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Roteiro de aula prática Experimental ácidos e bases, Trabalhos de Química Orgânica

Roteiro aula experimental de acidez e basicidade na química orgânica

Tipologia: Trabalhos

2021

Compartilhado em 02/06/2021

Saulo_Capim
Saulo_Capim 🇧🇷

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EXTRAÇÃO ÁCIDO-BASE DE COMPONENTES DE UM
MEDICAMENTO
Importante: Cada equipe deverá trazer 5 comprimidos de Doril ou
Melhoral
Experimento - EXTRAÇÃO ÁCIDO-BASE
Nesta prática você irá isolar os componentes ácido, básico e neutro
de um medicamento para resfriado. Ela contém aspirina, cafeína e
paracetamol. Depois de dissolver a mistura em um solvente
apropriado, a solução é extraída consecutivamente por uma solução
aquosa de um ácido e depois por uma solução básica.
Objetivos:
- Mostrar que a química está presente em fármacos.
- Realizar a separação dos princípios ativos presentes em um
analgésico utilizando o método de separação por extração
quimicamente ativa.
1. Equipamentos e vidraria Necessários:
Becker 100 mL;
Erlenmeyer 250 mL;
Funil de separação (125 mL);
Balança;
Gral e pistilo;
Suporte universal;
Papel de Tornassol;
Bastão de Vidro;
Espátula.
Funil de Filtração
Balão de fundo redondo de 125 mL
Evaporador Rotatório
Bomba de Vácuo
2. Reagentes e solventes:
Comprimidos que contenham Cafeína e AAS;
Acetato de Etila;
HCl 5%;
HCl 10 %;
NaHCO3 5 %;
NaOH 5%;
NaOH 10%.
Sulfato de sódio Anidro Na2SO4
3. Procedimento
Triture 5 comprimidos que contenham Cafeína e AAS e em seguida
adicionar 200 mg de paracetamol. Transferir esta mistura para um
becker e dissolver em 20 mL de diclorometano.
Feito isto transferir a solução para um funil de separação com a
torneira fechada (a solubilização não é completa).
Extração da base (cafeina): Adicione 20 mL de HCl 5% ao funil
de separação, tampar a extremidade superior, retirar o funil fechado
do suporte e agitar bem.
OBS: Sempre que fizer a agitação do conteúdo no funil de
separação, alivie a pressão interna abrindo a torneira, tomando o
cuidado de segurar o funil (juntamente com a tampa) em posição
invertida, com a torneira voltada para cima. Em seguida feche a
torneira e agite novamente repetindo a operação para aliviar a
pressão interna. Agite e deixe em repouso até separação das fases.
Transfira a fase aquosa para um becker.
Feito isto adicione mais 20 mL de solução de HCl 5% na fase
orgânica e realize a agitação por três vezes no funil de separação,
assim como no procedimento anterior.
Recolha a fase aquosa no mesmo Becker que foi descartado a fase
aquosa anterior. As fases aquosas contém o sal de cafeína
(cloridrato de cafeína), que é solúvel em água. Rotule esta fração
como FB (fração básica).
Extração do ácido (ácido acetilsalicílico):
Na fase Orgânica agora temos o AAS e o Paracetamol presentes na
solução, desta forma, para separar os dois componentes a dicione
NaHCO3 5% (20 mL) à mistura em diclorometano no funil de
separação, agite e deixe em repouso até separação das fases.
OBS.: Ao adicionar bicarbonato de sódio na fase orgânica, haverá
formação de gás carbônico (CO2) e se deve tomar cuidado com
esse gás na hora de agitar o funil de separação, pois se a pressão
não for aliviada, o gás pode se expandir podendo causar algum
acidente, como a quebra do funil de separação que é de vidro.
Transfira a fase aquosa para um becker. Feito isto adicione mais 20
mL de solução de NaHCO3 5% na fase orgânica e realize a agitação
por três vezes no funil de separação, assim como no procedimento
anterior.
Recolha a fase aquosa no mesmo Becker que foi descartado a fase
aquosa anterior. As fases aquosas combinadas contem o sal do
ácido acetilsalicílico (acetilsalicilato de sódio) que é solúvel em água.
Rotule esta fração como FA (fração ácida).
Extração do Acetaminofen (Paracetamol): A substância neutra,
o acetaminofen (Paracetamol), permanece como único composto
da fase orgânica. Transfira esta solução para um erlenmeyer,
adicione uma porção de uma espátula cheia de sulfato de sódio
anidro, agite, deixe em repouso por alguns minutos e filtre com
auxílio de funil de separação e papel de filtro (Cuidado para não
haver solução aquosa no meio orgânico) para um balão de fundo
redondo previamente pesado e rotulado como FN (fração
neutra).
Recuperação da base (cafeína): Adicione NaOH 10 % à fração
básica (FB) até pH básico em torno de 8,0 - 9,0 (use o papel
indicador de tornassol). Transfira a mistura para o funil de
separação e extraia com diclorometano (2 X 10 mL). Separe a fase
orgânica da aquosa combinando as frações orgânicas. Feito isto,
adicione uma porção de uma espátula cheia de sulfato de sódio
anidro na fase orgânica e filtre com auxílio de funil de separação e
papel de filtro (Cuidado para o haver solução aquosa no meio
orgânico) para um balão de fundo redondo previamente pesado.
Destile o solvente no evaporador rotatório e em seguida leve para a
balança e pese o balão com a substância. Em seguida calcule a
diferença de massa para identificar o % de rendimento no processo
de separação.
Recuperação do ácido (AAS): Adicione HCl 10 % à fração ácida
(FA) até pH ácido. O ácido acetilsalicílico irá se precipitar.
Transfira a mistura para o funil de separação e extraia com
diclorometano (2 X 20 mL). Combine as frações orgânicas,
adicione uma porção de uma espátula cheia de sulfato de sódio
anidro na fase orgânica e filtre com auxílio de funil de separação e
papel de filtro (Cuidado para o haver solução aquosa no meio
orgânico) para um balão de fundo redondo previamente pesado.
Destile o solvente no evaporador rotatório e em seguida leve para a
balança e pese o balão com a substância. Em seguida calcule a
diferença de massa para identificar o % de rendimento no processo
de separação.
Recuperação do acetaminofen (Paracetamol): Destile o
solvente no evaporador rotatório e em seguida leve para a balança e
pese o balão com a substância. Em seguida calcule a diferença de
massa para identificar o % de rendimento no processo de
separação.
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EXTRAÇÃO ÁCIDO-BASE DE COMPONENTES DE UM

