Introdução
Neste tópico, quero representar duas formas de anidrido acético. Além disso, há a síntese do cloreto de acetilo, que é utilizado como precursor numa das sínteses acima mencionadas. A primeira forma de síntese do anidrido acético é efectuada a partir do acetato de sódio e do cloreto de acetilo. Este método tem algumas desvantagens: é necessário produzir cloreto de acetilo (se não for possível comprá-lo); o cloreto de acetilo é uma substância bastante desagradável, com um odor forte e tem efeitos tóxicos. Por outro lado, esta forma é fácil de implementar se tiver oportunidade de comprar cloreto de acetilo. A segunda forma tem um grande rendimento, mas é necessário utilizar o dicloreto de dissulfureto, que é um reagente bastante exótico. Mas neste tópico pode encontrar um manual especial para produzir cloreto de enxofre in situ, que requer um aparelho para a produção de cloro gasoso. Além disso, no final do tópico pode encontrar o vídeo manual da síntese do acetato de sódio (fácil de obter a partir do ácido acético e da soda de padeiro).
Aspeto: líquido incolor com forte odor.
Ponto de Ebulição: 139,8 °C/760 mm Hg;Aspeto: líquido incolor com forte odor.
Ponto de Fusão: -73,1 °C;
Peso Molecular: 102,089 g/mol;
Densidade: 1,082 g/ml (20 °C);
Índice de Refração: 1,3901 a 20 °C/D.
Síntese de cloreto de acetilo
Equipamento e material de vidro.
- Balão de fundo redondo de três gargalos, 500 ml;
- Balão de fundo redondo de 500 ml;
- Tubo de CaCl2;
- Funil de recolha, 50-100 ml;
- Banho-maria;
- Erlenmeyer de 100 ml x2 (com tampa);
- Aparelho de destilação;
- Suporte de retorta e pinça para fixar o aparelho;
- Termómetro de laboratório (0 °C a 100 °C) com adaptador para balão;
- Balança de laboratório (adequada para 0,1 - 200 g);
- Proveta graduada de 50-100 ml.
Reagentes.
- Cloreto de fósforo 5 (PCl5) 57 g;
- Ácido acético glacial 80 g;
- Dimetilformamida 7 ml (seca sobre MgSO4).
Num balão de fundo redondo e três gargalos de 500 ml, colocado num banho-maria com água fria, colocamos todo o cloreto de fósforo (PCl5), depois instalamos um condensador de refluxo com um tubo de CaCl2, um termómetro e um funil de gotejamento. Deita-se 40 g de ácido acético glacial no funil de gotejamento. Começamos a adicionar lentamente o ácido. A reação prossegue violentamente com a libertação de cloreto de hidrogénio (HCl). Misturar a segunda porção de ácido acético (40 g) com dimetilformamida (DMF) num Erlenmeyer de 100 ml. A solução de DMF em ácido foi adicionada lentamente à mistura reacional por gotejamento através de um funil de gotejamento. Depois de adicionar todo o ácido acético (a primeira e a segunda partes), a massa reacional é fervida durante 20 minutos a 80 °C. Em seguida, arrefecer o recipiente de reação até à temperatura ambiente.
A massa de reação é destilada num aparelho de destilação fraccionada num banho de água. Recolhe-se a fração que ferve a 50-55 °C. Quando o ponto de ebulição se eleva acima dos 55 °C, a destilação deve ser terminada. O cloreto de acetilo ataca as rolhas de cortiça e de borracha. O rendimento é de 20 %.
Anidrido acético a partir de acetato de sódio e cloreto de acetilo
Equipamento e material de vidro.
- Balão de fundo redondo de três gargalos de 250 ml;
- Manteiga ou banho de óleo;
- Tubo de CaCl2;
- Funil de recolha, 50-100 ml;
- Erlenmeyer de 100 ml x2 (com tampa);
- Aparelho de destilação;
- Suporte de retorta e pinça para fixar o aparelho;
- Termómetro de laboratório (0 °C a 100 °C) com adaptador para balão;
- Balança de laboratório (adequada para 0,1 - 200 g);
- Proveta graduada de 50-100 ml;
- Pedras de ebulição.
Reagentes.
- Acetato de sódio (NaOAc) 60 g;
- Cloreto de acetilo 40 g (36 ml).
Respeitar as precauções de exclusão da humidade. Num balão de fundo redondo de 250 ml, colocar 60 g de acetato de sódio anidro finamente pulverizado (*). Colocar o condensador, o recipiente seco e o tubo de secagem; não é necessário arrefecer o recipiente. Verificar se todas as ligações estão bem apertadas. Arrefecer o balão de reação num banho de água fria e adicionar gota a gota, através do funil de recolha, 40 g (36 ml) de cloreto de acetilo.
Depois de terminada a adição, retirar o banho-maria e agitar o balão para obter uma boa mistura dos reagentes. Verificar novamente a estanquidade das ligações. Secar o exterior do balão com uma toalha e aquecê-lo com uma manta ou um banho de óleo. Continuar o aquecimento até que não haja mais destilado, mas não sobreaquecer o resíduo sólido.
Ao destilado adicionar 4-6 g de acetato de sódio anidro em pó fino, para reagir com uma pequena quantidade de cloreto de acetilo que possa estar presente. Adicionar uma pastilha de ebulição e redestilar o anidrido acético bruto. Recolher o produto destilado a 138-141 °C num balão seco. O rendimento é de 30-40 g (57-77%).
