Podem ajudar-me a fabricar sulfato de etilo de sódio
ÁCIDO ETILSULFÚRICO DE SÓDIO
ÁCIDO ETILSULFÚRICO DE SÓDIO
Recomendo a realização desta reação em massa. Veja esta síntese para o sulfato de sódio etilo:
O controlo da temperatura é fundamental! Nunca deve ultrapassar os 115 °C, caso contrário o equilíbrio altera-se e produz-se éter dietílico em vez de sulfato de etilo.
Todos os reagentes devem ser anidros! A presença de água nesta reação reduz o rendimento. Não utilizar etanol desnaturado, pois o desnatónio decompõe-se quando aquecido, contaminando o produto. Se a reação for realizada corretamente, a solução pós-refluxo deve ser transparente, possivelmente com uma tonalidade amarela clara. Se for amarela ou laranja, está a utilizar reagentes impuros.
O tubo de secagem no topo do condensador ajuda a manter a humidade afastada.
Não evaporar na fase final! Quando aquecido desta forma, o etilsulfato de sódio decompõe-se. Secar a solução apenas ao ar. A utilização de uma ventoinha ajuda a acelerar o processo.
Existe uma variação desta reação que utiliza carbonato de cálcio antes da adição de carbonato de sódio. Aconselho vivamente a não o fazer. Este é adicionado para converter o sulfato de etilo no insolúvel sulfato de etilo de cálcio. Não só é completamente desnecessário, como também aumenta o tempo e a carga de trabalho e contamina significativamente o produto final. Quando se utiliza apenas carbonato de sódio, o sulfato de etilo é mantido numa solução aquosa que é posteriormente separada por filtração e seca.
Existe também uma outra variante que utiliza bissulfato de sódio em vez de ácido sulfúrico. Esta solução funciona, mas os rendimentos são baixos, segundo a minha experiência. Também contamina o produto, o que se manifesta sob a forma de cristais leitosos que tendem a formar-se nas paredes do prato de cristalização.
Requisitos
- Etanol (EtOH / C2H6O/ CH3CH2OH, 99%, 180 mL)
- Ácido sulfúrico (H2SO4 / H2O4S, 95%+, 80 mL)
- Carbonato de sódio (Na2CO3 / CNa2O3)
- Água (H2O, 300 mL)
Procedimento
A um RBF com gargalo (500 mL) adicionar etanol e ácido sulfúrico gota a gota durante 30 min com um funil de adição. Refluxar 3 h a 110 °C. Colocar gelo num copo (1 L+) e transferir a solução para lá. Adicionar água (300 mL). Preparar uma solução conc. de água e carbonato de sódio e verter lentamente para o copo em porções até pH = neutro. Esta reação é muito violenta! Filtrar e lavar o bolo de filtração com água. Secar ao ar com uma ventoinha durante ~48 h.Teoria
Quando aquecido, o ácido sulfúrico protona o oxigénio do etanol, formando um ião etil-oxónio que parcipita numa reação SN2 também conhecida como esterificação de Fisher. O oxónio liberta uma pequena quantidade de água e o produto hexacarbonado, formando sulfato de etilo, uma quantidade negligenciável de éter dietílico que se evapora e uma pequena quantidade de sulfato de dietilo cancerígeno. O sulfato de etilo é então convertido num sal de sódio por adição de carbonato de sódio. O carbonato de sódio também neutraliza o ácido sulfúrico residual numa reação ácido-base. O gelo ajuda a arrefecer as coisas, reduzindo a violência da reação.O controlo da temperatura é fundamental! Nunca deve ultrapassar os 115 °C, caso contrário o equilíbrio altera-se e produz-se éter dietílico em vez de sulfato de etilo.
Todos os reagentes devem ser anidros! A presença de água nesta reação reduz o rendimento. Não utilizar etanol desnaturado, pois o desnatónio decompõe-se quando aquecido, contaminando o produto. Se a reação for realizada corretamente, a solução pós-refluxo deve ser transparente, possivelmente com uma tonalidade amarela clara. Se for amarela ou laranja, está a utilizar reagentes impuros.
O tubo de secagem no topo do condensador ajuda a manter a humidade afastada.
