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teste de solubilidade com diferentes compostos
Tipologia: Trabalhos
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RECÔNCAVO DA BAHIA Centro de Formações de Professores – CFP Curso de Licenciatura em Química
GCFP011- QUÍMICA ORGÂNICA I Experimental – 2019. Prof. Eliezer Pereira da Silva
Solubilidade
ALUNO: Hemerson Rodrigo Souza Santos
Abril - Amargosa-Bahia
CENTRO DE FORMAÇÃO DE PROFESSORES-CFP Relatório de Experimento N o^ 02: Solubilidade
Este relatório descreve as atividades desenvolvidas por Hemerson Rodrigo Souza Santos, aluno do curso de química da Universidade Federal do Recôncavo da Bahia, no âmbito da parte experimental da disciplina GCFP011 - QUÍMICA ORGÂNICA I, durante o 1o^ semestre/2019.
A disciplina é ministrada pelo Prof. Eliezer Pereira da Silva. Serão descritos os objetivos, a parte experimental, os resultados, os cálculos, a discussão e as conclusões referentes ao experimento intitulado Solubilidade.
Amargosa Abril de 2019
Solubilidade pode ser definida como a propriedade que possui uma substância de dissolver-se noutra. No entanto, em alguns casos existe o limite
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e a mínima perturbação do sistema faz com que o excesso de soluto dissolvido precipite, tornando-se uma solução saturada com presença de corpo de fundo. Os fatores externos como pressão e temperatura são fundamentais na determinação da solubilidade. A solubilidade da maioria dos solutos aumenta com a temperatura embora nem sempre esse aumento seja muito proporcional. Mas existem casos em que a solubilidade diminui com o aumento da temperatura, como por exemplo a dissolução do gás oxigênio em água. Substâncias com forças atrativas intermoleculares similares tendem a ser solúveis entre si. Essa generalização é comumente conhecida como "semelhante dissolve semelhante” (BROWN T. L. et al, 2005, p. 453). Compostos orgânicos com o grupo OH ligados a ele são chamados de álcoois, devido ao seu grupo funcional a molécula tende a formar uma ligação de hidrogênio quando em meio aquoso, sendo assim solúvel em água. O metanol (CH 3 OH), etanol (CH 3 CH 2 OH)
e propanol (CH 3 CH 2 CH 2 OH), dessa forma eles são completamente solúveis em água. Já álcoois com cadeias carbônicas maiores como hexanol (CH 3 (CH 2 ) 5 OH), onde a molécula tende a se comportar mais como um hidrocarboneto, refletindo n8uma solubilidade em água de 0,0058 (Expresso em mol de álcool/100g de solvente a 20 ºC).
3. OBJETIVOS Testar a solubilidade de ácidos e bases orgânicas. 4. PARTE EXPERIMENTAL 4.1. MATERIAIS E VIDRARIAS 10 – Béqueres; 10 – Pipeta de Pasteur; 03 – Vidros de relógio; 03 – Espátulas com colher; 01 – Par de luvas de látex; 14 – Tubos de ensaio; 01 – Suporte de tubos de ensaio.
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Água destilada; Hidróxido de sódio 1,0 mol/L (NaOH (^) (aq)); Ácido clorídrico 1,0 mol/L (HCl(aq)); Ácido clorídrico 6,0 mol/L (HCl(aq)); hexano (C 6 H (^14) (aq)); Acetato de etila (C 4 H 8 O 2 (aq));
Álcool etílico (C 2 H 5 OH (^) (aq));
Álcool butílico (C 4 H 9 OH (^) (aq));
Acetona (C 3 H 6 O (^) (aq)); Nitrato de sódio (NaNO 3 (s)); Tioureia (CH 4 N 2 S (^) (s)); 90g de ácido benzóico (C 7 H 6 O (^2) (s)).
4.3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Rotulou-se com um marcador os béqueres que receberiam cada reagente, após isso despejou-se os reagentes em seus respectivos béqueres. Rotulou-se os tubos de ensaio atribuindo a eles um número e letra de acordo com ordem do teste de solubilidade, afim de evitar uma melhor distinção entre os testes. Seguindo o roteiro e as instruções passadas pelo professor dividiu-se em duas partes, sendo que a parte 1 tem por objetivo: testar a solubilidade de diferentes solventes e compostos sólidos. Já a parte 2 tem por objetivo: testar a solubilidade de ácidos e bases orgânicas. Parte 1: Em cada um de 5 tubos de ensaio adicionou-se 1 mL de hexano, acetato de etila, acetona, álcool butílico e álcool butílico com o auxílio da pipeta de Pasteur. Adicionou-se gota a gota de água destilada usando a pipeta de Pasteur, agitou-se e registou-se os resultados observados. Tubos usados:
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Tubos usados: 12D – Ácido benzóico + água destilada; 13D – Ácido benzóico + hidróxido de sódio + ácido clorídrico 6,0 mol/L; 14D - Ácido benzóico + ácido clorídrico.
