Prática 2 - Caracterização de compostos orgânicos

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE CIÊNCIAS DEPARTAMENTO DE QUÍMICA ORGÂNICA E INORGÂNICA DISCIPLINA ORGÂNICA EXPERIMENTAL PRÁTICA 02 – CARACTERIZAÇÃO DE GRUPOS FUNCIONAIS I E II LAÍS NEVES LEORNE – 0267967 PROFº: NILO DATA: 17/03/2010 FORTALEZA INTRODUÇÃO CARACTERIZAÇÃO DE HIDROCARBONETOS A ligação múltipla é o grupo funcional reativo em alcenos e alcinos devido à pronta disponibilidade dos elétrons  podendo sofrer uma série de , reações químicas incomuns em outras classes de substâncias orgânicas. Usualmente, os testes de insaturação mais utilizados para determinar a presença de uma ligação múltipla em amostras orgânicas são os testes de adição de bromo e oxidação com permanganato (teste de Bayer). TESTE COM SOLUÇÃO DE BROMO EM TETRACLORETO DE CARBONO Ligações múltiplas de acenos e alcinos descoram a solução de bromo em tetracloreto de carbono devido à formação de dibrometo ou tetrabrometo, incolores. Ligações múltiplas conjugadas com grupos carbonílicos (C=C-C=O) nas condições da realização do teste de adição de bromo, geralmente manifestam resultado negativo. TESTE DE BAYER O teste de Bayer consiste no descoramento da solução de permanganato de potássio pela ligação múltipla de um alqueno ou alquino, com formação de um precipitado marrom (MnO2). CARACTERIZAÇÃO DE ÁLCOOIS TESTE DE LUCAS O chamado teste de Lucas é a reação de álcoois com solução de ácido clorídrico e cloreto de zinco, com a formação de cloreto de alquila. A reação ocorre com a formação de um carbocátion intermediário. Forma-se mais rapidamente o carbocátion mais estável e, a reatividade de álcoois aumenta na seguinte ordem: primário  secundário terciário  alílico  benzílico. O teste de Lucas é indicado somente para álcoois solúveis em água. CARACTERIZAÇÃO DE ÉSTERES TESTE COM CLORETO DE HIDROXILAMÔNIO Os ésteres de ácidos carboxílicos são normalmente caracterizados pela reação com hidroxilamina e cloreto férrico. O éster reage com cloreto de hidroxilamônio (cloridrato de hidroxilamina), em meio básico, para dar o sal do ácido hidroxâmico. Este se converte, em meio ácido, em ácido hidroxâmico, que por sua vez, reage com cloreto férrico, produzindo um complexo de coloração violácea. A cor varia em intensidade, dependendo do éster. Os cloretos de ácido, os anidridos, as aminas, o ácido fórmico e algumas amidas também formam complexos coloridos com os reagentes citados acima. Compostos nitrados alifáticos interagem com cloreto férrico em meio básico. Este teste não é recomendado para compostos que contenham grupos capazes de formar complexos coloridos com cloreto férrico. Dentre estes grupos, destacam-se a hidroxila de fenóis e a forma enólica de certos aldeídos e cetonas. Por este motivo, costuma-se fazer um ensaio preliminar, utilizando apenas cloreto férrico. CARACTERIZAÇÃO DE ALDEÍDOS E CETONAS TESTE COM 2,4-DINITROFENILIDRAZINA Os aldeídos e cetonas reagem com a 2,4-dinitrofenilidrazina em meio ácido para dar 2,4-dinitrofenilidrazonas, usualmente como um precipitado de coloração amarelo-avermelhada. O produto tem, na maior parte dos casos, um ponto de fusão definido, o que permite caracterizar o aldeído ou cetona original. ENSAIO DE TOLLENS Este ensaio permite a distinção entre aldeídos e cetonas. A oxidação do aldeído pelo reagente de Tollens fornece um precipitado de prata elementar que aparece como um espelho nas paredes do tubo de ensaio. As cetonas não reagem. TESTE DO IODOFÓRMIO Este ensaio é positivo com amostras que contêm os grupos CH3CO-, ou CH2ICO-, ou CHI2CO-, ligados a um átomo de hidrogênio ou um átomo de carbono que não tem hidrogênios muito ativos, ou grupos que contribuem com um grau excessivo de impedimento estéreo. O ensaio permite a distinção entre cetonas (RCOR) e metilcetonas (RCOCH3). As substâncias que contêm um dos grupos mencionados não darão iodofórmio se o grupo for destruído pela ação hidrolítica do reagente, antes da iodação se completar.O ensaio do iodofórmio será positivo, como é claro, com compostos que reagem com o reagente teste e formam um derivado que contem um dos grupos mencionados acima. OBJETIVOS Caracterizar e identificar hidrocarbonetos através do teste de bromo e teste de Bayer, alcoóis utilizando teste de Lucas, ésteres e anidridos de ácido com o teste do ácido hidroxâmico e aldeídos e cetonas realizando os testes com a 2,4-dinitrofenilhidrazina, teste de Tollens e teste do halofórmio. MATERIAIS E MÉTODOS Na primeira parte da prática, foram colocados em tubos de ensaios amostras de soluções, as quais gostariam de caracterizar e identificar os compostos orgânicos majoritários. Para realizarmos o teste de bromo foi colocado amostras 1, 2 e 3 em três tubos de ensaio. Após