Como se deve proceder para verificar se os compostos acima foram realmente purificados após a recristalização dos mesmos?
Passo 1
O enunciado pergunta: “Como se deve proceder para verificar se os compostos acima foram realmente purificados após a recristalização?”
Informações dadas: não há dados numéricos, nem espectros ou figuras enviados — só a necessidade de um procedimento prático e confiável para checar a purificação após recristalização.
Informações dadas: não há dados numéricos, nem espectros ou figuras enviados — só a necessidade de um procedimento prático e confiável para checar a purificação após recristalização.
Passo 2
Visão geral da estratégia: após recristalizar, a ideia é usar checagens físicas rápidas (aparência, secagem, ponto de fusão), métodos cromatográficos simples (TLC) e, quando disponíveis, métodos espectroscópicos e cromatográficos quantitativos (
H/
C NMR, IR, GC/HPLC, MS, análise elementar). Cada técnica dá uma informação diferente: algumas detectam pequenas impurezas, outras confirmam estrutura. Vou explicar cada técnica, como executar passo a passo e como interpretar o resultado na hora da prova ou no laboratório.
Passo 3
Preparar a amostra (secagem e manuseio) — por que é importante e como fazer
- Por que: cristais “molhados” com solvente ou absorvendo água mascaram teste de pureza (ponto de fusão alargado, sinais extras em espectros, pico extra em GC/HPLC).
- Como fazer: colocar os cristais em um frasco limpo e seco e secar adequadamente. Métodos práticos: deixar em alto vácuo por
minutos (dependendo do solvente e da quantidade), ou em estufa a uma temperatura moderada (abaixo da temperatura de decomposição do composto) por horas, ou em um dessecador sobre gel de sílica/NaOH. Sempre anotar o método de secagem. - Dica: para compostos higroscópicos, usar vácuo mais prolongado; para compostos sensíveis ao calor, prefira vácuo frio.
Passo 4
Ponto de fusão — procedimento, teoria e interpretação
- Teoria rápida e útil para prova: impurezas normalmente abaixam e alargam a faixa de ponto de fusão. Um sólido puro apresenta uma faixa de fusão estreita e reprodutível; impurezas causam depressão do ponto de fusão e alargamento da faixa.
- Como medir (passo a passo prático): empacotar uma pequena quantidade de cristal seco num capilar limpo; colocar no aparelho (ou tubo capilar em bloco de óleo quente) e aquecer lentamente; anotar a temperatura em que o composto começa a derreter e a temperatura em que termina.
- Como interpretar: faixa curta e consistente indica boa pureza; faixa alargada (diferença grande entre início e fim) ou início de fusão bem abaixo do valor esperado sugere impurezas.
- Teste de ponto de fusão misto: misturar
(em massa) amostra recristalizada + amostra padrão (composto conhecido puro). Se a mistura tiver o mesmo ponto de fusão que o padrão, provavelmente é o mesmo composto puro; se houver depressão, a amostra contém impurezas ou não é o mesmo composto. Esse é um teste clássico e muito convincente na prática.
Passo 5
TLC (cromatografia em camada fina) — como fazer e o que observar
- Por que: TLC é rápido e sensível para detectar componentes minoritários.
- Passo a passo: escolher uma fase móvel adequada (comece por uma mistura binária moderada, por exemplo hexano/acetato de etila ou diclorometano/MeOH dependendo da polaridade), preparar placa TLC, aplicar pequenas manchas da amostra recristalizada e, idealmente, do material inicial e de um padrão conhecido; desenvolver até
da altura; secar e visualizar (UV, ninhidrina, permanganato, etc.). - Medir
: use a fórmula
- Como interpretar: uma única mancha bem definida (mesmo
do padrão) indica provável pureza. Duas ou mais manchas significam impurezas. Atenção: co-eluição pode dar só uma mancha mesmo com impurezas — por isso, variar a fase móvel e co-spot (manchar padrão + amostra no mesmo ponto) é importante para confirmar identidade.
Passo 6
Espectroscopia
H e
C NMR — confirmação estrutural e detecção de impurezas
- O que ensina: NMR mostra o ambiente químico dos átomos de hidrogênio e carbono. Ausência de sinais inesperados e integrais que batem com a fórmula esperada sugerem alta pureza e estrutura correta.
- Como proceder: dissolver uma pequena quantidade da amostra num solvente de NMR seco (ex.: CDCl
, DMSO-d ) e adquirir espectro H; para confirmação complementar, adquirir C. Anotar picos residuais do solvente e sinais de água (para não confundir com impureza). - Interpretação prática: verificar se todas as integrais
H correspondem às proporções esperadas; procurar sinais pequenos e não atribuíveis (impurezas, solventes, subprodutos). Para quantificar pureza aproximada por NMR, é possível usar um padrão interno de concentração conhecida e comparar áreas (método usado em síntese orgânica). - Limitação: pequenas impurezas (
) podem não aparecer claramente; algumas impurezas coalescem com sinais principais.
