no

balão, enchendo-o até o máximo

de 2/3 de sua capacidade.


Approach to Organic Laboratory Synthesis,

3ª Ed.


Aparelhagem

39

Balão de Destilação

Quando o balão fica cheio acima dos 2/3 de sua capacidade, isso restringe o processo de ebulição e provoca solavancos.

A área do líquido em ebulição deve ser a maior possível para melhorar o processo de ebulição. Porém a retenção é excessiva.

Obs: Retenção é a quantidade de material que não pode ser destilado por que um pouco do vapor tem de encher o balão vazio. Ao esfriar este material volta para o Balão


Aparelhagem

40

São pequenos pedaços de material poroso que produzem um

fluxo constante de pequenas bolhas de vapor quando

aquecidos em um solvente. Isso reduz a tendência do líquido

em superaquecer e promove a ebulição suave do líquido


Pedras de Ebulição

41

Existem dois tipos comuns:

-Lascas de Carborundo (inerte)

-Lascas de Mármore (mais

barata)

As pedras de ebulição devem ser adicionadas para

evitar “solavancos” e permitir um aquecimento

homogêneo da solução.


Pedras de Ebulição

CUIDADO!!!! Se a pedra de ebulição for colocada

em um líquido superaquecido ela

poderá entrar em “erupção”, e

quebrar a aparelhagem, espalhando

o solvente quente.

42

O termômetro é

fixado por um suporte

na vertical que deve

ser ajustado de forma

que o bulbo de

mercúrio fique abaixo

da saída lateral


Aparelhagem - Termômetro

43

Fonte: Pavia, D.L. et al. Small Scale Approach to Organic Laboratory

Synthesis, 3ª Ed.


Aparelhagem - Termômetro

44

BICO DE GÁS

É utilizado somente quando não se trabalha com substâncias inflamáveis e para temperaturas de ebulição acima de 180°C.

Entre o bico e o frasco, interpõe-se uma tela de amianto, para que o aquecimento seja mais uniforme.


Fontes de Aquecimento

45

BANHO MARIA

Utilizado para líquidos de

baixo ponto de ebulição – até

60ºC.



46

MANTA ELÉTRICA

O aquecimento é obtido por uma

resistência elétrica a qual se

encontra envolvida por algodão de

vidro.

Deve ser usada exclusivamente

para aquecer balões, de

preferência, de fundo redondo.



47

BANHO DE ÓLEO

Utilizado quando é

necessário aquecer entre

60º a 180ºC.



48

Para o bom andamento da prática alguns cuidados devem ser tomados:

Colocar Pedras de ebulição antes de iniciar o aquecimento;

A fonte de aquecimento deve ser a manta e não o bico de bunsen;

O Balão a ser utilizado deve ter um volume de 500 ml;

Verificar junções da aparelhagem para evitar o escape de vapores;

Nunca deixar a destilação ir à secura; pode levar à quebra do balão e/ou formação de produtos de difícil remoção. De extremo perigo se ainda houver peróxidos presentes!!

49


Cuidados!!

Quando a pressão do local onde o experimento foi

realizado for diferente de 760 mmHg, torna-se necessário

corrigir a temperatura de ebulição.

∆T = 0,00012.(760 - P).(T + 273),

para líquidos não-associados (apresentam interações

intermoleculares fracas p.ex.: éter)

∆T = 0,00010.(760 - P).(T + 273)

para líquidos associados (interações intermoleculares são

ligações de hidrogênio p.ex.: água, álcoois, ácidos, etc)



50

Onde ΔT é a correção, em ºC, a ser aplicada ao ponto de ebulição observado

T: temperatura de ebulição observada no laboratório;

P: pressão barométrica local;

T760: temperatura de ebulição a 760 mmHg (ponto de ebulição normal)

Temperatura corrigida:

T760 = ΔT + T



51

A pressão local e a pressão ao nível do

mar possuem diferenças que são

minimizadas pela correção do ponto de

ebulição.


Correção do Ponto de Ebulição – Por que Corrigir?

52

Para se determinar pontos de ebulição de

líquidos usa-se o nomógrafo, uma espécie de

régua de cálculo, que permite fazer uma

estimativa do ponto de ebulição em função da

pressão.

Ele relaciona o ponto de ebulição normal de uma

substância (escala B) com pontos de ebulição à

pressão reduzida (escalas A e C)


Leitura do Ponto de Ebulição

53


Leitura do Ponto de Ebulição

54



Synthesis, 3ª Ed.