MEDICAMENTO

Importante: Cada equipe deverá trazer 5 comprimidos de Doril ou Melhoral

Experimento - EXTRAÇÃO ÁCIDO-BASE Nesta prática você irá isolar os componentes ácido, básico e neutro de um medicamento para resfriado. Ela contém aspirina, cafeína e paracetamol. Depois de dissolver a mistura em um solvente apropriado, a solução é extraída consecutivamente por uma solução aquosa de um ácido e depois por uma solução básica.

Objetivos:

  • Mostrar que a química está presente em fármacos.
  • Realizar a separação dos princípios ativos presentes em um analgésico utilizando o método de separação por extração quimicamente ativa. 1. Equipamentos e vidraria Necessários: Becker 100 mL; Erlenmeyer 250 mL; Funil de separação (125 mL); Balança; Gral e pistilo; Suporte universal; Papel de Tornassol; Bastão de Vidro; Espátula. Funil de Filtração Balão de fundo redondo de 125 mL Evaporador Rotatório Bomba de Vácuo 2. Reagentes e solventes: Comprimidos que contenham Cafeína e AAS; Acetato de Etila; HCl 5%; HCl 10 %; NaHCO 3 5 %; NaOH 5%; NaOH 10%. Sulfato de sódio Anidro Na 2 SO 4 3. Procedimento Triture 5 comprimidos que contenham Cafeína e AAS e em seguida adicionar 200 mg de paracetamol. Transferir esta mistura para um becker e dissolver em 20 mL de diclorometano. Feito isto transferir a solução para um funil de separação com a torneira fechada (a solubilização não é completa).

Extração da base (cafeina): Adicione 20 mL de HCl 5% ao funil de separação, tampar a extremidade superior, retirar o funil fechado do suporte e agitar bem. OBS: Sempre que fizer a agitação do conteúdo no funil de separação, alivie a pressão interna abrindo a torneira, tomando o cuidado de segurar o funil (juntamente com a tampa) em posição invertida, com a torneira voltada para cima. Em seguida feche a torneira e agite novamente repetindo a operação para aliviar a pressão interna. Agite e deixe em repouso até separação das fases. Transfira a fase aquosa para um becker. Feito isto adicione mais 20 mL de solução de HCl 5% na fase orgânica e realize a agitação por três vezes no funil de separação, assim como no procedimento anterior. Recolha a fase aquosa no mesmo Becker que foi descartado a fase aquosa anterior. As fases aquosas contém o sal de cafeína (cloridrato de cafeína), que é solúvel em água. Rotule esta fração como FB (fração básica).

Extração do ácido (ácido acetilsalicílico): Na fase Orgânica agora temos o AAS e o Paracetamol presentes na solução, desta forma, para separar os dois componentes adicione NaHCO 3 5% (20 mL) à mistura em diclorometano no funil de separação, agite e deixe em repouso até separação das fases. OBS.: Ao adicionar bicarbonato de sódio na fase orgânica, haverá formação de gás carbônico (CO 2 ) e se deve tomar cuidado com esse gás na hora de agitar o funil de separação, pois se a pressão não for aliviada, o gás pode se expandir podendo causar algum acidente, como a quebra do funil de separação que é de vidro. Transfira a fase aquosa para um becker. Feito isto adicione mais 20 mL de solução de NaHCO 3 5% na fase orgânica e realize a agitação por três vezes no funil de separação, assim como no procedimento anterior. Recolha a fase aquosa no mesmo Becker que foi descartado a fase aquosa anterior. As fases aquosas combinadas contem o sal do ácido acetilsalicílico (acetilsalicilato de sódio) que é solúvel em água. Rotule esta fração como FA (fração ácida).

