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PRÉ-VESTIBULARLIVRO DO PROFESSOR

QUÍMICA

Esse material é parte integrante do Aulas Particulares on-line do IESDE BRASIL S/A, mais informações www.aulasparticularesiesde.com.br

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Produção Projeto e Desenvolvimento Pedagógico

Disciplinas Autores

Língua Portuguesa Francis Madeira da S. Sales Márcio F. Santiago Calixto Rita de Fátima BezerraLiteratura Fábio D’Ávila Danton Pedro dos SantosMatemática Feres Fares Haroldo Costa Silva Filho Jayme Andrade Neto Renato Caldas Madeira Rodrigo Piracicaba CostaFísica Cleber Ribeiro Marco Antonio Noronha Vitor M. SaquetteQuímica Edson Costa P. da Cruz Fernanda BarbosaBiologia Fernando Pimentel Hélio Apostolo Rogério FernandesHistória Jefferson dos Santos da Silva Marcelo Piccinini Rafael F. de Menezes Rogério de Sousa Gonçalves Vanessa SilvaGeografia DuarteA.R.Vieira Enilson F. Venâncio Felipe Silveira de Souza Fernando Mousquer

I229 IESDE Brasil S.A. / Pré-vestibular / IESDE Brasil S.A. — Curitiba : IESDE Brasil S.A., 2008. [Livro do Professor]

832 p.

ISBN: 978-85-387-0577-2

1. Pré-vestibular. 2. Educação. 3. Estudo e Ensino. I. Título.

CDD 370.71


1EM

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UI_

038

No nosso cotidiano, observamos os processos de oxirredução com frequência, ocorrendo ao nosso redor. Hoje a ciência usa muitos processos de oxida-ção na produção de novos compostos úteis a nossa vida ou como matéria-prima para obtenção de outros compostos.

Na orgânica, podemos dizer que as reações de oxidação são as que ocorrem com a entrada de oxi-gênio na molécula ou saída de átomos de hidrogênio. Porém, devemos observar que em uma oxidação sempre aumentará seu número. Ocorrem, em geral, de 4 formas diferentes: combustão, oxidação branda, oxidação enérgica e o ozonólise.

CombustãoÉ uma das reações mais comuns da orgânica,

ocorre com carboidratos em geral, em que o mesmo é o combustível e o oxigênio (O2) é o comburente.

Combustão completaAquela que leva o elemento do composto

combustível a um aumento total do seu Nox (Nox máximo).

oxidaçãoredução

Combustão incompletaAqueles em que ocorre uma oxidação parcial do

elemento integrante do combustível.

Hidrocarboneto + O2

CO + H2O

C + H2O

Ela depende diretamente da quantidade de comburente disponível.

oxidação parcial

CH4 + 32 O2 CO + 2H2O

-4 +2

oxidação parcial

CH4 + O2 C + 2H2O-4 0

Principais casos de combustão

Combustão completa ou oxidação total

Alcanos:

CnH2n+2 + 3n+12

O2 nCO2 + (n+1) H2O

Exemplo: `

C2H6 + 72 O2 2CO2 + 3 H2O

Etano

Alcenos e cicloalcanos:

CnH2n + 3n2

O2 nCO2 + nH2O

Reações de oxidação e redução


2 EM

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UI_

038

Exemplo: `C2H4 + 3O2 2CO2 + 2H2OEtano

Alcinos e alcadienos:

CnH2n-2 + 3n-1

2 O2 nCO2 + (n-1) H2O

Exemplo: `C3H4 + 4O2 3CO2 + 2H2OPropino

Hidrocarbonetos aromáticos:

CnH2n-6 + 3n-32

O2 nCO2 + (n-3) H2O

Exemplo: `C6H6 + 1512 O2 6CO2 + 3H2OBenzeno

Álcoois (monol):

CnH2n+2O + 3n2

O2 nCO2 + (n+1) H2O

Exemplo: `C2H6O + 3O2 2CO2 + 3H2OEtanol

Oxidação brandaÉ um tipo de oxidação que ocorre usando uma

solução diluída, neutra ou levemente básica de KMnO4, com hidrocarbonetos insaturados.

O permanganato de potássio (KMnO4) nessas con-dições é chamado reagente de Bayer. Ele funciona como agente oxidante.

Exemplos: `

Nos alcenos •

Nox = -2 Nox = -1

OH OH

KMnO4

Essa oxidação é chamada de branda porque só há rom-pimento de uma ligação da dupla no alceno. O símbolo [O] indica o emprego de um agente oxidante.

Nos alcinos, havendo o rompimento de duas liga- •ções da tripla ligação.

O O

Nox = +2 Nox = +2Nox = 0

KMnO4

O O

Nox = +2 Nox = +1Nox = 0

KMnO4

Se houver hidrogênios ligados aos dois carbonos da tripla ligação, o produto será um dialdeído.

Oxidação enérgicaNesse caso, utiliza-se uma solução ácida de KMnO4

ou K2Cr2O7 concentrados, a quente. Ambos são agentes oxidantes fortes, liberando, então, uma grande quanti-dade de átomos de oxigênio.

De uma forma geral, podemos dizer que:

nos alcenos • (conhecidos também como al-quenos) – dependendo da posição da ligação dupla, o produto se altera:

carbono da dupla possui um hidrogênio • → ácido.

carbono da dupla possui dois hidrogênios • → gás carbônico.

carbono da dupla não possui hidrogênio • → cetona.

OH ácido

R” cetona

H R”

R C C R’ + 3 [0] R C O + O C R’

H2CO3 instável

OHH H

R C C H + 5 [0] R C O + CO2 + H2O

O C OH

OH

nos alcinos • – havendo quebra das três liga-ções da tripla ligação. Se o carbono da ligação tripla não possuir hidrogênio, ele se carboxila; se possuir, ele se converte em CO.