DESTILAÇÃO SIMPLES - PRÁTICA

Fluxograma

solução etérea (éter etílico,

NaOH, Na, NaOEt CaCl2,)

Filtrar com papel pregueado

55

Filtrado (éter etílico, NaOH,

NaOEt) Resíduo (Na, CaCl2)

recolher em balão de 500 ml Descartar

(Filtração Simples)


Fluxograma

56

Resíduo (NaOH, éter etílico,

NaOEt)

Destilar o éter através de uma

destilação simples

Destilado (éter etílico)

Recolher destilado (éter) em

kitassato ou outro balão de

destilação

Anotar a pressão do laboratório

(Destilação Simples)


Fluxograma

57

Determinar o volume de éter obtido

Corrigir Temperatura de Ebulição e

comparar com a literatura

PAVIA , D.L. ; LAMPMAN, G.M.; KRIZ, G.S. ; ENGEL, R.G. Química Orgânica

Experimental : Técnicas de escala pequena. 2ed. Por to Alegre: Bookman,

2009. p. 549 a 555, 606, 614 a 616, 623 a 628, 632 a 638, 641 a 645, 649.

http://cempeqc.iq.unesp.br/Jose_Eduardo/Blog/Puri fica %C3%A7%C3%A3o%2

0de%20Solventes%20Org%C3%A2nicos%20(%C3%89ter%20Et%C3%ADlico) .pd

f – v isualizado dia 31/08.

http://www.oswaldocruz .br/download/fichas/%C3%89ter%20et%C3%ADlico20

03.pdf – vizualizado dia 31/08.

LIDE, D. R. CRC Handbook of Chemistry and Physics. 89 ed. Boca Raton: CRC

Press LLC, 2000. p. 3-168, 4-54, 4-68, 4-69, 4-90, 4-92.

http://www.iq.unesp.br/Home/normas-residuos.pdf- visualizado dia

12/09/2013

BIBLIOGRAFIA

58

PAVIA , D.L. ; LAMPMAN, G.M.; KRIZ, G.S. ; ENGEL, R.G. Small Scale Approach to

Organic Laboratory Synthesis , 3ª Ed. 2011. p. 505 a 629; 720 a 769.

http://www.bbquimica.com.br/bbq/produtos/content/hidroxido_sodio .pdf

acessado em 12/09/13

http://www.vetecquimica .com.br/home/detalhes/41914/fispq acessado em

12/09/13

http://sites.f fclrp .usp.br/cipa/fispq/Hidroxido%20de%20sodio.pdf acessado

em 12/09/13

http://sites.f fcl rp.usp.br/cipa/fispq/Sodio.pdf acessado em 12/09/13

http://sites.f fcl rp.usp.br/cipa/fispq/Etr%20eti l ico.pdf acessado em

12/09/13

BIBLIOGRAFIA

59

http://sites.ffclrp.usp.br/cipa/fispq/Hidroxido de sodio.pdf

















http://sites.ffclrp.usp.br/cipa/fispq/Etr etilico.pdf

http://sites.f fclrp .usp.br/cipa/fispq/Cloreto%20de%20calcio .pdf acessado em

12/09/13

http://sistemasinter.cetesb.sp.gov.br/produtos/ficha_completa1 .asp?consulta

=CLORETO%20DE%20C%C1LCIO acessado em 18/09/13


=%C9TER%20DIET%CDLICO acessado em 18/09/13


=S%D3DIO acessado em 18/09/13


=HIDR%D3XIDO%20DE%20S%D3DIO acessado em 18/09/13


=%C1CIDO%20SULF%DARICO acessado em 18/09/13

BIBLIOGRAFIA

60

http://sites.ffclrp.usp.br/cipa/fispq/Cloreto de calcio.pdf

















Constantes Físicas e Periculosidade

Fluxograma da Prática

solução etérea (éter etílico, Na, NaOH, CaCl

2,)

Filtrar com papel pregueado

Filtrado (éter etílico, NaOH) Resíduo (Na, CaCl2)

recolher em balão de 500 ml Descartar

Resíduo (éter etílico, NaOH)

Destilar o éter através de uma destilação simples

Destilado (éter etílico)

Recolher destilado (éter) em kitassato ou outro balão de

destilação

Anotar a pressão do laboratório

Determinar o volume de éter obtido

Corrigir Temperatura de Ebulição e comparar com a

literatura

(Filtração Simples)

(Destilação Simples)

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