Melhor método
Por meio de experimentos, foi determinado que o melhor método para extrair o MeNH2 da solução aquosa é aumentar a temperatura da solução enquanto se agita. O gás é produzido imediatamente após a agitação em temperatura e pressão padrão, e a solução começa a ferver a 60 ºC. Quantidades abundantes de MeNH2(g) podem ser obtidas aumentando gradualmente a temperatura da solução entre 60 ºC e 80 ºC à pressão normal. Um condensador de refluxo e um tubo de lavagem de gás preenchido com MgSO4 anidro para pré-secar o gás e peneira molecular 3A para proporcionar uma secagem final são suficientes para remover qualquer vapor de água. (Observação: o uso de NaOH para secar o gás não é recomendado pelo seguinte motivo: O NaOH formará um bolo úmido e duro na interface vapor/NaOH. Esse bolo fino acabará impedindo o fluxo de gás, aumentando a pressão da linha e causando o estouro ou a explosão de uma junta - a fuga da fumaça tóxica e nociva do MeNH2 tornará rapidamente o local de trabalho inabitável. Esse é um fato baseado na experiência, não em especulações, portanto, evite a sugestão publicada de usar NaOH para secar o gás MeNH2: essa sugestão não é sólida e, embora uma pessoa possa "sobreviver" no curto prazo, no longo prazo ela acabará levando a uma catástrofe).
À medida que a temperatura da solução aumenta para 80 ºC, observa-se a condensação de vapor de água na metade inferior do condensador de refluxo. Após algum tempo na mesma temperatura, a produção de MeNH2(g) começa a diminuir. Nesse ponto, a solução parcialmente gasta pode esfriar e é bombeada para fora do frasco do reator (uma bomba peristáltica é ideal) e para um garrafão de plástico (HDPE) para tratamento adicional para recuperar o MeNH2 restante. O reator é recarregado com uma solução fresca de 40% e a agitação e o aquecimento são aplicados, como acima, até que a temperatura atinja 80 ºC e a produção de gás diminua, após o que essa solução parcialmente gasta é adicionada ao conteúdo do garrafão e o reator é recarregado. Dessa forma, uma quantidade substancial de solução a 40% pode ser processada, sem a necessidade de desmontar o aparelho de gás, nem expor a área de trabalho aos vapores de MeNH2, nem com qualquer resíduo sólido remanescente no frasco de ebulição.
A solução parcialmente gasta pode ser tratada posteriormente para obter praticamente 100% do MeNH2 restante. Isso é feito pela adição de ácido muriático de acordo com a reação MeNH2(aq) + HCl(aq) = MeNH2-HCl(aq). O reator deve ser mantido em um banho de gelo durante a adição do ácido, pois a adição do ácido gera muito calor. Após a neutralização, a solução de MeNH2-HCl é levada à ebulição, a água e qualquer vapor de MeNH2 são recuperados por condensação, e o MeNH2-HCl seco pode então ser reagido com uma solução saturada de NaOH para gerar MeNH2(g) de acordo com a reação:
Por meio de experimentos, foi determinado que o melhor método para extrair o MeNH2 da solução aquosa é aumentar a temperatura da solução enquanto se agita. O gás é produzido imediatamente após a agitação em temperatura e pressão padrão, e a solução começa a ferver a 60 ºC. Quantidades abundantes de MeNH2(g) podem ser obtidas aumentando gradualmente a temperatura da solução entre 60 ºC e 80 ºC à pressão normal. Um condensador de refluxo e um tubo de lavagem de gás preenchido com MgSO4 anidro para pré-secar o gás e peneira molecular 3A para proporcionar uma secagem final são suficientes para remover qualquer vapor de água. (Observação: o uso de NaOH para secar o gás não é recomendado pelo seguinte motivo: O NaOH formará um bolo úmido e duro na interface vapor/NaOH. Esse bolo fino acabará impedindo o fluxo de gás, aumentando a pressão da linha e causando o estouro ou a explosão de uma junta - a fuga da fumaça tóxica e nociva do MeNH2 tornará rapidamente o local de trabalho inabitável. Esse é um fato baseado na experiência, não em especulações, portanto, evite a sugestão publicada de usar NaOH para secar o gás MeNH2: essa sugestão não é sólida e, embora uma pessoa possa "sobreviver" no curto prazo, no longo prazo ela acabará levando a uma catástrofe).