Extração do Acetaminofen (Paracetamol): A substância neutra, o acetaminofen (Paracetamol), permanece como único composto da fase orgânica. Transfira esta solução para um erlenmeyer, adicione uma porção de uma espátula cheia de sulfato de sódio anidro, agite, deixe em repouso por alguns minutos e filtre com auxílio de funil de separação e papel de filtro (Cuidado para não haver solução aquosa no meio orgânico) para um balão de fundo redondo previamente pesado e rotulado como FN (fração neutra).

Recuperação da base (cafeína): Adicione NaOH 10 % à fração básica (FB) até pH básico em torno de 8,0 - 9,0 (use o papel indicador de tornassol). Transfira a mistura para o funil de separação e extraia com diclorometano (2 X 10 mL). Separe a fase orgânica da aquosa combinando as frações orgânicas. Feito isto, adicione uma porção de uma espátula cheia de sulfato de sódio anidro na fase orgânica e filtre com auxílio de funil de separação e papel de filtro (Cuidado para não haver solução aquosa no meio orgânico) para um balão de fundo redondo previamente pesado. Destile o solvente no evaporador rotatório e em seguida leve para a balança e pese o balão com a substância. Em seguida calcule a diferença de massa para identificar o % de rendimento no processo de separação.

Recuperação do ácido (AAS): Adicione HCl 10 % à fração ácida (FA) até pH ácido. O ácido acetilsalicílico irá se precipitar. Transfira a mistura para o funil de separação e extraia com diclorometano (2 X 20 mL). Combine as frações orgânicas, adicione uma porção de uma espátula cheia de sulfato de sódio anidro na fase orgânica e filtre com auxílio de funil de separação e papel de filtro (Cuidado para não haver solução aquosa no meio orgânico) para um balão de fundo redondo previamente pesado. Destile o solvente no evaporador rotatório e em seguida leve para a balança e pese o balão com a substância. Em seguida calcule a diferença de massa para identificar o % de rendimento no processo de separação.

Recuperação do acetaminofen (Paracetamol): Destile o solvente no evaporador rotatório e em seguida leve para a balança e pese o balão com a substância. Em seguida calcule a diferença de massa para identificar o % de rendimento no processo de separação.

QUESTIONÁRIO

01) Escreva as estruturas químicas dos compostos orgânicos extraídos: AAS, Cafeína e Paracetamol.

02) Escreva as equações das reações ácido-base envolvidas na extração e recuperação do AAS e da Cafeína.

03) Na estrutura da Cafeína existem 4 átomos de Nitrogênio, indique qual deles é o mais básico e pode aceitar um átomo de hidrogênio em uma reação de ácido-base. Justifique a sua resposta.

04) O ácido acetilsalicílico (AAS) é um dos fármacos mais vendidos do mundo para o combate da dor, sendo que em laboratório a rota sintética para produção do mesmo é a partir do ácido salicílico. Escreva a estrutura destes dois compostos e indique o porquê do ácido acetilsalicílico (AAS) ser mais ácido do que o ácido salicílico.

  1. Quando uma substância é ionizável, como o ácido acetilsalicílico (AAS) ou a cafeína, a solubilidade em água é influenciada pelo pH. Este ponto é altamente relevante para entender a absorção de fármacos pelo organismo. Sabendo-se que o pH do conteúdo aquoso do estômago está entre 1,2 a 3,0 e que o pH do intestino é cerca de 8,0, responda as seguintes questões, utilizando estruturas químicas na argumentação:

a) No pH gástrico, qual dos compostos estará na forma ionizada, AAS ou Cafeína? Como será a solubilidade em água e em acetato de etila para cada composto?

b) E no pH do intestino, como estará a solubilidade de cada fármaco?

c) iscuta a importância do pH e da solubilidade para a absorção de fármacos no organismo. Cite outros exemplos.

BIBLIOGRAFIA

  1. GESSI, M. R. Separação dos Princípios Ativos da Cibalena. Curitiba, 1999.26f. Monografia (Especialização em Ensino de Química Experimenal para o 2o. grau) - Setor de Ciências Exatas, Departamento de Química, Universidade Federal do Paraná.
  2. GONÇALVES, D; WAL, E; ALMEIDA, R. R. Química Orgânica e Experimental. 1ª ed. São Paulo: McGraw-Hill Ltda,
  1. CRC HANDBOOK OF CHEMISTRY AND PHYSICS., The Chemical Rubber Co, 51ª ed. Cleveland: Ohio, USA, 1998
  2. CATALOG HANDBOOK OF FINE CHEMICALS. Aldrich, 52ª ed. São Paulo: Sigma- Aldrich Química do Brasil Ltda, 1998-