Química Orgânica

ESTUDO DA FAMILIA DOS ALCINOS

Prof: M J da Mata2014

• Alcinos (também conhecidos como alquinos ou acetilénicos), são: hidrocarbonetos alifáticos insaturados, apresentando, na sua molécula, dois átomos de carbono partilhando três pares de electrões, constituindo deste modo uma ligação tripla.

Os alcinos mais simples, que apresentam apenas uma ligação Tripla, formam uma série homóloga.

 Fórmula geraldos

alcinos :

CnH2n-2

A ligação tripla constitui a característica principal da família dos alcinos, e os carbonos ligados dessa forma possuem hibridação sp, que lhes confere uma geometria linear. A ligação tripla é formada por uma ligação sigma e duas ligações pi ortogonais, assumindo a forma de um tubo.Os alcinos tem maior acidez em relação aos alcenos e aos alcanos, devido a sua ligação tripla, que proporciona maior força de ligação entre os átomos de carbono, deixando a molécula de alcino com maior capacidade de liberar protões.

Nomenclatura oficial IUPAC:

prefixo grego + infixo in + sufixo o + posição da tripla ligação

Série homologa dos Alcinos

Fórmula da molécula Fórmula global Nomenclatura

HC ≡ CH C2H2 Etino

HC ≡ C – CH3 C3H4 Propino

HC ≡ C– CH2 – CH3 C4H6 Butino

HC ≡ C – CH2 – CH2 – CH3 C5H8 Pentino

HC ≡ C – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 C6H10 Hexino

HC ≡ C– CH2 – CH2 – CH2– CH2 – CH3 C7H12 Heptino

HC ≡ C– CH2 – CH2 – CH2– CH2– CH2 – CH3 C8H14 Octino

HC ≡ C– CH2 – CH2 – CH2 – CH2– CH2– CH2 – CH3 C9H16 Nonino

HC ≡ C – CH 2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2– CH2– CH2 – CH3 C10H18 Decino

ESTADO NATURAL dos ALCINOS

• Praticamente os alcinos não são encontrados na natureza. Podendo ser encontrada em lanternas de carbureto usadas na exploração de cavernas, a chama é o produto da queima do alcino mais simples, o etino (vulgarmente conhecido como acetileno), é um gás muito insolúvel em água e bastante solúvel em solventes orgânicos.

• O carbureto tem como propriedade característica, a capacidade de libertar grande quantidade de calor durante sua combustão, isto é, durante sua reacção com o oxigênio.

• O acetileno é uma matéria-prima essencial na síntese de muitos compostos orgânicos importantes, como ácido acético, plásticos e mesmo borrachas sintéticas. Devido seu custo, o consumo de acetileno em sínteses orgânicas tem diminuído, sendo actualmente substituído pelo etino.

• Através de processos ainda não muito conhecidos, o acetileno também age no processo de amadurecimento de frutas, porém menos eficientemente que o etileno (eteno).

ESTRUTURA MOLECULAR DO ETINO

Propriedades Físicas dos Alcinos

• Apresentam pontos de fusão e ebulição crescentes com o aumento da cadeia carbônica como os alcanos e alcenos.

• São destituidos de cor (incolor) e sem cheiro (inodoro),• Apresentam insolubilidade em água, mas são solúveis em

solventes orgânicos como o álcool, o éter e outros. • O acetileno, ao contrário dos outros alcinos, tem cheiro agradável

e é parcialmente solúvel em água, e é partir dele que se obtêm solúveis não inflamáveis.

• Os alcinos são preparados em laboratório porque não se encontram livres na natureza.

• O etino (C2H2), o propino (C3H4) e o butino (C4H6) são gases nas CNTP, os membros seguintes da série até o C14H26 apresentam-se como líquidos, e os superiores são sólidos.

O acetileno, também conhecido por etino, é o alcino mais simples:

• É um gás incolor, • Possui odor desagradável,• Liquefaz-se à temperatura de -83 ºC,• Solidifica a -85 ºC,• É muito instável, • sob pressão se decompõe com muita facilidade libertando

energia,• É altamente combustível,• Produz uma chama de elevada temperatura (mais de 3000° C ou

5400°F) em presença de oxigénio.• É armazenado em cilindros de aço, sob pressão, dissolvido em

acetona.

Propriedades Químicas dos Alcinos

• O carbono, quando em tripla ligação, comporta-se como se fosse um elemento mais electronegativo do que o carbono que participa apenas de ligações ou duplas. Assim, o hidrogênio ligado ao carbono da tripla ligação adquire um apreciável caráter ácido.