Exemplos: `

1.º exemplo:

enérgica[0] =

-

=

-

O O

OH OH

=-

O

OHácido etanoicoácido acético

2 - butenoH H

2H3C – C

C – CH3H3C – CH3C – C = C – CH3


3EM

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UI_

038

2.º exemplo:

2, 3-dimetil-2-pentenoCH3 CH3

enérgica[0] =-

O

CH

=-

O

CHpropanona

acetonabutanona

H3C – C = C – CH2 – CH3 H3C – C + C – CH2 – CH3

nos hidrocarbonetos aromáticos • , observa-mos que:

O benzeno, por apresentar grande estabilidade, não sofre ação por agentes oxidantes como KMnO4 e K2Cr2O7. No entanto, esses agentes oxidantes podem oxidar radicais ligados ao anel benzênico, sempre com formação de carboxila, ligado ao anel para cada radical, seja qual for ele.

Nox = +3Nox = -3

=-

O

OH

, KMnO CH3 + 3[0] C + H2O

nos aldeídos e cetonas • , temos que:

Os aldeídos são facilmente oxidados passando a ácidos carboxílicos, sob a ação de oxidantes co-muns ou, então, com oxigênio do ar na presença de catalisador. Assim:

Nox = +1aldeído acético

Nox = +3ácido acético

=-

O

HH3C C + [O] =

-

O

O HH3C C

As cetonas são mais estáveis que os aldeídos e so-mente se oxidam na presença de oxidantes enérgicos, como HNO3(conc) ou K2Cr2O7(conc). Nessa oxidação ocorre ruptura em ambos os lados da carbonila, originando uma mistura de ácidos carboxílicos. Veja:

H C3 C C C C CH3 [O] H C3 C C C C CH3

C C CH3CH C3 CH C3 C C C C CH3 [O]

H2 H2 H2O

HNO3

HNO3H2 H2 H2O

H2

H2 H2

O

OH

O

HOO

OH

O

HO

nos álcoois • , em geral teremos:

Em presença de KMnO4 ou K2Cr2O7, em qualquer meio, ou, ainda, oxigênio do ar, na presença de co-bre e platina (catalisador). Os álcoois se oxidam da seguinte maneira:

álcool primário.O

HNox = -1

[O]O

HNox = +1(aldeído)

[O]

Nox = +3(ácido carboxílico)

O

H

—H

H3C – C – H H3C – C H3C – C

álcool secundário.

OH

HNox = 0

O

Nox = +2(cetona)

H3C – C – CH3 H3C – C – CH3

álcool terciário [O] (não ocorre).

OzonóliseÉ um tipo de reação em que se utiliza o gás ozô-

nio (O3) em presença de água (H2O) e zinco (Zn).

De forma geral temos:

Reação em que o alceno é submetido à ação do ozônio (O3). As possibilidades são:

carbono da dupla possui um hidrogênio • → aldeído.

carbono da dupla possui dois hidrogênios • → metanal.

carbono da dupla não possui hidrogênio • → cetona.

H H

O

H

O

Haldeído metanal

Em detalhes, podemos dizer que ao ozônio adiciona-se a dupla ligação do alqueno, originando um composto intermediário instável, denominado ozoneto ou ozonida.

O O

C CO

O ozoneto, por sua vez, se hidrolisa, originando aldeídos e/ou cetonas.

Como exemplo, tome-se um alqueno genérico:

alqueno

H2O

Zn=-

O

H

=

-

O

R”ozoneto aldeído cetona

Resumidamente, essa reação pode ser repre-sentada por:


4 EM

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H2O

Zn=-

O

H

=-

O

R”alqueno aldeído cetona

A finalidade da utilização do zinco é evitar que o oxigênio, que pode ser produzido pela de-composição da água oxigenada, oxide o aldeído, transformando-o em ácido carboxílico.

Exemplo: `

H2O

Zn=-

O

H

=

-

O

H

=-

O

H

etanal ou aldeído acético ou acetaldeído

2-buteno

Outras reações

Oxidação branda e enérgica de alcenos (uma breve comparação)

Exemplos: `

oxidação branda ou reação de Bayera)

A oxidação é branda, quebrando apenas a ligação da dupla ligação, quando o oxigênio nascente vem de uma reação em meio básico ou neutro. Usa-se a mistura de reativos: KMnO4(permanganato de potássio) e NaHCO3 (bicarbonato de sódio), que é chamada de reativo de Bayer para produzir o oxigênio nascente.

A participação da água favorece a formação de diálcool vicinal, diálcool em posição vizinha:

oxidação enérgicab)

A produção de oxigênio nascente [O] é favorecida em meio ácido; daí dar-se energicamente a oxidação. O [O] entra nos carbonos da dupla e nos hidrogênios ligados aos carbonos da dupla.

Se o carbono da dupla for secundário, por oxidação enérgica vai transformar-se em ácido. Se o carbono da dupla for terciário, vai transformar-se em cetona.

H C - C = C - CH + 3 [O]3 3

CH3 HKMnO /H+

4H C3 C C CH3

CH3

O

HO

cetonapropanona(acetona)(2-metilbuteno-2)

+O

ácido

(acético)

T

S

2 metil but-2-eno ácido etanoico

2,3-dimetilbuteno-2

H C - C = C - CH + 3 [O]3 3

CH3

KMnO42H C3 C

O

propanona

T

H+

CH3T CH3

Quando a dupla ligação estiver na ponta da cadeia, os dois hidrogênios ligados ao carbono in-saturado da extremidade serão transformados em dois grupos OH, originando o ácido carbônico:

= C – H

H

enérg cai C[O]

OH

OH

H CO2 3

O

Esse ácido é instável e sofre decomposição, originando CO e H O2 2 .

CO e H O2 2H CO2 3

Veja um exemplo:

Ozonólise de alcadienosÉ uma reação semelhante à que ocorre com os

alquenos; porém, como há duas duplas ligações, ocorrerá a formação de duas ozonidas e sua poste-rior hidrólise.


5EM

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H = C - C H- C - C = C - C H2 3

HH O/Zn2

O3

HH

5-metil-1, 4-hexadieno metanal

H - C

O

+ C - C H - C2

propanodial propanona

CH 3H H

O

H

+ C - C H + H O3 2 2

CH 3

O O

Oxidação enérgica de alcinosOs alquinos, ao sofrerem oxidação enérgica,

produzirão sempre ácidos carboxílicos, desde que a tripla ligação não esteja situada na ponta da cadeia. Caso a tripla esteja na ponta da cadeia, ocorrerá a formação de CO2 e H2O, de maneira análoga ao que acontece com os alquenos.