À medida que a temperatura da solução aumenta para 80 ºC, observa-se a condensação de vapor de água na metade inferior do condensador de refluxo. Após algum tempo na mesma temperatura, a produção de MeNH2(g) começa a diminuir. Nesse ponto, a solução parcialmente gasta pode esfriar e é bombeada para fora do frasco do reator (uma bomba peristáltica é ideal) e para um garrafão de plástico (HDPE) para tratamento adicional para recuperar o MeNH2 restante. O reator é recarregado com uma solução fresca de 40% e a agitação e o aquecimento são aplicados, como acima, até que a temperatura atinja 80 ºC e a produção de gás diminua, após o que essa solução parcialmente gasta é adicionada ao conteúdo do garrafão e o reator é recarregado. Dessa forma, uma quantidade substancial de solução a 40% pode ser processada, sem a necessidade de desmontar o aparelho de gás, nem expor a área de trabalho aos vapores de MeNH2, nem com qualquer resíduo sólido remanescente no frasco de ebulição.
A solução parcialmente gasta pode ser tratada posteriormente para obter praticamente 100% do MeNH2 restante. Isso é feito pela adição de ácido muriático de acordo com a reação MeNH2(aq) + HCl(aq) = MeNH2-HCl(aq). O reator deve ser mantido em um banho de gelo durante a adição do ácido, pois a adição do ácido gera muito calor. Após a neutralização, a solução de MeNH2-HCl é levada à ebulição, a água e qualquer vapor de MeNH2 são recuperados por condensação, e o MeNH2-HCl seco pode então ser reagido com uma solução saturada de NaOH para gerar MeNH2(g) de acordo com a reação:
MeNH2-HCl(s) + NaOH(aq) = MeNH2 (g) + NaCl(aq)+ H2O
Há uma vantagem em ferver primeiro a maior parte do MeNH2(g), antes da adição do ácido, uma vez que é consumido substancialmente menos ácido e é produzido substancialmente menos sal de cloridrato, portanto, é necessário menos NaOH para converter o cloridrato em gás, etc., e menos bagunça e incômodo em geral. De fato, uma pessoa poderia produzir todo o MeNH2 de que precisasse com a simples agitação e fervura da solução inicial de 40%, descarregando e recarregando facilmente o reator e deixando a tarefa de reagir a solução gasta com ácido muriático para uma data posterior.
Absorção de MeNH2 em MeOH
Presume-se que os membros que estão lendo esta postagem entendam que uma das razões para gerar o gás MeNH2 é absorver esse gás em MeOH frio e agitado. Ao pesar o MeOH antes e depois da dissolução do gás, é possível calcular a quantidade de MeNH2 recuperada, o que é necessário para outras sínteses. Observe que algumas pessoas sugeriram o uso de um tubo de dispersão ao absorver o MeNH2(g) no MeOH. Essa recomendação não é garantida e não é sólida porque aumentará a pressão da linha no sistema, o que pode levar a uma catástrofe. Não siga essas sugestões - não use um tubo de dispersão. O MeNH2(g) é prontamente absorvido em MeOH frio. O p.b. do MeNH2 é de -6 ºC, portanto, um banho de água salgada/gelo é suficiente para condensar os vapores. Além disso, o MeNH2(g) é absorvido pelo MeOH em praticamente qualquer temperatura, exceto a quente. A tubulação de polietileno de 1/2 pol. de diâmetro externo da loja de ferragens sem nenhum tipo de dispositivo de dispersão na extremidade da tubulação é suficiente para essa finalidade.
Controle de sucção
A sucção ocorre quando a quantidade de gás que está sendo gerada é insuficiente para compensar a quantidade de gás que está sendo absorvida. Quando a produção de gás diminui, ocorre o suck-back. A sucção de MeOH com gás MeNH2 pode ser rápida e violenta. A sucção contínua indica que é hora de substituir a solução gasta no reator por uma solução nova de 40%. A sucção é controlada por torneiras de bloqueio para aliviar a pressão da linha. No entanto, é necessário instalar uma armadilha entre o tubo de secagem de gás e o receptor para aqueles momentos inevitáveis em que o operador olha para o outro lado e uma solução valiosa de MeNH2/MeOH é sugada para dentro do sistema. A armadilha deve ser maior do que o volume de MeOH no receptor, para que nada seja perdido e nada chegue ao reator. Se o MeOH for sugado de volta para o reator quente, onde a temperatura está acima do b.p. do MeOH, a explosão de vidraria resultante chamará a atenção de todos. Mas tenha certeza de que isso não é possível com a configuração descrita.
armadilha e torneiras de bloqueio
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@G.Patton Desculpe-me pela resposta longa, mas esta é uma pergunta dividida em duas partes.