• Assim, a presença ou não do hidrogênio no carbono da tripla ligação faz com que os alcinos tenham propriedades químicas diferentes.

• Os alcinos que possuem o hidrogênio terminal são chamados alcinos verdadeiros, e os que não o possuem são chamados alcinos falsos.

Exemplo que deixa clara essa diferença:

• (alcino verdadeiro) H3C - CΞC - H + Na(s) = H3C - C Ξ C - Na + 1/2 H2(g)

• (alcino falso) H3C - CΞC - CH3 + Na(s) = não reage

REACÇÕES QUÍMICAS DOS ALCINOS

Os alcinos sofrem típicas reacções de adição eletrofílica, assim como os alcenos, e pela mesma razão: a reactividade dos elétrões pi.

1º Reacção de combustão:

• a)REACÇÃO COMPLETA: 2C2H2 + 5O2(g) → 4CO2(g) + 2H2O + CALOR

• b)REACÇÃO INCOMPLETA:C2H2 + O2(g) → C(s) + CO(g) + H2O + CALOR

2º REACÇÕES DE ADIÇÃO:a)Adição de Hidrogénio;O hidrogénio reage com o etino em determinadas condições de pressão e temperatura e em presença de catalisadores produzindo o eteno

H – C Ξ C – H + H2(g) → H2C = CH2

etino eteno

b)Adição de Halogénio (X= Cl, Br, I);H – C Ξ C – H + Cl2(g) → Cl-HC = CH-Cl

(1,2dicloroeteno)

c)Adição de Halogenetos de hidrogénio (hidrácidos);• os Halogenetos de hidrogénio reagem com os alcinos

produzindo derivados Halogenados:(1)passo: H – C Ξ C – H + HCl(g) → H2C = CH-Cl etino (cloroeteno)

(2)passo: H2C = CH-Cl + HCl(g) → H3C - CH-Cl2

(cloroeteno) (1,1dicloroetano)

CARACTER ACÍDICO DO HIDROGÉNIO ALCÍNICO

Uma caracteristica muito importante do acetileno (etino) e em geral dos alcinos, é que o átomo de hidrogénio unido aos átomos de carbono ligados pela tripla ligação apresenta certo caracter iónico igual que dos ácidos e podem em condições determinadas ser libertos como ião H+, formando os chamados acetiletos (reacção de substituição):

Exemplos:

(1) H–C Ξ C–H + 2CuCl → Cu–C Ξ C–Cu + 2HCl Acetileto de cobre (I) de cor vermelho- tijolo

(2) H–C Ξ C–H + Ag2O → Ag –C Ξ C– Ag + H2O

Acetileto de prata de cor amarelo-palha

METÓDO DE OBTENÇÃO DOS ALCINOS

• Os Alcinos são mais raros de se encontrar na Natureza do que os Alcenos, logo, há uma necessidade de sintetizá-los por crackeamento (quebra de moléculas maiores, geralmente Alcanos) de petróleo. Estas moléculas são desidrogenadas a elevadas temperaturas:

C2H6 → C2H2 + 2 H2

• Dentre todos esses Alcinos, o acetileno (etino) é o mais

conhecido e utilizado na indústria.• É sintetizado a partir de carbureto de cálcio (carbeto de

cálcio) e água; e a sua utilização está voltada para o sector metalúrgico.

• o acetileno (etino), é preparado por etapas, pela reacção entre o óxido de cálcio (CaO) e o carvão coque.

• Realiza-se a temperaturas próximas à 2000oC em fornos eléctricos e pela acção da água sobre o carbeto ou carbureto de cálcio (CaC2):

1ª etapa: 3C(s) + CaO(s) → CaC2(s) + CO(g)

2ª etapa:CaC2(s) + 2 H2O → H – C Ξ C – H + Ca(OH)2(aq)

(etino gasoso)

• O acetileno foi descoberto por Edmund Davy em 1836 na Inglaterra. Berthelot foi o primeiro a sintetizá-lo através de um arco voltaico produzido entre eléctrodos de grafite envolvidos numa atmosfera de hidrogénio:

2 C(s) + H2(g) → C2H2(g)

carbono hidrogénio ETINO

Aplicações• O acetileno (etino) é usado em grande escala na

fabricação de borrachas sintéticas,• plásticos, como o PVC e PVA, • Explosivos, solventes industriais,• ainda de fios têxteis para a produção de tecidos. • também é empregado na síntese de compostos

orgânicos como ácido acético e álcool etílico• Também, o acetileno é usado como o combustível

dentro de soldadores devido as altas temperaturas alcançadas.

FimEscola de Formação de

Professores “Garcia Neto”

2015