H = C - CH- C 3 enérgica[O]

propino ácido acético

CO + H O +2 2 C - CH3

HO

O— — —

Oxidação enérgica de alcadienosSão reações semelhantes às que ocorrem com

alquenos; porém, como há duas duplas ligações, ambas serão rompidas no processo.

Oxidação enérgica de cicloalcanos

A oxidação enérgica de cicloalcanos acontece mais facilmente com os compostos cíclicos de 3 e 4 carbonos, devido a sua instabilidade, ocorrendo ruptura do anel:

Oxidação de diálcool vicinalDiálcool vicinal é aquele que possui dois gru-

pos hidroxila em carbonos vizinhos. São chamados de glicóis.

A oxidação de glicóis quebra a cadeia carbônica justamente entre os carbonos que possuem os grupos OH. Exemplo:

KMnO4C

OH

C

OH

HH

H C3 C - CH3H

O

H

OCH3 + [O] KMnO4

H C - C3 + + [O] C - CH3OH

O

OH

OH C - C3 +— — —

Experimentalmente, verifica-se que, quando essas reações ocorrem entre um ácido carboxílico e um álcool primário, a água é formada pelo grupo OH do ácido e pelo hidrogênio do grupo OH do álcool.

Caso se utilizem ácidos inorgânicos ou álcoois secundários ou terciários, a água será formada pelo OH do álcool e pelo hidrogênio do grupo OH do ácido. Um exemplo desse fato pode ser verifi-cado na reação a seguir:

a frio

NO2OH

OH

OH

H C2

glicerinaglicerol

propanotriol

NO2HC

H C2

HO

HO

HO NO2

ácido nítrico

NO2H C2

NO2HC

H C2

O

O

O NO2

trinitrato de glicerin anitroglicerina

+ 3 H O2

Textos interdisciplinares

Texto 1O álcool reduz a função cerebral proporcional-

mente a sua concentração no sangue. A porcentagem de álcool no sangue indica o número de gramas de etanol existentes em 100ml de sangue.

No Brasil o limite é de 0,06%.

Uma das formas de verificar o teor alcoólico é o teste do bafômetro.

O bafômetro contém K2Cr2O7/H2SO4 (cor laranja). O motorista sopra o ar expirado para dentro do bafô-metro. Se ele estiver alcoolizado, o ar conterá vapores de etanol, que será oxidado conforme a reação:

3CH CH OH + 16H + 2Cr O3 2+

22-7

etanol (laranja)

3CH COOH + 4Cr + 11H O33+

2ácido acético (verde)


6 EM

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038

0.0

efeitos

0.0

0.1 0.1

0.2 0.2

0.3 0.3

0.4 0.4

0.5 0.5

0.6 0.6

porc

enta

gem

deál

cool

nosa

ngue

0.01

5=

Des

inib

ição

inic

ial,

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ação

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dáve

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0.04

=R

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mem

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0.05

=R

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aior

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naçã

o,di

ficul

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dean

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aior

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ão, r

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disc

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0.08

=P

roba

bilid

ade

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aior

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0.10

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acid

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sco

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0.15

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0.20

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dific

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0.40

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oma,

resp

iraçã

ode

bilit

ada 0.

50=

Par

ada

resp

irató

ria,

Bafômetro

0.03

=M

aior

desi

nibi

ção,

taga

relic

e,al

gum

are

duçã

oda

coor

dena

ção

(LONGENECKER, Gesina. Como agem

as drogas. Quark, p. 40.)

Tanto o etanol quanto o ácido etanoico provocam danos às células hepáticas.

Dependendo da concentração, o etanol pode tornar-se tóxico. Em tratamento de alcoólatras pode ser usada uma substância denominada dissulfiram, que impede a oxidação do aldeído e, assim, provoca um aumento de sua concentração.

Acompanhada da ingestão de etanol, essa substância provoca no organismo uma reação forte, caracterizada por rubor, taquicardia, hiperventilação, pânico e grande desconforto. Dessa maneira, o dis-sulfiram é usado como tratamento de aversão para desencorajar o uso de etanol.

(USBERCO; SALVADOR. Química. Saraiva, vol. 3)

Neste módulo, estudaremos as reações de re-dução, onde por ganho de elétrons, o número de oxi-dação do elemento integrante do composto orgânico sofre uma diminuição.

Reações de reduçãoNesse tipo de reação orgânica observa-se que

ocorre, em geral, uma saída de átomos de oxigênio da molécula ou um aumento do número de hidrogê-nios da mesma.

Devido à formação de Cr3+, de coloração verde, ocorre uma mudança de cor. Quanto mais intensa a coloração verde final, maior o teor alcoólico.

Texto 2Oxidação dos álcoois no corpo

A grande toxidade do metanol deve-se a sua oxidação, que produz aldeído e ácido fórmico. Esse ácido destrói as células da retina do olho.

H C - OH3enzimas dofígado, [O]

metanol

H - CH

Oenzimas dofígado, [O] H - C

OH

O

aldeído fórmico ácido fórmico

— — —

O ácido fórmico produzido acarreta uma di-minuição do pH do sangue. Em hospitais, esse au-mento de acidez é neutralizado pela administração de NaHCO3.

Outra maneira de combater o envenenamento pelo metanol consiste na administração do etanol, pois a oxidação irá ocorrer, de preferência, com o etanol e em maior extensão.


7EM

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038

Muitas dessas reduções se fazem por uma hi-drogenação catalítica.

Redução de ácidos carboxílicos (R – COOH)

Nessa hidrogenação, observa-se a formação de um aldeído e, consecutivamente, a formação de álcool primário.

R - CO

OH+ H2 R - C

O

H

H2PtPt R - C - CH

H2

— — ——

Exemplo: `

OH

O

C OHH C3H C - C3

O

OH+ H - H H C - C3

O

HH O2

aldeído acéticoácido acético

——

H C - C3

O

H+ H - H H C - C3

Hálcool etílico

aldeído acético

HOH— —

Redução de cetonas (R–CO–R)Nessa hidrogenação, observa-se a formação de

um álcool secundário.