(*) Nota: O acetato de sódio anidro comercial contém geralmente alguma humidade. Para eliminar a humidade, fundir 70-80 g numa caçarola (num forno normal ou no micro-ondas) e mexer até deixar de haver água. Não sobreaquecer! Arrefecer e pulverizar rapidamente. Guardar num recipiente bem fechado antes de utilizar.
Ao destilado adicionar 4-6 g de acetato de sódio anidro em pó fino, para reagir com uma pequena quantidade de cloreto de acetilo que possa estar presente. Adicionar uma pastilha de ebulição e redestilar o anidrido acético bruto. Recolher o produto destilado a 138-141 °C num balão seco. O rendimento é de 30-40 g (57-77%).
(*) Nota: O acetato de sódio anidro comercial contém geralmente alguma humidade. Para eliminar a humidade, fundir 70-80 g numa caçarola (num forno normal ou no micro-ondas) e mexer até deixar de haver água. Não sobreaquecer! Arrefecer e pulverizar rapidamente. Guardar num recipiente bem fechado antes de utilizar.
Anidrido acético a partir de acetato de sódio e dicloreto de dissulfureto (S2Cl2)
Equipamento e material de vidro.
- Balão de fundo redondo de três gargalos de 1000 ml;
- Béqueres de 100 ml x2, 1 l x2;
- Vareta de vidro;
- Banho-maria;
- Placa de aquecimento;
- Aparelho de destilação;
- Suporte de retorta e braçadeira para fixar o aparelho;
- Termómetro de laboratório (0 °C a 200 °C) com adaptador de balão;
- Balança de laboratório (0,1 - 500 g é adequada).
Reagentes.
- Acetato de sódio (NaOAc) 400 g;
- Dicloreto de dissulfureto (S2Cl2) 260 g (ou gás S2 e Cl2);
- KMnO4 ou K2Cr2O7 (alguns gramas).
Preparar 100 g de NaOAc acabado de fundir e 65 g de dicloreto de dissulfureto (S2Cl2). Coloca-se uma pequena quantidade de acetato de sódio (NaOAc) num padeiro, arrefecido num banho de gelo. Adiciona-se um pouco de dicloreto de enxofre e agita-se vigorosamente a mistura com uma vareta de vidro, não deixando a temperatura subir. De seguida, adiciona-se novamente NaOAc e repete-se o processo várias vezes até estar tudo misturado. A massa semi-líquida é transferida para um balão de fundo redondo de três gargalos de 1 litro. Repete-se a operação anterior 4 vezes, de modo a obter um total de 400 g de NaOAc e 260 g de S2Cl2.
O balão de fundo redondo é então equipado com um condensador de refluxo e aquecido suavemente num banho de água a ~80-85 °C. Assim que a reação começa, o aquecimento é removido e, caso a reação se torne demasiado vigorosa, é arrefecida com água fria.
Após 20-30 minutos, a evolução do SO2 cessa e a mistura é aquecida durante mais 10 minutos num banho de água em ebulição. O produto da reação é então destilado sob vácuo e, em seguida, redestilado fraccionadamente à pressão atmosférica, recolhendo a fração que ferve entre 138-141 °C.
Para purificação adicional, é destilado com 2-3 % de KMnO4 ou K2Cr2O7 para quebrar os contaminantes sulfurosos (testar a sua presença: 1 ml do destilado após neutralização com NH3 puro não deve produzir um precipitado escuro ao ser tratado com Pb(AcO)2). O rendimento é de ~90 % com base em S2Cl2.
Para purificação adicional, é destilado com 2-3 % de KMnO4 ou K2Cr2O7 para quebrar os contaminantes sulfurosos (testar a sua presença: 1 ml do destilado após neutralização com NH3 puro não deve produzir um precipitado escuro ao ser tratado com Pb(AcO)2). O rendimento é de ~90 % com base em S2Cl2.
Outra forma de produzir cloreto de enxofre in situ
Misturam-se rápida e cuidadosamente 205-215 g de acetato de sódio fino pulverizado (NaOAc) e 10 g de enxofre seco em pó (S2), transferindo-se rapidamente a mistura para um balão de fundo redondo de três gargalos de 1 litro de boca larga e humedecido com 25 ml de ácido acético. No interior do balão, através da rolha de borracha, estende-se 1) um tubo largo para a entrada de cloro 2) um agitador suspenso, que é vedado com um pedaço de tubo de borracha untado com vaselina e 3) um tubo de saída para a libertação do excesso de cloro (Cl2). O balão é imerso num banho de gelo. O cloro é inicialmente introduzido com precaução, com agitação frequente. Com o passar do tempo, a reação torna-se mais quente e cada vez mais líquida, pelo que o agitador pode ser rodado com um motor após algum tempo. O fluxo de cloro deve ser regulado de modo a que seja absorvido na sua quase totalidade. Quando a mistura reacional deixa de aquecer e o Cl2 deixa de ser absorvido, o conteúdo da reação é destilado no vácuo a uma temperatura de banho de óleo de ~150-180 °C, sendo depois redestilado à pressão normal, recolhendo a fração que ferve entre 138 e 141 °C. Rendimento ~90 %.
Síntese de acetato de sódio (NaOAc)
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