Quimica Orgânica

QO 327

Experiência 04:Reação de nitração do fenol

SUMÁRIO:

        Neste experimento, será realizado o processo de nitração do fenol. Esta reação é de substituição eletrofílica aromática, onde há formação do para-nitrofenol e orto-nitrofenol. O processo de nitração é, em suma, realizado com a adição de acido nítrico a uma solução de fenol. Após esta reação, será utilizada a cromatografia em coluna (CC), a qual nos permitira retirar frações do produto obtido. A identificação da substância como para ou orto – nitrofenol será feita através de um processo de cromatografia em camada delgada (CCD). Feito isto, junta-se as substâncias iguais, as quais são levadas para um evaporador rotativo para retirada do solvente e obtenção do produto.

INTRODUÇÃO:

A cromatografia de coluna (CC) costuma ser mencionada como o mais antigo método cromatográfico, que foi ela primeira vez utilizada para se isolar os pigmentos presentes nas folhas de vegetais.

        Ela é caracterizada por uma coluna de vidro (metal ou plástico), preenchida por um adsorvente. Este adsorvente pode ser posto seco, porem o mais comum é aplicado à coluna por meio de um solvente (geralmente o próprio eluente utilizado no processo de separação). Neste experimento utilizaremos sílica gel como adsorvente e hexano\acetato de etila como eluente.

        Na parte superior da coluna, coloca-se a substancia a ser analisada e deixa-se seguir o processo de separação.

        Vale frisar que, quando a amostra a sofrer o processo de cromatografia possuir cor, pode-se destinguir a fases, permitindo uma separação visual. Porem, quando a amostra não possuir cor, recolhem-se varias frações do eluente, analisando-as separadamente (em geral por cromatografia em camada delgada), o que  permite unir as frações iguais, após cada análise.

        

PROCEDIMENTO:

Reação de nitração do fenol: 

Pesa-se 1g do fenol e o coloca num erlenmeyer de 50 ml. Então, adiciona-se aproximadamente 10 gotas de água. Agita-se a mistura.

Paralelamente, num tubo de ensaio, adiciona-se (gota a gota) a solução de HNO3 à solução de fenol, sempre em constante agitação e m banho de gelo. O início da reação é perceptível, devido ao escurecimento da solução.

Depois de ter adicionado toda a solução aquosa com o auxílio de um conta-gotas, e então, dissolve-se o óleo em 20 ml de clorofórmio, adicionando 100mg de carvão ativo e 200mg de celite. Aquece-se em banho maria (2 minutos) e filtra-se para um balão tarado, com o auxílio de um funil com papel pregueado. Coloca-se o balão num rotoevaporador e pesa-se o produto final.

Cromatografia:

Primeiramente, coloca-se um chumaço de algodão na parte inferior da coluna. Então, lava-se a coluna com 20 ml de hexano, a fim de retirar o ar parado no algodão, deixando alguns milímetros de solvente.

Pesa-se 10g de sílica gel em um erlenmeyer de 125 ml, e adiciona-se 20ml de hexano. Feito isto, agita-se bem a suspensão e a transfere para a coluna, por meio de um funil, recolhendo o solvente eluído em outro recipiente.

Para se compactar a sílica, adapta-se a um bastão uma rolha de borracha afim de golpear levemente a coluna, até que a altura da sílica fique constante. Vale lembrar que não pode faltar solvente à sílica.

No balão onde se encontra o produto da nitração, adiciona-se 10 gotas de acetato de etila e 10 gotas de hexano, para melhorar a dissolução. Então, transfere-se o conteúdo para o topo da coluna com auxílio de uma pipeta de pasteur, evitando causar qualquer pertubaçao no empacotamento.

Deixa-se prosseguir a adsorção, lentamente pela sílica, sempre gotejando solvente na coluna, para não secar. Após isso, acrescenta-se uma soluçao de hexano:acetato de etila (75:25). Então, desenvolve-se a coluna e recolhe-se frações em tubos de ensaio, aproximadamente 15.

Após isto, a separação cromatográfica de coluna é acompanhada pela cromatografia de camada delgada.

Com um capilar, retira-se uma pequena amostra de cada fração, e aplica-se na placa cromatográfica. Aplica-se também as amostras de orto e para-nitrofenol. Elui-se  em hexano/acetato de etila, seca-se e revela-se com UV, e depois com vapores de iodo.

Por fim, compara-se as “manchas” nas placas, e juntam-se as porções iguais em balões separados. Depois, evapora-se o solvente no evaporador rotativo, pesa-se as amostras obtidas, calcula-se os rendimentos e entrega-se as amostras para análise infra-vermelho.

RESULTADOS E DISCUSSÃO:

[pic 1]

                                                11,3%                98,7%

TABELA 1: Massa e rendimento dos produtos da nitração do fenol.

	Fenol	O-nitrofenol	P-nitrofenol
Início	1,027g	------------------	--------------------
Pós nitração	---------------------	0,175g	1,375g
Pós CCD	---------------------	0,910g	1,117g
Rendimento (%)	---------------------	520	81,24

Pela literatura, sabe-se que a proporção em massa dos produtos da nitração do fenol é 1,4:11 (orto:para). Após a rotoevaporação, obteve-se de produto bruto 1,55g. Fazendo-se os cálculos de proporção de massa, chega-se aos valores constados na tabela 1.