Passo 7
Espectroscopia IR — checar grupos funcionais e impurezas comuns
- O que verifica: bandas características de grupos funcionais (OH, NH, C=O, C–O, etc.). Um pico inesperado (ex.: banda forte de OH em torno de
) pode indicar presença de solvente ou água. - Como fazer: usar ATR-IR ou KBr/NaCl; comparar espectro com espectro de referência.
- Interpretação: confirmação rápida de presença/ausência de grupos; útil para detectar contaminação por solventes polares ou reagentes com grupos específicos.
Passo 8
GC e HPLC — quantificação de pureza
- Quando usar: para compostos voláteis/termicamente estáveis use GC; para compostos não voláteis ou termosensíveis use HPLC.
- Procedimento básico: injetar amostra (e padrão ou mistura com padrão interno), obter cromatograma; cada pico corresponde a um componente separável. Calcular pureza aproximada por área percentual:
. Para resultados quantitativos reais é preciso usar fator de resposta ou padrão interno. - Interpretação: um único pico grande com
de área sugere alta pureza; picos adicionais sob a linha indicam impurezas. GC/HPLC é mais sensível que mp ou TLC para detectar baixos níveis de impureza.
Passo 9
Espectrometria de massas (MS) e análise elementar — confirmação final
- MS: confirma massa molecular e fragmentos, útil para confirmar que o produto tem a massa esperada; presença de picos extras pode indicar impurezas.
- Análise elementar (C,H,N…): compara composição percentual experimental com teórica; bom para confirmar pureza em nível macroscópico.
- Uso prático: esses métodos costumam ser feitos quando se necessita confirmação rigorosa (artigos, relatórios finais) — na prática de laboratório da graduação, NMR + mp + TLC costumam bastar.
Passo 10
Fluxo prático sugerido em laboratório de graduação (ordem e priorização)
-
- Secar amostra corretamente (Passo 3).
-
- Fazer TLC comparando com material inicial e, se existir, com padrão.
-
- Medir ponto de fusão e, se possível, fazer teste de ponto de fusão misto com padrão.
-
- Obter IR rápido (ATR) para checar grupos funcionais e sinais de solvente/água.
-
- Se disponível, adquirir
H NMR (e C se necessário).
- Se disponível, adquirir
-
- Se necessário quantificar impurezas pequenas, realizar GC/HPLC.
-
- Para confirmação final, MS e análise elementar.
Explicação do porquê: TLC e mp são rápidos e baratos — devem ser suas primeiras linhas de verificação; NMR e GC/HPLC dão confirmação mais robusta.
- Para confirmação final, MS e análise elementar.
Passo 11
Limitações, armadilhas comuns e como evitar falsos negativos/positivos
- Um único spot na TLC não garante pureza absoluta (co-eluição é possível). Varia solvents para checar.
- Ponto de fusão afetado por solvento residual ou por decomposição — sempre secar bem e checar se há decomposição durante aquecimento.
- Sinais extras em NMR podem ser solvente residual (
em CDCl , água em DMSO-d ); consulte tabela de picos de solventes. - Em GC/HPLC, impurezas que não absorvem no detector escolhido podem não aparecer — escolha detector apropriado (FID, UV, MS).
- Sempre documentar condições experimentais (solvente para recristalização, tempo de secagem, condições de TLC) — isso ajuda a reproduzir e diagnosticar problemas.
Passo 12
Resumo prático rápido (checklist que dá para decorar e usar na prova)
- Secar bem os cristais.
- Fazer TLC com co-spot; variar solvente se necessário.
- Medir ponto de fusão; realizar mistura com padrão (mixed MP) se houver padrão.
- Tirar IR para checar grupos funcionais e sinais de solvente/água.
- Fazer
H NMR; verificar integrais e ausência de sinais extras. - Para quantificação ou detecção de impurezas em baixo nível, usar GC/HPLC (com padrão interno se precisão for necessária).
- Se precisar confirmar identidade/elementos, usar MS e análise elementar.
Resposta
Secar os cristais adequadamente; fazer TLC (co-spot com padrão) e observar se aparece apenas uma mancha; medir ponto de fusão e realizar teste de ponto de fusão misto com padrão; obter IR para checar grupos funcionais e sinais de solvente/água; registrar
H (e
C) NMR e verificar integrais e ausência de sinais extras; usar GC/HPLC para quantificação da pureza quando necessário; confirmar, se exigido, por MS e análise elementar.