R - C - R + H1 2 R

H

OH

R1Pd C

O==

Exemplo: `

H C - C = O + H3 2

2-propanol

H C3

H C3

HOH

H C3propanona

C—

Redução de aldeídosNesse caso, observa-se a formação de um álcool

primário.

R - C RPt CH2+ H2

O

HOH—

Exemplo: `

H C - CH - C3 2

propanol 1H C - CH3 2 2- CH - OH+ H2

O

HPt

propanol— — — ——

—

Redução de aldeídos e cetonas a hidrocarbonetos

É possível reduzir aldeídos e cetonas a hidro-carbonetos por meio do emprego de certos redutores mais enérgicos. Por exemplo, na redução de Clem-mensen, emprega-se o amálgama de zinco (Zn/Hg) em HCl.

R - C - R’ + 4 [H] R

H

R’ + H O2Zn(Hg) + HC

CETONA HIDROCARBONETO

C

O

H

Cetona Hidrocarboneto

— —

O [H] representa o hidrogênio nascente, isto é, no momento em que se forma, condição em que sua reatividade é maior, uma vez que parte dele se mantém na forma atômica e não-molecular (H). Nesse caso o [H] vem da reação Zn + HC (deslo-camento).

Redução de ácidos a álcoois/redução de fenol a hidrocarboneto

Em condições especiais é possível reduzir ácidos a álcoois e fenóis a hidrocarbonetos aromáticos.

R - C RH2

OHredução

ÁCIDOSCARBOXÍLICOS

CO

OH

ÁLCOOLPRIMÁRIO

OH

fenol

+ Zn calor + ZnO

benzeno

Ácidos Álcool

carboxílicos primário

— — CH2 — OH

Os fenóis podem se oxidar facilmente até por ação do O2 à temperatura ambiente. Nessa oxidação são produzidos diversos produtos.

Assim, o fenol comum, que é incolor, transforma-se, em contato com o ar, em produtos coloridos, o que deixa o fenol avermelhado. Os produtos mais simples dessa oxidação são:

Duplasligações


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038

Redução de compostos nitrogenados

Os redutores empregados podem ser: H2 (Ni), LiA H4 etc.

R C N + 2 H2 R

H2

NH2catalisador C

nitrilo amina primária

R - NO + 3 H2 2 R NH2 2+ 2 H Ocatalisador

nitrilo-composto amina primária—

A redução de nitrocomposto é importante na obtenção de aminas aromáticas, como é o caso da anilina:

NO2+ 3 H2

Pt + 2 H O2

NH2

Os álcoois podem ser obtidos de diferentes maneiras, como na fermentação de açúcares e na redução de ácidos carboxílicos, aldeídos e cetonas. Em laboratório, outra maneira de obter álcoois con-siste em fazer a reação entre um haleto orgânico (R – X) e o hidróxido de potássio em solução aquosa [KOH(aq)]. Nessa reação, o átomo de halogênio (X) liga-se ao potássio (K), formando um sal (KX):

R - X + KOH(aq) R OH +KX

Por esse método, o álcool etílico pode ser obtido, por exemplo, a partir de um haleto de etila. Veja:

H C - CH - C + KOH3 2 (aq) H C - CH - OH + KC3 2 cloreto de etila álcool etílico

etanol

— — — —

(Fuvest) A cidade de São Paulo produz 4 milhões de m1. 3 de esgoto por dia. O tratamento de 1m3 desse esgoto produz em média 0,070m3 de biogás, no qual 60% é metano. Usado como combustível de veículos, 1m3 de metano equivale a 1L de gasolina.

Quantos litros de gasolina seriam economizados, a) diariamente, se todo o esgoto de São Paulo fosse tratado para produzir metano?

Escreva a equação química que representa o apro-b) veitamento do metano como combustível.

Solução: `

Cálculo do volume de metano produzido diariamente:a)

1m3 de esgoto 0,070m3 de biogás (0,6) 0,070m3 de CH4

4 . 106 m3 de esgoto

x =0,6.0,070.4.10 m deCH .m deesgoto

1m deesgoto

6 34

3

3

x =1,68.10 m deCH5 34

Relação entre o metano e a gasolina:

1m3 de CH4 → 1L de gasolina

1,68.105m3 de CH4 → x

x=1,68.105L de gasolina

Considerando a combustão completa do metano, b) temos:

1 CH4(g) + 2 O2(g) → 1 CO2(g) + 2 H2O(v)

Considere os alquenos de fórmula molecular C2. 4H8 e indique os produtos obtidos em suas ozonólises.

Solução: `

Devemos, inicialmente, construir todas as estruturas possíveis para os alquenos que tem fórmula C4H8. São elas:

1-buteno 2-buteno

metil-propeno

Em seguida, vamos representar suas ozonólises:

H2OZn

=-

O

H

=-

O

H1-buteno propanal metanal

2-buteno etanal aldeído acético

acetaldeído

H2O

Zn=-

O

H

metil-propeno

=-

O

CH3

propanonaacetona metanal

H2O

Zn

=O


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038

A ozonólise de um alqueno 3. A produziu propanona e propanal. Qual é o nome desse alqueno?

Solução: `

A equação da reação mencionada poderia ser repre-sentada por:

O

H2O

Zn

H2O

Zn=-

O

H

Como as ozonólises de alquenos, ocorre a adição de átomos de oxigênio aos carbonos da dupla ligação. Se retirarmos os oxigênios dos produtos orgânicos formados e unirmos as duas estruturas, conseguiremos determinar a estrutura do alqueno A de origem.

Uma maneira fácil de visualizar a estrutura do alqueno consiste em escrever a estrutura dos dois produtos orgâ-nicos, deixando os dois oxigênios lado a lado.

A seguir, retiramos os oxigênios e unimos as duas estruturas por uma dupla ligação, obtendo o alqueno A, que é:

2-metil pent-2-eno

Biodiesel

Em 1993, começou um projeto na Inglaterra visando a substituir o óleo diesel pelo biodiesel, produzido de sementes de mostarda silvestre. Biodiesel é uma mistura de ésteres metílicos de ácidos graxos. Ésteres são substâncias resultantes da reação de um ácido carboxílico com um álcool. Ésteres metílicos de ácidos graxos derivam de reações de metanol com ácidos graxos (ácidos carboxílicos com número de átomos de carbono próximo de 18). Os éste-res metílicos de ácidos graxos (biodiesel) são produzidos a partir de substâncias contidas nos óleos vegetais, como óleo de mostarda, de girassol ou de soja.