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES Tabela 1: registro do teste de solubilidade de solventes. Tubos Solvente Soluto Resultado 1A Água destilada Hexano Insolúvel 2A Água destilada Acetato de etila Insolúvel 3A Água destilada Acetona Solúvel 4A Água destilada Álcool butílico Solúvel 5A Água destilada Álcool etílico Solúvel
No tubo 1A, a água com o hexano não formão um par miscível, pois a atração entre as moléculas polares de água e as moléculas de hidrocarboneto apolares não é suficientemente forte para permitir a formação de uma solução. As moléculas de água sofrem fortes interações de ligação de hidrogênio umas com as outras. Líquidos apolares tendem a ser insolúveis em líquidos polares. No tubo 2A, a água com acetato de etila formão um sistema bifásico, sendo que o acetato de etila é um composto pouco polar a água não consegue interagir muito com o mesmo. No tubo 3A, quando a acetona se mistura com a água, a molécula de água interage por meio de ligações de hidrogênio pelo oxigênio do grupo funcional cetona (R 1 –CO–R 2 ). No tubo 4A, quando o álcool butílico se mistura com a água, a molécula de água interage com a parte polar do álcool butílico (–OH) formando ligações de hidrogênio. A solubilidade do álcool em um solvente apolar aumenta à medida que a cadeia de hidrocarboneto apolar aumenta em comprimento, o grupo polar (– OH) se toma uma parte menor da molécula, e a molécula se comporta mais como um hidrocarboneto. De forma antagônica a solubilidade do álcool em um solvente
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polar aumenta à medida que a cadeia de hidrocarboneto apolar diminui em comprimento. No tubo 5A ocorre o mesmo que no tubo 4A, quando o álcool etílico se mistura com a água, a molécula de água interage com a parte polar do álcool butílico (–OH) formando ligações de hidrogênio. A posição da hidroxila difere a força intermolecular e interfere em suas propriedades físicas o tornando miscível em água. Tabela 2: registro do teste de solubilidade de solventes. Tubos Solvente Soluto Resultado 6B Hexano Acetato de etila Solúvel 7B Hexano Acetona Solúvel 8B Hexano Álcool butílico Solúvel 9B Hexano Álcool etílico Solúvel
No tubo 6B, quando o acetato de etila se mistura ao hexano formão um par de substâncias miscíveis, onde ocorre uma deformação na nuvem eletrônica do hexano criando forças de dispersão de London. No tubo 7B, quando a acetona se mistura ao hexano formão um par de substâncias miscíveis, onde ocorre uma deformação na nuvem eletrônica do hexano criando forças de dispersão de London. No tubo 8B, quando o álcool butílico se mistura ao hexano, a miscibilidade se deve ao tamanho da cadeia carbônica que se comporta como hidrocarboneto, aumentando a interação desse álcool com este composto pela interação de forças de dispersão de London. No tubo 9B, quando o álcool etílico se mistura ao hexano, a miscibilidade se deve ao tamanho da cadeia carbônica que se comporta como hidrocarboneto, aumentando a interação desse álcool com este composto pela interação de forças de dispersão de London. Tabela 3: registro do teste de solubilidade de compostos sólidos.
Tubos Solvente Soluto Resultado 10C Água destilada Nitrato de sódio Solúvel
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No tubo 13D, quando o ácido benzóico se mistura ao hidróxido de sódio acontece a reação ácido-base onde forma-se benzoato de sódio e água, o ácido benzóico possui um hidrogênio ionizável, que precisa de uma hidroxila para ser neutralizado e formar água. Segue abaixo a equação química da reação:
2C 7 H 6 O (^) 2(s) + NaOH (^) (aq) -----˃ H 2 O(l) + 2C 7 H 6 NaO2(aq) Ao adicionarmos 1 mL de ácido clorídrico 6,0 mol/L, favoreceu a formação do ácido benzóico que se depositou como corpo de fundo e cloreto de sódio diluído em água. Segue abaixo a equação química da reação:
C 7 H 6 NaO2(aq) + HCl (^) (aq) -----˃ C 7 H 6 O2(s) + NaCl(aq) No tubo 14D, quando o ácido benzóico se mistura ao ácido clorídrico 1, mol/L se dissolveu parcialmente pois possui uma menor região polar para interagir com o ácido clorídrico, sendo assim ficou depositado em forma de corpo de fundo.
6. CONCLUSÕES Relacionando os experimentos realizados com os conceitos estudados, podemos observar as influências das interações intermoleculares e a polaridade das moléculas. Analisou-se o comportamento de várias moléculas ao misturá-las com um solvente polar (água) e com um solvente apolar (hexano), o tipo de força intermolecular e a polaridade da molécula foram as caraterísticas na qual determinaram a solubilidade ou miscibilidade das amostras. Segue em anexo as formulas estrutural das moléculas usadas no experimento. 7. REFERÊNCIAS BROWN, T. et al Química: a ciência central. 9°ed. Prentice-Hall, 2005. ATKINS, P.W.; JONES, L. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 3°ed. Porto Alegre: Bookman, 2006. FOGAÇA, J. R. V., Solubilidade dos Compostos Orgânicos. Disponível em: https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/solubilidade-dos- compostos-organicos.htm. Acesso em 09 de maios de 2019.
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