isso, adicionamos a solução de bromo e observamos. Vimos que a amostra 1 descorou rápido, a amostra 2 não descorou e a amostra 3 descorou com o tempo, após incidência de luz. No teste de Bayer, as mesmas três amostras foram colocadas em três novos tubos. Adicionamos solução de permanganato de potássio em cada um e observamos. Vimos que na amostra 1 formou um precipitado marrom e nas outras nada aconteceu. No teste de Lucas, foram colocadas em três tubos de ensaio gotas das amostras 4, 5 e 6. Colocamos reagente de Lucas em cada um dos tubos e verificamos que nada ocorreu nas amostras 4 e 5, enquanto na 6 houve a formação de um precipitado branco. Já para o teste do ácido hidroxâmico, colocamos gotas da amostra 7 em um tubo de ensaio. Adicionamos cloridrato de hidroxilamina e hidróxido de sódio. Aquecemos brandamente e esperamos esfriar. Quando fria, adicionamos ácido clorídrico e etanol, para retirar a turbidez da mistura. E, por fim, adicionamos cloreto férrico e observamos. Vimos que após aquecimento, houve uma mudança na coloração da mistura de incolor para violeta. Na segunda parte da prática, foram colocados em três tubos de ensaio gotas de 2,4-dinitrofenilhidrazina e adicionamos as amostras A, B e C em cada um. E vimos que o teste deu positivo para os três, pois houve a formação de precipitado amarelo em todos eles. No teste de Tollens, foi preparada a solução de Tollens com a mistura de nitrato de prata, hidróxido de sódio e hidróxido de amônio, e obtivemos uma mistura incolor. Dessa solução, colocamos gotas das amostras A, B e C em três tubos de ensaio e adicionamos o reagente de Tollens preparado. O teste seria positivo se formasse um espelho de prata e este, foi formado somente na amostra A. Já para o teste do halofórmio, as três amostras contidas no tubo de ensaio, foram dissolvidas em água e adicionadas iodeto de potássio e hipoclorito de sódio. O teste é positivo para formação de um precipitado amarelo, que foi o caso das amostras B e C. Assim que terminamos a prática, foram fornecidos para nós os compostos majoritários das amostras. Amostra 1: Cicloexeno Amostra 2: Cicloexano Amostra 3: Tolueno Amostra 4: Álcool n-butílico Amostra 5: Álcool sec-butílico Amostra 6: Álcool terc-butílico Amostra 7: Acetato de n-butila Amostra A: Formaldeído Amostra B: Cicloexanona Amostra C: Acetona RESULTADOS E DISCUSSÃO O primeiro teste, o teste de Bromo, foi utilizado para identificação de compostos insaturados, onde se trata de uma reação de adição ou a dupla ou a tripla ligação. A solução de bromo descora quando o teste é positivo. Como descorou para as amostras 1 e 3, então nessas duas soluções há presença da dupla ou tripla ligação. A amostra 3 levou tempo para descorar, pois ela não fez uma reação de adição e, sim de uma substituição radicalar, por isso a velocidade ser menor do que a de substituição. Amostra 1: Cicloexeno Amostra 3: Tolueno No segundo teste, o teste de Bayer, foi um teste utilizado para confirmação de insaturação, pois alguns compostos etilênicos reagem com o bromo e já com o permanganato em meio básico, não. O teste positivo para esse método é quando há a formação de um precipitado marrom, como foi o que aconteceu com a amostra 1. Amostra 1: No terceiro teste, teste de Lucas, foi utilizado para identificação de álcoois terciários, pois estes reagem muito rápido. Já os secundários levam algum tempo para a formação de uma mistura heterogênea difásica ou uma emulsão de aspecto leitoso. Os primários não reagem. O teste foi positivo para a amostra 6, aparecendo uma emulsão leitosa. Amostra 6: No quarto teste, teste do ácido hidroxâmico, foi utilizado para caracterização de ésteres. A mistura reage formando uma cor violeta em caso positivo. Esse resultado aconteceu com a amostra 7. Amostra 7: No quinto teste, o teste da 2,4-dinitrofenilhidrazina, para identificação de aldeídos e cetonas, pois eles reagem com a 2,4-dinitrofenilhidrazina para formar precipitados amarelos ou vermelhos, como o que aconteceu com todas as amostras (A, B, C). Amostra A: Amostra B: Amostra C: No sexto teste, o teste de Tollens, indicativo da presença de aldeído. Seu teste positivo forma um espelho de prata, o que aconteceu com a amostra A. Amostra A: No último teste, o teste do iodofórmio, identifica o grupo CH 3C=O ligado a hidrogênio ou grupos alquilas ou arilas. Esse teste foi positivo para as amostras B e C, pois houve a formação de um precipitado amarelo. Amostra B: Amostra C: CONCLUSÃO Nessa prática foi possível aprender as técnicas e testes para caracterização de hidrocarbonetos, alcoóis, ésteres, aldeídos e cetonas através de testes específicos. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. UNB, Laboratório de orgânica. Disponível em: Acesso em: 21/03/2010.