Química orgânica experimental: Técnicas de escala pequena

INTRODUÇÃO

Solubilidade é a capacidade de uma substância se dissolver em outra. Sendo que solução é uma mistura de soluto mais solvente. Além de classificar uma solução como homogênea e heterogênea devemos levar em consideração também as ramificações, onde as soluções também poderão ser classificadas como: insaturadas, saturadas e supersaturadas. Uma solução é chamada de saturada quando contém uma quantidade de soluto igual á solubilidade a uma determinada temperatura, em uma solução saturada o soluto dissolvido e o não dissolvido estão em equilíbrio dinâmico entre si.

Uma solução é chamada de insaturada quando contém uma quantidade de soluto inferior á solubilidade a uma dada temperatura. Já a solução supersaturada é instável, e com a mínima agitação do sistema faz com que o excesso de soluto dissolvido precipite, tornando-se uma solução saturada com presença de corpo no fundo do recipiente. Em geral podem-se obter soluções supersaturadas aquecendo uma solução saturada que tenha parte do soluto não dissolvido. O soluto não é sempre um sólido, ele também pode ser liquido ou gasoso assim misturando dois ou mais líquido se pode ter misturas miscíveis e imiscíveis. Por exemplo, água e álcool etílico são miscíveis, observando apenas uma fase, o que significa que uma substância é solúvel na outra, sendo assim uma mistura homogênea.

A água e dietil-éter são imiscíveis, formando duas fases, sendo uma mistura heterogênea, mas cada líquido é ligeiramente solúvel no outro, portanto mesmo quando se forma duas fases uma pequena quantidade de água se solubiliza no dietil-éter além de uma pequena quantidade de dietil-éter se solubilizar em água.

Algumas diretrizes nos ajudam a ter uma ideia sobre a solubilidade de um dado composto em um solvente específico, assim é útil separar as soluções em duas categorias: soluções em que o soluto e o solvente são covalentes e soluções iônicas, em que o soluto se ioniza e se dissocia. Soluções em que o soluto e o solvente são moleculares :Uma forma útil na predição da solubilidade é a regra “igual dissolve igual”, essa regra é aplicada a compostos polares e apolares, a regra diz que solvente polar dissolve compostos polares e um solvente apolar dissolve compostos apolares.

A polaridade depende das ligações e da forma da molécula. A avaliação é complicada, mas através do predizer pode verificar razoavelmente a polaridade dos compostos.

1.Todos os hidrocarbonetos são apolares.

2. Composto que têm os elementos, eletronegativo oxigênio ou nitrogênio são polares.

3. A presença de halogênios, apesar de sua alta eletronegatividade, não altera significativamente a polaridade de um composto orgânico. Então esses compostos são ligeiramente polares.

4. Ao comparar compostos orgânicos da mesma família, note que a adição de átomos de carbono à cadeia diminuiu a polaridade.

5. Compostos que contêm quatro carbonos ou menos e também contêm oxigênio ou nitrogênio são, com frequência, solúveis em água. Compostos com cinco ou seis carbonos que contêm um desses elementos são frequentemente insolúveis em água ou têm pouca solubilidade.

6. A ligação hidrogênio é o tipo mais forte de interação dipolo-dipolo. Quando pode ocorrer ligação hidrogênio entre soluto e solvente, a solubilidade é maior do que o esperado para compostos de polaridade semelhante que não podem formar ligações de hidrogênio.

 7. Outro fator que pode afetar a solubilidade é o grau de ramificação da cadeia alquila de um composto. Isto se reflete usualmente em uma maior solubilidade do composto ramificado em relação ao não ramificado correspondente.

8. A regra de solubilidade “igual dissolve igual” pode ser aplicada a compostos orgânicos da mesma família. Muitos compostos da mesma família têm polaridade semelhante. Esta generalização, porém, não se aplica a compostos que têm uma diferença muito grande de tamanho.

9. A estabilidade da célula unitária do cristal também afeta a solubilidade. Se tudo o mais for igual, quanto maior for o ponto de fusão do cristal menos será a solubilidade do composto.

Soluções em que o soluto se ioniza e dissocia: Os compostos iônicos são, em geral, muito solúveis em água devido à forte atração entre íons e as moléculas de água muito polares. Isto também se aplica aos compostos orgânicos que podem existir como íons. Embora existam exceções, pode-se considerar que todos os compostos orgânicos são solúveis em água quando na forma iônica.

A maneira mais comum de ionizar os compostos orgânicos é em reações ácido-base.

OBJETIVO

Observar os fenômenos de solubilidade dos compostos orgânicos, para definir em qual grupo funcional cada amostra desconhecida pertence.

PARTE EXPERIMENTAL

Materiais:

Estante para tubos de ensaio;

Tubos de ensaio;

Pisseta;

Pipeta volumétrica;

Espátula.

Reagentes:

Éter etílico;

Solução de Hidróxido de Sódio (NaOH) 1,25 mol.L-1 ;

Solução de Bicarbonato de Sódio (NaHCO3) 0,6 mol.L-1 ;

Solução de Ácido Clorídrico (HCl) 1,37 mol.L-1 ;

Ácido Fosfórico 85%;

Ácido Sulfúrico concentrado;

Água.

Procedimento:

Amostra A:

Em um tubo de ensaio adicionou-se uma ponta de espátula da amostra A, em seguida colocou-se aproximadamente 3mL de água, agitou-se vigorosamente o tubo de ensaio, no qual percebeu-se que a amostra foi insolúvel em água, com isso, em um novo tubo de ensaio adicionou-se novamente uma ponta de espátula da mesma amostra e colocou-se, com o auxílio de uma pipeta volumétrica, 3mL de NaOH, agitou-se vigorosamente novamente, com isso percebeu-se a dissolução da amostra, formando uma solução homogênea. Em seguida adicionou-se novamente a mesma quantidade de amostra A em um novo tubo de ensaio, e adicionou-se, com o auxílio de uma pipeta volumétrica, 3mL de NaHCO3, agitando novamente foi possível perceber a dissolução da amostra A.