1. Isso significa apenas ferver uma solução aq de 40% de metilamina hcl (1000 ml de H2O + 400 g de metilamina hcl)? Se esse for o caso, talvez você tenha uma ideia de quanto metilamina hcl permaneceria na solução gasta? Estou apenas tentando entender o quão eficiente seria o processo.
Então, o aparato seria algo como: fundo redondo de 2 litros e 2 gargalos com termômetro e condensador Liebig de 50 cm conectado a um tubo de secagem de gás e finalizado com um frasco de secagem de peneira molecular, controle de sucção e enxadas/tubos que vão para o aquecedor? (Quero obter uma solução aq de 40% para a síntese de 4mmc)
Além disso, a secagem da peneira molecular é necessária para fazer a solução aq.
2. Se eu seguir o caminho do NaOH aq., imagino o aparato da seguinte forma: rbf de 2 litros e 2 gargalos com funil de queda de pressão equalizada em um gargalo e condensador no outro gargalo, continuando com a parte de secagem e sucção, correto?
Talvez você possa compartilhar qual deve ser a proporção de metilamina hcl e de água no frasco de reação, bem como a proporção de água de NaOH no funil de coleta?
Eu ficaria muito feliz com qualquer informação que pudesse me ajudar com parte do projeto. Simplesmente não tenho a opção de comprar com segurança a solução de 40%.
1. Isso significa apenas ferver uma solução aq de 40% de metilamina hcl (1000 ml de H2O + 400 g de metilamina hcl)? Se esse for o caso, talvez você tenha uma ideia de quanto metilamina hcl permaneceria na solução gasta? Estou apenas tentando entender o quão eficiente seria o processo.
Então, o aparato seria algo como: fundo redondo de 2 litros e 2 gargalos com termômetro e condensador Liebig de 50 cm conectado a um tubo de secagem de gás e finalizado com um frasco de secagem de peneira molecular, controle de sucção e enxadas/tubos que vão para o aquecedor? (Quero obter uma solução aq de 40% para a síntese de 4mmc)
Além disso, a secagem da peneira molecular é necessária para fazer a solução aq.
2. Se eu seguir o caminho do NaOH aq., imagino o aparato da seguinte forma: rbf de 2 litros e 2 gargalos com funil de queda de pressão equalizada em um gargalo e condensador no outro gargalo, continuando com a parte de secagem e sucção, correto?
Talvez você possa compartilhar qual deve ser a proporção de metilamina hcl e de água no frasco de reação, bem como a proporção de água de NaOH no funil de coleta?
Eu ficaria muito feliz com qualquer informação que pudesse me ajudar com parte do projeto. Simplesmente não tenho a opção de comprar com segurança a solução de 40%.
- By G.Patton
Olá, não. Está escrito sobre solução aquosa de metilamina, não sobre cloridrato de metilamina. Há uma grande diferença. Se você quiser obter uma base livre de metilamina, precisará adicionar um álcali. Aqui está a equação da reação para você:
MeNH2-HCl(s) + NaOH(aq) = MeNH2 (gás) + NaCl(aq)+ H2O
Você precisa de uma quantidade equimolar (1:1 em moles com metilamina*hcl) de NaOH em cerca de 50% aq sln.
Trata-se de uma base livre de metilamina em uma solução aquosa:
Você precisa de um rbf com um condensador de refluxo e um tubo de lavagem de gás depois de preenchido com MgSO4 anidro para pré-secar o gás e uma peneira molecular 3A para proporcionar uma secagem final, o que é suficiente para remover qualquer vapor de água. Você pode adicionar instantaneamente através do primeiro gargalo ou usar um rbf de dois gargalos (é a melhor opção).
Trata-se de uma base livre de metilamina em uma solução aquosa:
Você precisa de um rbf com um condensador de refluxo e um tubo de lavagem de gás depois de preenchido com MgSO4 anidro para pré-secar o gás e uma peneira molecular 3A para proporcionar uma secagem final, o que é suficiente para remover qualquer vapor de água. Você pode adicionar instantaneamente através do primeiro gargalo ou usar um rbf de dois gargalos (é a melhor opção).
