Purificação do ferroceno por sublimação

A sublimação é a transição de fase de uma substância de sólido para gasoso sem passar por sua fase líquida intermediária. É uma técnica importante usada para purificação de sólidos orgânicos e inorgânicos.

Normalmente, a transição do estado sólido para o gasoso requer a passagem pelo estado líquido.

No entanto, a redução da pressão e do aquecimento de um sólido pode levar à volatilização sem derreter, conhecida como sublimação. O processo inverso, no qual a substância passa do estado gasoso para o sólido, é chamado de deposição.

Este vídeo ilustrará os princípios da sublimação, um procedimento típico e várias aplicações.

Em pressões normais, a maioria dos compostos e elementos químicos possui três estados diferentes da matéria em diferentes temperaturas, com um ponto triplo no qual todos os três estados estão presentes.

Como visto em um diagrama de fases, a vaporização e a condensação - juntas conhecidas como destilação - podem ser realizadas em pressões acima do ponto triplo do composto.

Pelo contrário, a sublimação e a deposição ocorrem apenas em pressões que estão abaixo do ponto triplo.

A sublimação pode ser realizada usando dois tipos de aparelhos, dependendo da volatilidade do sólido: para compostos altamente voláteis, uma câmara de sublimação improvisada pode ser montada a partir de um béquer e um vidro de relógio. Este método é apropriado para compostos que sublimam à pressão atmosférica e à temperatura ambiente ou perto dela.

Se for necessário vácuo e/ou atmosfera inerte, é usada uma peça especializada de vidraria feita especificamente para sublimação. É feito de um copo de vidro, contendo o sólido bruto, e um cilindro oco, que contém um criogênio e se encaixa na parte superior do copo. Um anel de vedação veda a base e o dedo frio, e um acessório de vácuo compõe o resto do aparelho.

Após a conclusão do procedimento de sublimação, o aparelho é desmontado em uma capela ou porta-luvas, dependendo se o material é sensível ao ar. Em seguida, o sólido purificado pode ser raspado do cilindro, enquanto as impurezas não voláteis permanecem no copo.

Agora que discutimos os princípios da sublimação, vamos dar uma olhada em um procedimento real.

Em uma capela equipada com uma linha Schlenk, ou coletor duplo, pesar 500 mg de ferroceno na base de uma câmara de sublimação.

Coloque um O-ring na ranhura da base da câmara e coloque suavemente o dedo frio na base da câmara, certificando-se de que o O-ring se encaixe. Em seguida, prenda as duas peças da câmara com uma braçadeira.

Conecte a câmara montada à linha Schlenk e abra a câmara para aspirar por 1 min. Em seguida, feche a válvula de vácuo na câmara para continuar o experimento sob vácuo estático.

Prenda a câmara a um suporte de anel e coloque a parte da base da câmara em um 80? C banho. Encha o dedo frio com uma pasta de gelo, reabastecendo-o à medida que aquece.

Após a conclusão da sublimação, remova a câmara do banho. Feche a torneira para a linha de Schlenk e retire o tubo da câmara.

Em seguida, repressurize a câmara abrindo lentamente a válvula para arejar em um exaustor ou porta-luvas.

Use uma pipeta para remover a água do dedo frio e solte as duas peças da câmara. Em seguida, levante cuidadosamente o dedo frio para fora da câmara de sublimação.

Raspar o ferroceno purificado do dedo frio com uma espátula, transferir para um frasco pré-pesado e registar o peso.

500 mg de ferroceno comprado foram purificados por sublimação, resultando em 493 mg de produto isolado com um rendimento de 99,6%. A RMN de prótons mostra um singleto a 4,17 ppm, que se integra a 10 prótons do ferroceno. A ausência de outros picos indica que não há impurezas presentes e que a purificação foi bem-sucedida.

Agora que discutimos um procedimento para sublimação, vamos dar uma olhada em algumas aplicações.

A água pode ser sublimada usando um processo chamado liofilização, também conhecido como liofilização. Isso é feito congelando um frasco cheio de água em um banho de acetona de gelo seco a -78 ? C e, em seguida, aplicando alto vácuo por fixação a um liofilizante, onde a água é recapturada em um dedo frio.

Muitas naftalina contêm um composto conhecido como naftaleno, que é um hidrocarboneto poliaromático simples, consistindo em dois anéis de benzeno fundidos.

Naftaleno sublima à pressão atmosférica e 80 ? C e a forma gasosa deste composto é tóxica para as mariposas.

Você acabou de assistir à introdução de JoVE à Sublimação do Ferroceno. Agora você deve entender os princípios da sublimação, como realizar um experimento e várias de suas aplicações. Obrigado por assistir!