Não evaporar na fase final! Quando aquecido desta forma, o etilsulfato de sódio decompõe-se. Secar a solução apenas ao ar. A utilização de uma ventoinha ajuda a acelerar o processo.
Existe uma variação desta reação que utiliza carbonato de cálcio antes da adição de carbonato de sódio. Aconselho vivamente a não o fazer. Este é adicionado para converter o sulfato de etilo no insolúvel sulfato de etilo de cálcio. Não só é completamente desnecessário, como também aumenta o tempo e a carga de trabalho e contamina significativamente o produto final. Quando se utiliza apenas carbonato de sódio, o sulfato de etilo é mantido numa solução aquosa que é posteriormente separada por filtração e seca.
Existe também uma outra variante que utiliza bissulfato de sódio em vez de ácido sulfúrico. Esta solução funciona, mas os rendimentos são baixos, segundo a minha experiência. Também contamina o produto, o que se manifesta sob a forma de cristais leitosos que tendem a formar-se nas paredes do prato de cristalização.
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Se a síntese falhou, foi porque deitei o ácido sulfúrico demasiado depressa?
- By Felix34-73
Se a síntese falhou, foi porque deitei o ácido sulfúrico demasiado depressa?
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Fiz como me disse, coloquei o ácido sulfúrico lentamente no banho de gelo e o resultado foi bom.
Como é que sabe que a síntese falhou? Tentou cristalizar o produto?
As suas leituras de temperatura são boas, mas deve ter em atenção que dependem da qualidade dos seus reagentes. Nas fotografias que forneceu, noto a cor laranja que é provavelmente causada pela decomposição do denatónio no EtOH ou pela formação de éter dietílico. Se utilizou EtOH (anidro, 99%+) e isto ocorre, tente 105 °C ou 100 °C. Também devo salientar que isto não significa que a síntese tenha falhado, apenas que se formaram alguns contaminantes. Deve tentar cristalizar. Um problema real seria se a mistura ficasse vermelha, o que indicaria a formação de sulfato de dietilo. Para verificar se existem subprodutos, cheire a mistura (não durante muito tempo, não é particularmente agradável). Se te cheirar a éter dietílico ou se observares bolhas a flutuar no topo do líquido durante a síntese, isso significa que estás a fazer éter dietílico.
Em tentativas claramente falhadas também já vi precipitar carbono que depois tem de ser filtrado (pessoalmente não usaria o produto depois neste caso). Tendo em conta que não é visível no teu caso, eu tentaria cristalizar o produto. Penso que não falhou. Há algum problema com a cristalização? Não deu muita informação sobre o que o leva a crer que a síntese falhou. Se tiveres mais informações, explica melhor a questão. Se estiver preocupado com os contaminantes que causam a mudança de cor, eles podem ser removidos com carvão ativado.
Quanto ao meu conselho sobre a taxa de adição do ácido, se não ultrapassar os 70 °C, não haverá problema. O objetivo é não atingir a ebulição. Pela minha experiência, não há problema em adicionar mais de 30 minutos. Se estiver preocupado com uma adição demasiado rápida e não tiver um funil de adição/gotejamento, pode adicionar o H2SO4 enquanto submerge o frasco num banho de gelo para jogar pelo seguro. De seguida, coloque o balão no sistema de refluxo. Já fiz isto no passado quando não tinha um funil disponível e verifiquei que a temperatura era >70 °C.
Aqui estão algumas perguntas de acompanhamento para me ajudar a diagnosticar problemas:
As suas leituras de temperatura são boas, mas deve ter em atenção que dependem da qualidade dos seus reagentes. Nas fotografias que forneceu, noto a cor laranja que é provavelmente causada pela decomposição do denatónio no EtOH ou pela formação de éter dietílico. Se utilizou EtOH (anidro, 99%+) e isto ocorre, tente 105 °C ou 100 °C. Também devo salientar que isto não significa que a síntese tenha falhado, apenas que se formaram alguns contaminantes. Deve tentar cristalizar. Um problema real seria se a mistura ficasse vermelha, o que indicaria a formação de sulfato de dietilo. Para verificar se existem subprodutos, cheire a mistura (não durante muito tempo, não é particularmente agradável). Se te cheirar a éter dietílico ou se observares bolhas a flutuar no topo do líquido durante a síntese, isso significa que estás a fazer éter dietílico.
