Preparação Do Cicloexeno

Relatório : Experimento X – Preparação do Cicloexeno

Resumo

O cicloexeno, líquido incolor com odor penetrante, é um intermediário em vários processos industriais. Não é muito estável sob estocagem por longos períodos com exposição à luz e ao ar porque pode formar peróxidos.

Quando um álcool é aquecido na presença de um ácido forte, ocorre a eliminação de água com a formação de um alceno. Esta reação é conhecida como desidratação de álcoois. Se tratados com ácidos, álcoois secundários e terciários geralmente eliminam água através de um mecanismo envolvendo a participação de um carbocátion como intermediário, através do mecanismo E1 - eliminação unimolecular-, que ocorre em três etapas: aceitação do próton do ácido pelo álcool, perda de uma molécula de água pelo álcool protonado (para tornar-se um carbocátion) e perda de um próton do carbocátion para uma base, assim, a transferência do próton resulta na formação do alceno.

O aquecimento da maioria dos alcoóis com um ácido forte provoca a perda de uma molécula de água e há a formação de um alceno. A reação de eliminação é favorecida a altas temperaturas. Os ácidos mais comumente utilizados em laboratórios são ácidos de Bronsted, doadores de prótons, como o ácido sulfúrico e o ácido fosfórico. As condições experimentais – temperatura e concentração de ácido – que são necessárias para realizar a desidratação, estão intimamente relacionadas com a estrutura do álcool individual. Os alcoóis secundários, como é o caso do cicloexanol, desidratam sob condições mais brandas.

Resultados e discussão

REAÇÃO E MECANISMO:

A reação de desidratação do álcool, no caso o cicloexanol (álcool secundário), para a formação de um alceno, acontece através do mecanismo E1, que catalisado por um ácido (H3PO4) e encontra-se detalhado na figura 1.

Figura 1 - Mecanismo E1 de desidratação do cicloexanol.

SÍNTESE DO CICLOEXENO E OBJETIVOS EXPERIMENTAIS:

Para a realização prática dessa reação, foi realizada a adição lenta de H3PO4 concentrado ao cicloexanol. Para recolher o produto final desejado, fez-se uma destilação, para que o cicloexeno obtido fosse separado da água (produto reacional). Para isso, o aquecimento da manda foi mantido a uma temperatura inferior a 90 ºC, garantindo que a água não fosse evaporada junto com o produto desejado. Outra maneira de retirar a umidade do sistema foi realizada com o acoplamento do tubo de CaCl2 ao destilador, pois este é higroscópico.

Ao destilado final, contendo o cicloexeno, foram acrescentados NaHCO3 e Na2SO4, com o objetivo de remover a água que ainda estivesse na amostra. Os sólidos foram decantados e o líquido foi destinado à uma microdestilação, com o objetivo de purificar ainda mais o composto. No sistema de microdestilação utilizou-se novamente o tubo de CaCl2, e no balão de coleta acrescentou-se Na2SO4 como sal secante, antes do início da destilação. Desta vez, a manta foi aquecida a uma temperatura mantida na faixa de 81 - 83 ºC, na qual encontra-se o ponto de ebulição do cicloexeno (82,98 ºC). O produto final foi transferido para um recipiente tarado, obtendo-se um rendimento de 70,52 %, representado por 11,12 g e de grau bastante satisfatório, considerando-se uma conversão parcial dos reagentes ao produto desejado (possível formação de compostos indesejados) e perdas durante a execução experimental, como nas destilações, o possível não recolhimento de todo o produto nos balões e o próprio manuseio das vidrarias.

REAÇÕES DE CARACTERIZAÇÃO:

A partir da amostra sintetizada foram realizadas reações de caracterização, para testar a presença e pureza do composto alvo.

A - Reação com água de bromo:

A solução inicialmente castanha descoloriu quando adicionadas 8 gotas de água de bromo, ou seja, as ligações Br2, responsáveis pela cor, foram quebradas para a formação de um novo composto representado no mecanismo abaixo:

B - Reação com bromo dissolvido em solvente orgânico:

A solução inicialmente castanha descoloriu quando adicionadas 6 gotas de bromo dissolvido em solvente orgânico e voltou a coloração quando adicionadas 8 gotas, ou seja, as ligações Br2 foram quebradas para a formação de um novo composto representado no mecanismo abaixo, porém, as gotas acrescentadas após a descoloração da amostra estavam em excesso, permanecendo então moléculas de Br2 ligadas, as quais são responsáveis pela cor.

C - Reação com solução de permanganato de potássio:

Ao serem adicionadas 5 gotas de KMnO4 (0,5 %), formou-se um precipitado marrom (MnO2) com