O óleo vegetal extraído não pode ser usado diretamente como combustível porque é muito viscoso (como o mel) e, por isso, o motor pre-cisaria ser modificado. Os óleos vegetais são transformados em ésteres metílicos de ácidos graxos (biodiesel) que têm características se-melhantes às do óleo diesel.

O diesel, combustível extraído do petróleo, é uma mistura de hidrocarbonetos com 15 a 24 átomos de carbono. A sua queima provoca vários problemas ambientais como:

emissão de partículas minúsculas de car-1) vão devido à queima incompleta;

emissão de dióxido de enxofre, que na at-2) mosfera se transforma em ácido sulfúrico, um dos principais causadores da chuva ácida;

efeito estufa, causado pela emissão de gás 3) carbônico (CO2). O aumento da concentra-ção de gás carbônico no ar causa o aqueci-mento da atmosfera por causa da absorção da radiação infravermelha pelo CO2. Os raios infravermelhos são irradiados pelos corpos quentes da superfície da Terra.

O diesel do petróleo é um combustível não renovável. O petróleo leva milhões de anos para se formar.

Vantagens do biodiesel

O biodiesel é um combustível renovável e 1) a sua grande vantagem é que, na formação das sementes, o gás carbônico do ar é ab-sorvido pela planta. Isso compensa o gás carbônico emitido na queima do biodiesel.

Pode ser usado em motores sem nenhuma 2) modificação. O calor produzido por litro é quase igual ao do diesel.

Pouca emissão de partículas de carvão. O 3) biodiesel é um éster e, por isso, já tem dois átomos de oxigênio na molécula. Na queima do biodiesel, ocorre a combustão completa. É necessária uma quantidade de oxigênio menor que a do diesel.

Apesar das vantagens ambientais, o bio-diesel ainda não é um produto comercial por ter um custo de produção mais alto que o do diesel do petróleo.

(UERJ) Um dos métodos de identificação de estru-4. turas de hidrocarbonetos contendo ligações duplas ou triplas é feito a partir da análise dos produtos ou fragmentos, obtidos da reação de oxidação enérgica.


10 EM

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038

Dê o produto da reação do 2-metilpenteno-2 com:6.

KMnOa) 4 em meio básico e água.

KMnOb) 4 em meio ácido.

Ozônio e água.c)

Solução: `

a)

b)

c)

Observe os produtos orgânicos da reação de oxida-ção enérgica de um hidrocarboneto insaturado:

Em relação ao hidrocarboneto insaturado, indi-a) que as fórmulas mínima e estrutural plana.

Cite a nomenclatura oficial do composto W e b) determine a percentagem de carbono, em nú-mero de átomos, na substância T.

Solução: `

a)

O composto W é uma propanona. A porcenta-b) gem de carbono na substância T é 25%.

Complete as reações de oxidação, quando possível:5.

a)

H3C – CH2 – CH2 – C – H

OH

H H2O

C D[O] [O]

butan-1-ol(1-butanol)

b)

H3C – CH2 – C – CH3

OH

H H2O

E[O]

butan-2-ol(2-butanol)

c)

H3C – C – CH3

OH

CH3

F[O]

2-metil-2-propanol

Solução: `

C: a) H CH3 2 2C - - CH - CH

O— — —

D: H CH3 2 2C - - CH - COH

O———

E:b) H CH3 2 3C - - C - CH

O

— — —

Não ocorre reação.c)

(Vunesp) O etanol, também conhecido por álcool 7. etílico, metilcarbinol ou espírito do vinho, pode ser obtido por vários métodos, como:

fermentação alcoólica da glicose (CI. 6H12O6).

hidrólise do cloreto de etila em meio básico.II.

hidratação do eteno em presença do ácido sulfú-III. rico.

hidrogenação do etanal.IV.

(Massas atômicas: C = 12,0; H = 1,01; 0 = 16,0; C = 35,5)

Supondo que todas as reações produzem etanol a) com rendimento de 100%, partindo-se de mes-ma massa do reagente orgânico em cada rea-ção e sabendo que os demais reagentes estão em excesso, indique as reações que produzem a maior e a menor massa de etanol. Justifique.

Supondo também que se dispõe de 122g do re-b) agente orgânico, calcule a maior massa obtida de etanol.


11EM

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038

Solução: `

Vamos equacionar todas as reações de obtenção do etanol mencionadas e determinar as massas molares dos reagentes orgânicos.

I. Fermentação da glicose

1C6H12O6 2CO2 + 2C2H5OH1 mol 2 mol180g 92gm(g) x

x = m . 92180

g de etanol

II. Hidrólise do cloreto de etila

H3C - CH2- C + KOH H3C - CH2- OH + KC1 mol 1 mol64,5g 46gm(g) y

x = m . 4664,5

g de etanol

III. Hidratação do eteno

H2C = CH2 + HOH H3C – CH2 – OH1 mol 1 mol28g 46gm(g) z

x = m . 4628

g de etanol

H2SO4

IV. Hidrogenação do etanol

H3C - C + H2 H3C – CH2 – OH

1 mol 1 mol44g 46gm(g) w

x = m . 4644

g de etanol

O

H

Comparando os valores de a) x, u, z e w, percebe-se que z é o maior; portanto, é na hidratação do eteno que ocorre a maior produção de etanol. Como x é o menor, a fermentação da glicose é a reação na qual ocorre a menor produção desse álcool.

Para calcularmos a maior massa obtida de etanol b) com 122 g do reagente orgânico, devemos uti-lizar a expressão:

z = m . 46

28 g de etanol

e substituir o m por 122g:

z = 122g . 46

28 = 200g de etanol

Complete as reações de redução a seguir e indique os 8. nomes dos produtos G e H:

H C - CH - C3 2 + H2

propanal

O

HGa)

H C - C - C3 3 2H + Hpropanona

OHb)

Solução: `

G: H C - C3 2 2H - CH ; 1-propanolOH

a) propan-1-ol (1-propanol)

H: H C - C3 3H - CH ; 2-propanolOH

b) propan-2-ol (2-propanol)

A tintura preta para cabelo é obtida pela reação:9.

