A Solubilidade de compostos orgânicos

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Universidade Federal do Triângulo Mineiro

Instituto de Ciências Tecnológicas e Exatas

Departamento de Engenharia Ambiental

Química Orgânica Aplicada à Engenharia Ambiental

Ana Letícia Santos Abrão 201410566

Arnaldo Barbosa de Oliveira 201410225

Camila Gontijo de Abreu Lopes 201410221

Fernanda Lahr 201410438

Gabriela Nascimento Moreira 201410020

Gustavo de Souza 201410521

Júlio Augusto Vieira Gonçalves 201510490

Experimento 01 – Solubilidade de Compostos Orgânicos

Uberaba – MG

Abril/2015

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1. INTRODUÇÃO

De acordo com Brown, LeMay e Bursten (p. 446, 2005), solução é uma mistura homogênea, ou seja, todos os seus componentes estão uniformemente misturados a nível molecular. Nela, são encontrados solvente, substância presente em maior quantidade também denominada fase dispersante, e soluto, presente na mistura em menor quantidade denominado fase dispersa, que são os componentes da solução. Uma solução pode apresentar-se nos estados gasoso, líquido ou sólido.

Quando um soluto sólido começa a se dissolver em um solvente líquido, a concentração de partículas desse soluto aumenta, ocupando gradativamente os espaços livres. No momento em que as velocidades do processo de dissolução e de cristalização se igualam, é atingido o equilíbrio dinâmico da reação, que é o indicador de que a solução está saturada, ou seja, a partir desse ponto qualquer adicional desse soluto não se dissolverá, tornando-se corpo de fundo (BROWN, LEMAY, BURSTEN, p. 451, 2005).

É importante ressaltar que o fato de a solução estar saturada para um soluto não implica que a mesma está saturada para outros solutos. Isso se deve aos diferentes tipos de interações entre as moléculas. Um fator determinante para a solubilidade é a tendência natural de cada substancia em interagir com as outras. Quanto mais forte as atrações entre as moléculas de soluto e solvente, maior é a solubilidade.

Ainda segundo Brown, LeMay e Bursten (p. 453, 2005), substâncias com forças atrativas intermoleculares similares tendem a ser solúveis entre si. Essa generalização é comumente conhecida como ‘semelhante dissolve semelhante’. Substâncias apolares, por exemplo, são mais prováveis de serem solúveis em solventes apolares; solutos iônicos e polares são mais prováveis de serem solúveis em solventes polares.

A razão entre a massa necessária de soluto e o volume de solvente para formar uma solução saturada em dada temperatura é denominada coeficiente de solubilidade. A solubilidade da maioria dos solutos sólidos em água aumenta à medida que a temperatura aumenta; entretanto, existem algumas exceções à regra (BROWN, LEMAY, BURSTEN, p. 457, 2005).

No experimento realizado, foram preparadas soluções de água com sacarose e de etanol com sacarose, para que fossem analisados seus respectivos coeficientes de solubilidade. É possível observar que a água possui caráter polar e o álcool, apolar, analisando suas geometrias, assim como é plausível considerar que a sacarose possui vários grupos de hidroxila, justificando assim suas interações. A Figura 1 apresenta a estrutura da sacarose, usualmente conhecida como açúcar, um sacarídeo formado por glicose e frutose que apresenta caráter polar.

Figura 1 – Fórmula estrutural da sacarose

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Fonte: Cruz e Sarti, 2011.

2        OBJETIVOS

O objetivo do presente relatório foi analisar a solubilidade de compostos orgânicos em diferentes solventes através da polaridade.

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3        METODOLOGIA

A seguir, são apresentados os materiais e métodos utilizados no referido experimento. Os materiais utilizados foram:

• Balança analítica (0,001 g);
• Pipeta graduada 10 mL;
• Pera;
• Béquer 100 mL;
• Erlenmeyer;
• Termômetro;
• Bastão de vidro;
• Álcool 99,54%;
• Água destilada.

Inicialmente, pesou-se um béquer limpo e seco. Logo após, adicionou-se 10 mL de água destilada no mesmo com o auxílio de uma pera e de uma pipeta graduada. O béquer foi novamente pesado. Em seguida, adicionou-se sacarose (açúcar) em pequenas quantidades sucessivas vezes e, com o auxílio de um bastão de vidro, a dissolveu-se até que a solução alcançasse leve saturação. Por fim, pesou-se o béquer com a solução para conhecimento da massa final. O processo foi realizado novamente utilizando-se álcool como solvente.

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4        RESULTADOS E DISCUSSÃO

No presente relatório, utilizou-se como soluto/disperso sacarose e como solvente/dispersante água (polar) e etanol (apolar), respectivamente. A mudança de solvente se deu devido às interações entre sacarose e água e entre sacarose e etanol serem distintas, seguindo a regra geral de que “semelhante dissolve semelhante”.

Na primeira parte do experimento, aferiu-se a massa do béquer vazio, a massa do béquer com 10 mL de água e a temperatura da mesma como sendo 50,65 ± 0,01 g, 60, 47 ± 0,01 g e 26,5 ± 0,1ºC, respectivamente. A fim de determinar o coeficiente de solubilidade da sacarose, a fase dispersa (soluto), em água, a fase dispersante (solvente), dissolveu-se, em uma dispersão homogênea, quantidades cada vez maiores de sacarose em água, tomando-se o cuidado para não ultrapassar o nível de saturação da sacarose em água.

        Nesse processo, notou-se o início da formação de corpo de fundo (precipitado) quando se adicionou aproximadamente 4,86 g de sacarose em 10 mL de água, sendo essa massa verificada por subtração da massa final. Ao aferir-se novamente a massa do béquer com 4,86 g de sacarose em 10 mL de água, observou-se que a massa do mesmo valia 65,23 ± 0,01g.

        De acordo com a literatura, o coeficiente de solubilidade da sacarose em água a 20,0ºC é 33 g/100 mL de água. Realizando-se os cálculos de proporção, tem-se que esse valor é igual a 3,3 g/10 mL de água a 20,0ºC. No referido experimento, o coeficiente de solubilidade da sacarose em água foi determinado como sendo 4,86 g/10 mL de água a 26,5ºC. A Tabela 1 apresenta o coeficiente de solubilidade da sacarose em água obtido a partir do experimento e seu erro percentual relativo em relação à literatura.