reações de oxidação em compostos orgânicos

Profª Alda Ernestina

Reações Orgânicas

Reações de oxi-redução em compostos orgânicos

Ao iniciarmos o estudo das reações de oxi-redução na química orgânica devemos inicialmente relembrar o conceito de

número de oxidação (Nox) de um elemento. Em compostos iônicos o Nox dos elementos que os formam é igual a carga

do próprio elemento e indica a quantidade de elétrons transferidos do metal para o ametal, pois há uma transferência

efetiva de elétrons. No caso dos compostos covalentes, como não há uma transferência efetiva de elétrons, o Nox de

cada um dos elementos, não expressa a quantidade de elétrons transferida, mas sim a carga parcial de cada átomo

desse elemento na molécula, gerada pela distribuição desigual dos elétrons nas ligações covalentes, em decorrência das

diferentes eletronegatividades desses elementos. Relembrando os conceitos de:

reação de oxi-redução - reação química em que o Nox de um ou mais elementos se altera.

oxidação - aumento do Nox de um elemento

redução - diminuição do Nox de um elemento

Na química orgânica, reações de oxi-redução são aquelas em que o Nox do carbono sofre alteração. Como nos exemplos

abaixo:

Um bom exemplo de reação de oxi-redução é a combustão de compostos orgânicos, que consiste na reação entre um

composto orgânico e o oxigênio (O2). Nessas reações os Nox's do carbono e do oxigênio é alterado.

Exemplos de reações de oxidação e redução

Oxidação do metanol à ácido metanóico

Nesta reação o carbono do álcool tem seu Nox alterado

de -2 para +2 no ácido carboxílico. Como o Nox

aumentou trata-se de uma reação de oxidação de um

álcool á ácido carboxílico.

Redução da propanona à 2-propanol

Nesta reação o carbono da cetona tem seu Nox

alterado de +2 para 0 no álcool, como o Nox diminuiu

trata-se de uma reação de redução de uma cetona à

álcool.

Portanto, dizemos que a combustão do carvão, é

uma reação de oxi-redução, onde o carbono sofre

oxidação e o oxigênio sofre redução .

Principais reações de oxidação

De um modo geral, podemos dizer que as reações de

oxidação em compostos orgânicos são aquelas que

ocorrem na presença de um agente oxidante e ocorre

com a entrada de oxigênio ou saída de hidrogênio na

molécula. Os principais tipos são:

A) oxidação de alcenos

B) oxidação de álcoois

A) OXIDAÇÃO DE ALCENOS - os alcenos sofrem

oxidação através de três métodos diferentes:

1) oxidação branda - consiste na oxidação do alceno

sob condições brandas, utilizando-se como oxidante

uma solução aquosa diluída, neutra ou levemente

alcalina de KMnO4, produzindo um diálcool. Indicamos

o agente oxidante por [O]. Como no exemplo abaixo.

Durante a reação, a cor violeta do KMnO4, desaparece.

Desta forma, o descoramento da solução de KMnO4

confirma a presença de um alceno e é utilizado na

identificação de alcenos, e recebe o nome de teste de

Bayer.

2) oxidação enérgica - consiste na oxidação do alceno

sob condições enérgicas, utilizando-se como oxidante

uma solução aquosa concentrada de KMnO4 ou K2Cr2O7

em meio ácido (geralmente H2SO4), a quente. Por se

tratar de uma reação em condições enérgicas, a

molécula de alceno é quebrada na altura da ligação

dupla, produzindo diferentes compostos .

Os produtos formados dependem da posição da ligação

dupla pois a molécula ao ser quebrada gera duas partes

diferentes , sendo que:

* carbono 1º (primário) produz CO2 e H2O;

*carbono 2º (secundário) produz ácido carboxílico;

* carbono 3º (terciário) produz cetona.

Vejamos como exemplo a oxidação enérgica do 2-metil-

2-buteno.

A oxidação enérgica do 2-metil-2-buteno, quebra a

molécula em duas partes. A parte da esquerda tem 2

carbonos e por ser um carbono 2º produz ácido

etanóico. A parte da direita apresenta 3 carbonos e por

ser um carbono 3º produz propanona.

3) ozonólise - consiste na reação do alceno com ozônio

(O3) na presença de água e zinco em pó, produzindo

água oxigenada (H2O2) e composto orgânico. Como o

próprio nome sugere, a molécula do alceno é quebrada

pela ação do ozônio, e assim como na oxidação enérgica

são produzidos diferentes compostos orgânicos, de

acordo com a posição da ligação dupla. Sendo que:

* carbonos 1º ou 2º da ligação dupla produzem

aldeídos

* carbono 3º produz cetona.

Desta forma, após a ozonólise do 2-metil-2-buteno são

esperados dois produtos diferentes: etanal (aldeído

proveniente da oxidação da parte esquerda do alceno)

e propanona (cetona proveniente da oxidação da parte

direita do alceno), além de H2O2.

Vale ressaltar que o zinco em pó tem um papel muito

importante na reação, ele impede que o aldeído seja

oxidado à ácido carboxílico, pela ação do H2O2 (agente

oxidante), presente no meio.