OH

OH

+ H O2 2

O

O

+ 2 H O2

Que grupos funcionais estão presentes no reagen-a) te e no produto orgânico?

Indique o agente oxidante e o agente redutor da b) reação.

Solução: `

a)

OH

OH

O

OComo a hidroxila (-OH) está ligada a carbono

aromático, temos a função fenol.

produto orgânicoreagente

Como a carbonila (-C-) está ligada a carbonosecundário, temos a função cetona.

Para que possamos determinar os agentes, deve-b) mos calcular os Nox dos átomos envolvidos.

OH

C

C

C

C

C

C H

H

OH

+ H O2 2 H O +2

redução

oxidação

-1 -2

O

C

C

C

C

C

C H

H

O+1 +2

H

H

H

H


12 EM

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038

Agente oxidante = H2O2; agente redutor =

OH

OH

Explosivos

Muitas das reações que liberam grandes quantidades 10. de energia são reações de oxidorredução. Por exem-plo: as reações de combustão de hidrocarbonetos e de álcoois. Veja um exemplo de combustão completa de hidrocarboneto:

0 -2

oxidação

redução

+4

C H + O8 18(g)252 2(g) 8 CO + 9 H O2(g) 2 (v)

94nox médioNox

Uma vez iniciada a reação, o oxigênio rapidamente oxida os átomos de carbono.

Nos explosivos, frequentemente encontramos, no mesmo composto, tanto agente oxidante como agentes redutores. Por exemplo, a nitroglicerina contém átomos de carbono que são oxidados formando CO2 e também átomos de nitrogênio que são reduzidos formando N2:

4 C H (NO ) ( )3 5 3 3ativação

6 N + 12 CO + 10 H + O2(g) 2(g) 2 (v) 2(g)O

Os explosivos de interesse na área militar e na área de construção civil são compostos orgânicos formados por C, H e geralmente apresentam os grupos –NO2 e–O –NO2. Porém, qualquer explosivo deve apresentar as seguintes características:

devem sofrer uma decomposição muito exo-a) térmica.

Para que isso ocorra, é necessário que o explo-sivo apresente ligações fracas entre seus áto-mos e que forme produtos com ligações fortes, isto é, com elevada energia de ligação. Assim, a diferença entre a energia liberada na formação das novas ligações e a consumida para quebrar as ligações que existem no explosivo é muito grande;

sua decomposição deve ser muito rápida;b)

os produtos da decomposição devem ser gases.c)

A formação e a expansão muito rápida dos ga-ses criam uma onda de choque que acompanha a detonação do explosivo;

o explosivo deve ser suficientemente estável d) para que possamos determinar o momento de sua explosão.

A combinação desses fatores leva à produção de uma enorme quantidade de calor e gases, possibilitando atingir os objetivos desejados;

Os explosivos são classificados em dois tipos:

PrimáriosSão muito sensíveis ao aquecimento e aos choques mecânicos. Os mais usados são a azida de chumbo: Pb(N3)2, e o fulminato de mercúrio: Hg(CNO)2.

São usados como detonadores, cápsulas explosivas e em foguetes militares para iniciar a explosão de um explosivo menos sensível, o secundário.

Secundários São menos sensíveis ao calor e a choques, portanto mais seguros, tanto na produção como no transporte e armazenamento. Para explodir, a maioria deles precisa de explosivo primário.

Os explosivos militares usados para preenchimento de bombas devem ter baixa sensibilidade a impactos e calor, mas devem ser suficientemente estáveis para manuseio e armazenamento.

VinhoDe acordo com os apreciadores de vinho, vários cuidados devem ser tomados com a finalidade de impedir ou retardar a oxidação do vinho.

Uma garrafa de vinho deve ser guardada, preferencialmente, em ambiente pouco iluminado, com temperatura próxima de 16ºC, e na posição horizontal ou ligeiramente inclinada.

O ambiente com essas características é favorável à conservação, pois tanto a luz quanto a temperatura podem agir como aceleradores dos processos de oxidação. Já a posição da garrafa está relacionada ao umedecimento da rolha provocado pelo vinho, o que impede a entrada do agente oxidante: o oxigênio presente no ar.

Monte a reação de redução total do produto de oxidação total da substância encontrada no vinho que dá o seu teor alcoólico.

Solução: `

CH - C3 CH - C3Pt+ H2

O

OH

O

HH2Pd CH - OH3 2- CH ————


13EM

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038

(Elite) Complete as reações:1.

Ca) 2H6 + O2

b) + O2

CHc) 4 + O2

d) + O2

(UERJ) 3 mols de 2-penteno foram queimados, em 2. seguida toda a água gerada foi condensada.

Qual o volume final da mistura?a)

Dado: O processo ocorreu nas CNTP.

(UFRRJ) O “gás de cozinha”, como é conhecido, consiste 3. numa mistura de butano e isobutano. Escreva as reações de queima de tal mistura.

(Elite) Sabendo que os reagentes abaixo encontram-se 4. em meio ácido , complete as reações:

a) K2Cr2O7

b) KMnO4

c) KMnO4

(UFRJ) Um certo alcino ao ser oxidado em meio ácido 5. gera 2 ácidos orgânicos: etanoico e butanoico.

Indique o alcino citado e dê a fórmula estrutural de dois isômeros.

(UFRRJ) O impacto ambiental é um fator de grande 6. importância no desenvolvimento de novos processos industriais. A exemplo disto, a indústria de cimento, grande vilã na emissão de poluentes, já incorporou às suas plantas o coprocessamento.

O co-processamento permite o reaproveitamento de substâncias tóxicas como o p-butil tolueno.

Escreva a reação de oxidação do p-butil tolueno.

(PUC-Rio) Em um reator adiabático foi queimado uma 7. mistura de 4mols de ciclobutano, 6mols de isobutano e 3mols de 2,4 dimetil heptano. Sabendo que o processo ocorreu nas CNTP, calcule o volume de gás captado ao final.

(Elite) Complete as reações abaixo sabendo que a 8. combustão não foi completa.

