quinta-feira, 25 de setembro de 2008

Aspirina na cabeça!


Há muita informação sobre esse composto na internet, nem faria sentido aqui um tópico de poucas linhas. Mas o interessante, é que dificilmente encontramos rotas de preparação, principalmente em português (seja o produto que for), a não ser em literatura específica.

Diferente de outras fontes, neste artigo vamos também aprender a preparar o ácido salicílico a partir de produtos oriundos de matéria prima vegetal, e finalmente acetilar essa substância para o tão famigerado ácido acetilsalicílico.

1. Preparação do ácido 2-hidroxibenzóico

Muitos compostos orgânicos podem ser encontrados em plantas e o ácido 2-hidroxibenzóico (ácido salicílico) pode ser feito a partir do 2-hidroxibenzoato de metila, que é obtido do óleo de gualtéria (Gaultheriae procunbers) através da destilação das suas folhas. O óleo pode também ser comprado pronto. E claro, o ácido salicílico também em lojas especializadas! Então nesse caso ignore essa etapa do processo.

O óleo de gualtéria é muito apreciado na indústria alimentícia, utilizado para aromatizar alimentos industrializados, e possui reconhecidamente função biológica, podendo ser usado como analgésico, anti-reumático, antiinflamatório e etc.

Esse óleo é composto de aproximadamente 98% de éster 2-hidroximetilbenzoato de metila. E pode ser hidrolisado (saponificado) através de métodos tradicionais (hidróxido de sódio aquoso a quente). A reação produz o sal 2-hidroximetilbenzoato de sódio, que é então convertido no ácido 2-hidroximetilbenzóico através da aplicação de ácido clorídrico:

1.1 Técnica

Montar aparato apropriado para esquentar mistura reacional com cerca de 30ml utilizando banho-maria (balão de fundo redondo é apropriado). Se possível, montar um set-up para destilação, e recolher os produtos voláteis e inflamáveis como o metanol por exemplo.

Colocar 2g de óleo de gualtéria no balão, e adicionar 25ml de solução aquosa de hidróxido de sódio (2 mol/L). Aquecer em banho maria (água em ebulição) por 30 minutos.

Colocar a mistura em um pequeno béquer em cuba de gelo. Com agitação, adicionar ácido clorídrico concentrado em pequenas adições, até que a mistura se torne ácida.

Filtar o ácido salicílico precipitado utilizando filtração a vácuo (se possível). Lavar com pequena quantidade de água gelada, e transferir o produto para um vidro de relógio previamente pesado. Permitir secar durante algumas horas.

2. Preparação do ácido 2-etanóxibenzóico

Esta reação utiliza anidrido acético para acetilar (catalizada por ácido) eficientemente o grupo hidroxila do ácido 2-hidroxibenzóico:

Há vários produtos formados nessa reação, já que o ácido salicílico usado provém de forma relativamente impura. Então é necessário uma etapa de purificação adicional da aspirina. Note também que o anidrido acético reagem com água, então os frascos e aparatos devem estar bem secos.

2.1 Técnica

Pesar 1g da amostra do ácido 2-hidroxibenzóico impuro em balão. Adicionar 2ml de anidrido acético seguido de 8 gotas de ácido fosfórico concentrado (nota 1). Em capela, esquentar a mistura em banho maria, com agitação constante, até que todos os sólidos tenham dissolvido. Continuar aquecimento por mais 5 minutos.

Cuidadosamente, adicionar 5ml de água gelada na solução. Manter fraso em banho de gelo até que a precipitação esteja completa. Pode ser necessário agitação vigorosa com um bastão de vidro para que o processo de cristalização se inicie. Filtrar a vácuo o produto, lavando com pequena quantidade de água gelada.

Dissolver o produto bruto em alguns ml de álcool, a quente, refluxando a mistura em banho-maria, 'a ebulição. Derramar a solução alcoólica quente sobre alguns ml de água quente, contida em béquer. Caso haja precipitação, dissolver por aquecimento, sob refluxo, em banho-maria. Deixar em repouso e por resfriamento, cristais sob a forma de agulhas serão obtidos.

Filtrar em buchner, lavar com alguns ml de água gelada, depois com alguns ml de álcool gelado e secar ao ar ou em estufa a 50°C.

Notas

Nota 1: Em uma outra referência [3], é utilizado ácido sulfúrico concentrado como catalizador para essa reação. 20g de ácido salicílico, 30g (28ml) de anidrido acético e +-10 gotas de H2SO4. Como aqui as quantidades são maiores, é necessário condensação de refluxo, e a mistura reacional é aquecida em banho maria a 60-70°C durante 30 minutos sob agitação.