B) OXIDAÇÃO DE ÁLCOOIS - diante de agentes

oxidantes fortes como KMnO4 ou K2Cr2O7 em meio

ácido (meio sulfúrico), os álcoois se oxidam e geram

diferentes produtos, dependo do tipo do álcool

(primário, secundário ou terciário), sendo que:

* álcool 1º produz aldeído por oxidação parcial e ácido

carboxílico se a oxidação for total

* álcool 2º produz cetona

* não sofre oxidação

Desta forma o etanol, na presença de KMnO4 em meio

ácido, ao sofrer oxidação parcial produzirá etanal; caso

a oxidação seja total, produzirá ácido acético, esta

última é a reação responsável pelo vinho azedar,

produzindo vinagre (do latim, vinho azedo).

Da mesma forma o 2-propanol, por ser um álcool

secundário, ao sofrer oxidação produzirá uma cetona, a

propanona.

Por sua vez um álcool terciário, como o 2-metil-2-

propanol, ao ser submetido à reação com um agente

oxidante (KMnO4 ou K2Cr2O7) em meio ácido, não

ocorre reação. Já que álcoois terciários não sofrem

oxidação.

EXERCÍCIOS

1. (UEL-PR) O Nox's do carbono nas substâncias:

são, respectivamente:

a) -4, zero e -4 c) -3, +2 e -2

b) +4, zero e +2 d) +3, zero e +2

2. Calcule o Nox dos átomos de carbono apontados:

3. (UFSM-RS) Os principais produtos obtidos pela

oxidação do 2-buteno com KMnO4 em meio ácido e em

meio básico, são respectivamente:

a) etanal e 2-propanol

b) etanal e 2,3-butanodiol

c) propanona e metanol

d) propanona e butanona

4. (PUC-MG) Na oxidação enérgica (KMnO4/H+) de um

alceno, foram obtidos ácido propanóico e propanona.

Pode-se afirmar que o alceno em questão é o:

a) 2- penteno c) 2-metil-3-penteno

b) 2-metil-2-penteno d) 3-metil-2-penteno

5. (UEMG-MG) A ozonólise de um determinado alceno,

produziu propanona e etanal. Qual o alceno em

questão?

a) 2-penteno c) 2-metil-2-buteno

b) 2-buteno d) 1,2-butadieno

6. (Mackenzie-SP) O menor alceno que, por oxidação

enérgica (KMnO4/H+, a quente), fornece um ácido

carboxílico e uma cetona é:

a) propeno c) 2-metil-2-buteno

b) 3-metil-2-penteno d) 3-metil-1-buteno

7. (Cesgranrio-RJ) Um alceno X sofreu oxidação

enérgica, produzindo butanona e ácido

metilpropanóico. Logo o alceno X é:

a) 2-metil-3-hexeno c) 2,5-dimetil-3-hexeno

b) 2,4-dimetil-3-hexeno d) 3,5-dimetil-3-hexeno

8. (UERJ-RJ) Na reação abaixo:

o nome oficial do composto orgânico formado é:

a) 3-metil-3-hexanol c) 4-metil-hexan-3-ol

b) 3-metil-hexan-3,4-diol d)4-metil-hexan-3,4-diol

9. Indique o nome do alceno que, por oxidação em

meio básico (oxidação branda), produz cada um dos

compostos abaixo:

10. (UNISINOS-RS) A oxidação enérgica de um

composto orgânico, tendo como agente oxidante

KMnO4 em meio ácido, resultou em três substâncias,

assim identificadas:

I. substância 1: é um isômero do propanal

II. substância 2: gás carbônico

III. substância 3: água

As informações disponíveis permitem afirmar que o

composto orgânico que sofreu oxidação é:

a) eteno c) 1-buteno

b) metilpropeno d) benzeno

11. (CEFET-PR) Um composto X, submetido à oxidação

com solução de KMnO4 em meio ácido, forneceu ácido

acético e butanona. O nome oficial desse composto X é:

a) 1-pentanol c) 2-butanol

b) 2-pentanol d) 2-metil-2-propanol

12. (ESAL-MG) Tratando o 2-butanol com uma solução

de KMnO4 em meio ácido, obtém-se:

a) ácido butanóico c) butanona

b) butanal d) propanoato de metila

13. (PUC-PR) Dada a reação:

Pode-se afirmar que X é :

a) ácido pentanóico c) pentanal

b) 2-pentanona d) 2-penteno

14. (UNIFOR-CE) Vinho pode virar vinagre. Quando isso

ocorre, pode-se afirmar que o:

a) metanol foi reduzido a metanal

b) ácido acético foi oxidado a CO2

c) ácido etanóico foi reduzido a etanol

d) etanol foi oxidado a ácido acético

15. (UFMS-MS) Os álcoois 1-propanol (A), ciclopentanol

(B) e 3-metil-2-butanol (C), quando oxidados, produzem

compostos de várias famílias. A respeito dessa reação é

julgue as afirmativas a seguir.

( ) A por oxidação parcial produz propanal

( ) B produz apenas ciclopentanona

( ) C não sofre oxidação

( ) A após oxidação completa produz ácido propanóico

( ) C produz 3-metil-2-butanona

GABARITO

1. B; 2. a) zero; b) -1; c) +3; d) +1;

3. B; 4. B; 5. C; 6. C; 7. D; 8. B

9. a) 3-metil-1-penteno; b) 5,6-dimetil-3-hepteno;

c) 2-hexeno

10. B; 11. C; 12. C; 13. B; 14. D; 15. V,V,F,V,V