10 mols Ca) 6H14 + oxigênio 30% em mols incompleta.

2-metil-3-etilpropano + oxigênio→b) 40% em mols incompleta.

1,3-butadieno + oxigênio→ c) 20% em mols completa.

(UERJ) A oxidação de alguns subprodutos de petróleo é 9. controlada por questões ambientais. Explique porque.

Alguns subprodutos: p-etil tolueno, o-vinil tolueno, vinil tolueno (estireno).

(Elite) Complete as reações:10.

a)

b)

c)

(CEFET) Marque a resposta correta:11.

Na combustão do metanol os produtos serão: COI. 2 e H2O.

Na oxidação neutra do 1 butanol tem-se a forma-II. ção de dois produtos: CO2 e ácido butanoico.

A oxidação em meio ácido de um álcool primário III. gera aldeído.

somente a II está correta.a)

somente II e III são falsas.b)

somente I e III estão corretas.c)

todas estão corretas.d)

Complete as reações:12.

O O+H

HO

OO3

ZnResposta:a)

O3

ZnResposta:O

+H CO

Hb)

O3

ZnResposta: H CO

H+

O

O+

Oc)

A acetona pode ser obtida através da ozonólise de um 13. alqueno. Descreva a reação do alqueno capaz de formar a acetona como único produto e o seu nome oficial.

(Unirio) O aldeído acético pode ser obtido a partir da 14. oxidação, em meio básico, do álcool:

propílico.a)

etílico.b)

metílico.c)

butílico.d)

(PUC) O 1,4 pentanodiol ao ser oxidado por solução 15. neutra de dicromato de potássio gera um composto bi-funcional. Quais as funções presentes em tal produto?

álcool e nitrila.a)

cetona e ácido carboxílico.b)

aldeído e cetona.c)

álcool e aldeído.d) Esse material é parte integrante do Aulas Particulares on-line do IESDE BRASIL S/A,

mais informações www.aulasparticularesiesde.com.br

14 EM

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038


KMnO4

O2Ha)

KMnO4 Resposta: Não ocorreOH-b)

OOHKMnO4 Resposta:OH-

OHOHc)

KMnO4 Resposta:OH-OH Od)

Uma cetona pode ser gerada pela oxidação de um 17. álcool:

primário.a)

secundário.b)

terciário.c)

quaternário.d)

Qual a massa, de produto orgânico, gerada a partir da 18. oxidação neutra de 1824mg de metanol e o seu nome oficial (IUPAC)?

(CEFET) O 2-metil-2-buteno ao sofrer ozonólise, em 19. presença de zinco, seguida de hidrólise, gera como produtos:

amônia e acetona.a)

2-butanona e metanal.b)

acetona e etanal.c)

2-buteno e ácido metanoico.d)

n.d.a.e)

(UFF) Marque verdadeiro ou falso:20.

A mistura etanol + 2 butano quando oxidado por di- )(cromato de potássio, em meio neutro, gera apenas ácido etanoico.

Passa-se uma corrente ozônio, na presença de zin- )(co e seguida de hidrólise, uma mistura de butano; 2,3 dimetil 1 heptano e 1,3 ciclopentadieno. A única substância que não sofrerá alteração química será o 1,3 pentadieno, justificado pela sua aromaticidade.

Para cada 1 mol de 2,3 dimetil 2 buteno ao sofrer )(ozonólise gera 2 mols de acetona.

(Unirio) Marque 21. V para verdadeiro ou F para falso.

Haletos orgânicos podem ser obtidos a partir de I. alquenos.

Éteres podem ser obtidos a partir de álcoois.II.

A hidrogenação do aldeído benzoido consome 2 III. mols de H2 por mol de ácido.

V, V, Va)

F, V, Fb)

V, F, Vc)

F, F, Vd)

V, V, Fe)

(PUC-Rio) A redu22. ção de 2 mols do nitrobenzeno a nitroexano consome:

1 mol de Ha) 2

2 mols de Hb) 2

3 mols de Hc) 2

4 mols de Hd) 2

5 mols de He) 2

Observe o esquema sintético abaixo:23.

OBrBrC6H8O

Br Br

Br2

N� H2OH

A

Ni

a)

Determine a fórmula estrutural de A.b)

4.24. Complete as reações:

H SO2 4

170ºC YXH2

Ni

OHa)

YX O OH SO2 4

140ºCH2

NiOHb)

A frutose é um monossacarídeo de fórmula estrutural:25.

OH

HCl

–

OH

CHl

–

OH

CHl

–

OH

CHl

–

O

Cl

–

OH

CH22

la)

O produto A gerado na reação abaixo possui fórmula molecular: H2

ANι→Frutose

Cb) 6H14O

Cc) 6H14O2

Cd) 6H12O2

Ce) 6H14O6

Cf) 6H14O3

Os alcinos desempenham importante função, ao que 26. diz respeito à síntese orgânica. Escreva o esquema sintético de obtenção do 2-metil-3-pentanol a partir 4-metil-2-pentino.


O c X H SO2 4

HNO3 Y ZSnHC

a)

O X Y HCSnZSn

OO

O

H SO2 4

HNO3 W

2) H3+O

H SO2 4 HCHNO3b)


15EM

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Marque a única opção 28. incorreta.

O amino tolueno pode ser obtido a partir da redu-a) ção do nitrotolueno.

O Brb) 2reage com o alcadieno na proporção molar de 2:1.

A reação de nitrito de sódio com a anilina seguido c) de hidrólise gera fenol.

A redução de cetonas gera álcoois terciários.d)

Tolueno em solução ácido sulfúrico e ácido nítrico e) gera nitrotolueno.


O H SO2 4

HNO3 SnHCX NaNO2 Z H PO3 2 OYa)

O H SO2 4

HNO3 SnHCX NaNO2 Z CuBrY

COOH

Wb)

Calcule a massa de ácido 3,5 dicloro benzoico gerado a 30. partir de 1kg de ácido benzoico, mostrando os reagentes usados em cada etapa e admitindo 50% de rendimento, em mol, em cada etapa.

O

COOHA O

COOH

NO2NO2

B

NH2

O

COOH

NH2

C+

O

COOH

N2N2

+

D O

COOH

C C

(UFF) Observe o esquema abaixo.1.