Referências

[1] http://pt.wikipedia.org/wiki/Aspirina
[2] http://pt.wikipedia.org/wiki/Ácido Salicílico
[3] Práticas de Química Orgânica, 3 edição, Eloisa Biasotto Mano e Affonso do Prado Seabra
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segunda-feira, 8 de setembro de 2008

O ciclo de carbono não pára


Hoje o mundo fala em aquecimento global, mas a grande maioria das pessoas não tem a menor idéia da disposição dos átomos de carbono no planeta. Talvez porque o ciclo do carbono seja difícil de se compreender, já que partes dele funcionam em escala microscópica, enquanto outras afetam a totalidade da Terra. Também, algumas partes acontecem em milissegundos, enquanto outras podem levar milhões de anos para surtirem efeito.

Nós podemos ver como o ciclo de carbono funciona analisando um modelo do ciclo (nesse caso, um diagrama) e vendo como as coisas diferentes são produzidas (produtos) juntamente com a maneira que esses produtos são feitos (processos).

Veja abaixo esse interessantíssimo diagrama (inglês), clique para ampliar:

Referências

[1] http://www.rsc.org/education/teachers

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segunda-feira, 1 de setembro de 2008

Fazendo vidro


Quem, mesmo com pouco interesse em química, nunca teve a vontade de produzir vidro? Aqui está a solução para esse problema, apesar de não tratar-se do vidro "tradicional" da janela das nossas casas, composto por SiO2, Na2CO3 e CaCO3, com ponto de fusão de aproximadamente 1.250°C.

Mas lembrando que por definição, o vidro é um sólido amorfo de elevada dureza, composto por um óxido metálico resfriado (ou mistura de óxidos), transparente, relativamente inerte e biologicamente inativo. E se esta definição for válida, é exatamente vidro que vamos fazer aqui! ;) Levando em conta que este procedimento é extremamente perigoso, então não faça jamais se não souber exatamente o que está fazendo!

Uma pequena amostra de vidro pode ser feita aquecendo uma mistura de óxido de chumbo, óxido de zinxo e ácido bórico até que eles derretam. O vidro formado pode ser colorido adicionando traços de vários óxidos de metais de transição: óxido de Cobre (II), óxido de cobalto (II), óxido de manganes (IV) e óxido de cromo (III).

Procedimento

Segurança: Use proteção para os olhos, luvas resistentes ao calor, e roupa apropriada. Evite inalar partículas dos sólidos dispersas no ar (principalmente óxido de chumbo e cromo), então use máscada de pó. Lavar bem as mãos após manipular os reagentes.

1) Pesar 6.5g de óxido de chumbo (II), 3.5g de ácido bórico e 0.5g de óxido de zinco. Misturá-los muito bem em um cadinho resistente ao calor (pode ser usado um cadinho de aço inoxidável, mas deve estar bem limpo e seco).

2) Montar um set-up apropriado para o experimento (em um tripé), e no início aquecer com cuidado. Depois aplicar forte calor de um Bico de Bunsen até que a mistura se torne líquida e bem móvel.

3) Se desejar, pode-se adicionar traços de um dos óxidos de metal de transição citados. Agitar bem a mistura (utilizar um clip de papel aberto para adicionar o óxido e agitar). Notar que deve ser adicionado traços desses óxidos, caso contrário será produzido um pedaço de vidro escuro.

4) Remover a fonte de calor, e trabalhar com o cadinho (extremamente quente) apenas com pinça apropriada. Despejar o conteúdo em uma forma ou chapa metálica (previamente aquecida), ou qualquer outro material resistente ao calor, como areia, folha de amianto, de mica e etc.

5) Permitir todo o material resfriar para posterior limpeza.

Notas

O vidro produzido aqui é muito frágil e difícil manter. Como já dito, esse tipo de vidro não é usado comercialmente. Para maiores informações sobre as composições dos vidros produzidos industrialmente, acesse os links nas referências abaixo.

Para limpar os cadinhos, eles podem ser mergulhados em ácido nítrico diluído (1 mol/L) (Extremamente corrosivo). Permitir o vidro diluir e lavar com água em abundância. Caso haja a reutilização do cadinho na experiência, ele deve estar seco.


Referências

[1] http://www.britglass.org.uk/AboutGlass/TypesofGlass.html
[2] http://www.st-johns.org.uk/sciclubweb/glass/glass.html
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