Saponificação

Objetivo

O objetivo deste experimento é estudar a cinética de uma reação de segunda ordem e determinar o coeficiente de velocidade da reação direta da mesma.

Resumo

Quando se reage um éster com uma base forte como o hidróxido de sódio, ocorre a hidrolise do éster sendo essa reação chamada de saponificação, palavra que vem do latim, sapo, que significa “sabão”.

A saponificação do éster ocorre por substituição, no qual o íon hidroxila é adicionado ao grupo acetil, enquanto o íon sódio forma um sal orgânico com o íon acetato (este, porém, permanece ionizado, em solução) sendo uma reação não reversível. Assim, quando o acetato de etila é saponificado com hidróxido de sódio, ocorre a formação de acetato de sódio e álcool etílico, como na reação descrita abaixo:

CH3COOC2H5 + NaOH  CH3COONa + C2H5OH

Uma aplicação do mecanismo de saponificação observada na prática ocorre no processo chamado “adipocere”, um processo natural de conservação do corpo, onde a gordura do corpo (composta por ésteres de ácidos graxos) se transforma em sabão. Essa reação ocorre quando um corpo é enterrando em locais com pouco oxigênio, muita umidade e em meios básicos, como nas criptas e mausoléus. O ambiente úmido e com temperatura constante, além de certa alcalinidade na umidade devido as pedras ou cimento, e um caixão que permita passar essa umidade, mas não os seres decompositores, inicia um processo em que a gordura humana começa a se tornar lentamente um tipo de sabão, e assim protege os músculos, ossos e órgãos internos do corpo.

A velocidade de uma reação química é o aumento ou decréscimo na concentração molar do produto por unidade de tempo.

Uma reação está sujeita a uma série de fatores - como concentração, temperatura, pressão, entre outros - que influenciam nesta variação. As reações de segunda ordem são as reações mais encontradas em reações orgânicas.

Procedimento experimental

Colocou-se a solução 0,02 M de acetato de etila em um balão volumétrico de 250 mL e foram transferidos para um segundo balão de mesma capacidade o hidróxido de sódio (NaOH) 0,02 M, ambos preparados antecipadamente.

Foram misturadas simultaneamente as duas soluções e a partir deste momento o cronômetro foi acionado.

Em oito erlenmeyers adicionou-se 30 mL de ácido clorídrico (HCl) 0,02 M em cada, além de três gotas de fenolftaleína 0,1%.

Amostras de 25 mL da solução de base forte com éster foram retiradas e transferidas para os erlenmeyers contendo o ácido nos seguintes tempos: 2, 5, 10, 15, 20, 30, 40 e 60 minutos. O excesso de ácido foi titulado com NaOH 0,02 M. O volume de base gasto em cada titulação foi anotado.

Cálculos

Dados coletados no experimento:

Tabela 1: Dados experimentais e cálculo da concentração de éster (CA).

Tempo (minutos) Volume de NaOH gasto a b CA (mol/L)

(x 10-3) 1/ CA

2 19,0 2,2 x 10-4 8,8 113,636

5 21,0 1,8 x 10-4 7,2 138,889

10 52,0 ------ ------ ------

15 23,0 1,4 x 10-4 5,6 178,571

20 23,4 1,32 x 10-4 5,28 189,394

30 24,7 1,06 x 10-4 4,24 235,849

40 25,2 9,6 x 10-5 3,84 260,417

60 26,1 7,8 x 10-5 3,12 320,513

O cálculo de b que representa o nº moles de NaOH da amostra presente no meio reacional (que ainda não reagiu com o éster), foi feito com a seguinte equação:

(30 x 0,02)/1000= (a x 0,02)/1000+b

O 1º termo da equação representa o nº de moles de HCl no erlenmeyer.

Após o cálculo de b, é possível calcular a concentração de éster, através da equação:

Ca=b/0,025 [mol/L]

Com os dados da tabela 1, pode-se realizar a construção do gráfico de 1/ CA em função do tempo em minutos.