Em tentativas claramente falhadas também já vi precipitar carbono que depois tem de ser filtrado (pessoalmente não usaria o produto depois neste caso). Tendo em conta que não é visível no teu caso, eu tentaria cristalizar o produto. Penso que não falhou. Há algum problema com a cristalização? Não deu muita informação sobre o que o leva a crer que a síntese falhou. Se tiveres mais informações, explica melhor a questão. Se estiver preocupado com os contaminantes que causam a mudança de cor, eles podem ser removidos com carvão ativado.
Quanto ao meu conselho sobre a taxa de adição do ácido, se não ultrapassar os 70 °C, não haverá problema. O objetivo é não atingir a ebulição. Pela minha experiência, não há problema em adicionar mais de 30 minutos. Se estiver preocupado com uma adição demasiado rápida e não tiver um funil de adição/gotejamento, pode adicionar o H2SO4 enquanto submerge o frasco num banho de gelo para jogar pelo seguro. De seguida, coloque o balão no sistema de refluxo. Já fiz isto no passado quando não tinha um funil disponível e verifiquei que a temperatura era >70 °C.
Aqui estão algumas perguntas de acompanhamento para me ajudar a diagnosticar problemas:
- Já tentou terminar a síntese e cristalizar o produto final?
- Todos os seus reagentes estão anidros (sei que estou sempre a dizer isto, mas esta síntese mostrou-se particularmente sensível ao H2O, utilizei 95% de H2SO4 com sucesso para isto, não há necessidade de ultrapassar isso, que é muito dispendioso)
- O EtOH está desnaturado?
- Que concentração de H2SO4 está a utilizar?
- O refluxo foi calmo (não deve haver fumo visível no condensador)?
- Que proporção de ácido para álcool utilizou?
- By Felix34-73
1) Não tentei cristalizar, tornei o pH neutro, mas pensei que não era o produto e deitei tudo fora.
2) todos os meus reagentes são anidros
3) o etanol não foi desnaturado
4) quando eu coloco ácido sulfúrico no etanol
5) o meu grau está avariado, foi um pouco difícil controlar o grau, vou encomendar um novo grau
6) 96%
2) todos os meus reagentes são anidros
3) o etanol não foi desnaturado
4) quando eu coloco ácido sulfúrico no etanol
5) o meu grau está avariado, foi um pouco difícil controlar o grau, vou encomendar um novo grau
6) 96%
Fixe. É pena que o tenha deitado fora, mas já percebi. Pelo que diz, parece que é bom em termos de controlo de qualidade. A mudança de cor para amarelo/dourado está bem, laranja ainda é bom. Nunca se quer vermelho. Desejo-te boa sorte com a síntese na próxima edição.
- By Felix34-73
Além disso, o meu outro termómetro eletrónico, que vou substituir por um novo termómetro de vidro, está avariado.
- By Felix34-73
Fiz como me disse, coloquei o ácido sulfúrico lentamente no banho de gelo e o resultado foi bom.
Como disse no meu post, neutraliza-se a solução e seca-se ao ar. Quando o solvente tiver evaporado, cairão cristais sólidos. Utilizar um prato de cristalização com uma ventoinha. Não aplicar calor, pois o produto é muito suscetível de decomposição térmica.
- By Felix34-73
O etanol está estragado, acho que o vou fazer com etanol novo, desta vez vou usar ácido sulfúrico a 98%
Isto parece-me bem. Obtive mais ou menos o mesmo resultado, possivelmente com uma tonalidade mais clara de amarelo, mas o seu é provavelmente o mesmo e é apenas o contraste do vídeo.
- By Felix34-73
O etanol que utilizei era muito aguado, pelo que a neutralização do pH foi muito difícil e os meus dois sintetizadores eram um lixo, estou tão deprimido 
- By Felix34-73
Eu uso isto, mas isto é combustível de lareira a etanol e é muito aguado, acho que este etanol não neutraliza o pH, o que achas?