´

A partir da análise deste esquema:

Represente as equações químicas das reações I e II.a)

Especifique os produtos x e z.b)

Informe as fórmulas estruturais e os nomes dos c) produtos x e y.

Cetonas são compostos orgânicos ternários (C, H, O) 2. que apresentam o grupo funcional carbonila. Propanona, cânfora e butanodiona são exemplos destes compostos, e podem ser obtidos por meio de várias reações.

Considere as seguintes reações:

hidratação de alquenos que possuem mais de dois I. átomos de carbono.

oxidação de um álcool secundário.II.

hidrólise de ésteres.III.

hidratação de alquinos que possuem mais de dois IV. átomos de carbono.

As reações que permitem a obtenção de cetonas são:

I, IIa)

I, II, IIIb)

I, II, IVc)

II, IIId)

II, IVe)

(UFRJ) Grande parte dos táxis do Rio de Janeiro está 3. utilizando gás natural como combustível, em substituição a gasolina e ao álcool (etanol). A tabela apresenta os calores de combustão para as substâncias representa-tivas desses combustíveis.

CombustívelCalor de combustão

(KJ/mol)Gás natural (CH4) −900

Gasolina(C8H18) −5400

Álcool −1400

Quantidade de álcool contida num tanque de com-a) bustível de um automóvel corresponde a 46kg.

Calcule a quantidade de calor liberada pela queima b) de todo o combustível do tanque.

Escreva a equação de combustão completa do etanol.c)

(UFRJ) O esquema a seguir mostra compostos que 4. podem ser obtidos a partir de um alceno de fórmula.

Dê o nome do álcool Ca) 4H10O

Calcule a massa, em gramas, de alceno necessária b) para produzir 30g de ácido C2H4O2

(Unificado) 5.

“Há 15 dias pega fogo a reserva florestal Sooretama, no Espírito Santo, onde fica a maior concentração de jacarandá do planeta. O ministro (...) foi informado do incêndio, mas não deu notícias animadoras”.

JB, 26/09/98

O processo citado na notícia é uma:sulfonação.a)

cloração.b)


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oxidação.c)

esterificação.d)

saponificação.e)

(UERJ) Sabe-se que o metanol, utilizado como com-6. bustível nos carros de Fórmula Indy, apresenta diversos efeitos nocivos, dentre eles a cegueira. Grande parte da toxicidade dessa substância deve-se aos produtos sucessivos de sua oxidação, um aldeído e um ácido carboxílico.

Escreva a reação de oxidação que transforma o metanol em um ácido carboxílico, especificando os reagentes utilizados.

(UERJ) Um técnico de laboratório encontrou, no refri-7. gerador, três frascos – A, B e C – contendo substâncias diferentes, rotulados com a mesma fórmula:

Para identificar a substância contida em cada frasco, o técnico realizou alguns experimentos, obtendo os seguintes resultados:

– O frasco A continha a substância com ponto de ebulição mais baixo.

– O frasco B possuía uma substância que, por oxidação total produziu um ácido carboxílico.

Escreva a fórmula estrutural plana e a nomenclatura IUPAC da substância que o técnico identificou como sendo o conteúdo do frasco C.

(UERJ) Um composto X (C8. 4H10O), por oxidação branda, transforma-se em Y (C4H8O) e por, oxidação enérgica, em Z(C4H8O2).

O composto X reage com H2SO4 a quente e é transformado em W (C4H8)que, por hidratação, fornece o álcool 2-butanol, isômero do composto X.

Escreva as reações e os reagentes em presença a) dos quais ocorrem, respectivamente, a oxidação branda e enérgica do composto X.

Dê as estruturas dos compostos X, Y, Z e W.b)

Um dos métodos de identificação de estruturas de 9. hidrocarbonetos contendo ligações duplas ou triplas é feito a partir da análise dos produtos ou fragmentos, obtidos da reação de oxidação enérgica.

Observe os produtos orgânicos da reação de oxidação enérgica e um hidrocarboneto insaturado.

Em relação ao hidrocarboneto insaturado, indique a) as fórmulas mínima e estrutural plana.

Cite a nomenclatura oficial do composto W e de-b) termine a percentagem de carbono, em número de átomos, na substância T.

(IME – adap.) A combustão completa de dois moles de 10. um éter orgânico fornece 440g de dióxido de carbono e 180g de água.

Sabe-se que o carbono e o hidrogênio correspondem a 81,4% da massa molecular do éter orgânico. Escreva:

A sua fórmula molecular.a)

A estrutura de 3 isômeros.b)

O ser humano descobriu, há milhares de anos que podia 11. produzir vinho por meio de fermentação do suco de uva e, aos poucos, percebeu que a qualidade de cada vinho dependia, em grande parte, do tipo de uva, do solo e seu bouquet (aroma).

Durante o processo de fermentação das uvas prensadas e/ou moídas, seus açúcares (glicose e frutose) são transformados em etanol. Com o passar do tempo, pela ação de micro-organismos, o etanol presente no vinho sofre oxidação, originando etanal que, posteriormente, se transforma em ácido etanoico.

Sabendo que a frutose possui fórmula molecular C6H12O6, e que na transformação a etanol há liberação de CO2. Descreva o processo sofrido pelo vinho.

Tem-se abaixo um fluxograma que indica as correntes de 12. entrada e saída de um queimador. A corrente de entrada é constituída de metano e isobutano. Sabendo que o processo é: volume e temperatura (127ºC) constantes e há oxigênio em excesso, determine a vazão, em g/min, de CO2 e H2O.

Dados:

Vazão de entrada: 200mol/min

Fração molar do metano: 0,3

CO2

(UFF) Um composto X(C13. 4H10O), por oxidação branda, transforma-se em Y(C4H8O) e, por oxidação enérgica, em Z(C4H8O2). O composto X reage com H2SO4 a quente e é transformado em W(C4H8) que, por hidratação, fornece o álcool 2 butanol, isômero do composto X:


17EM

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Escreva as reações e os reagentes em presença a) dos quais ocorrem, respectivamente, a oxidação branda e a oxidação enérgica do composto X.

Dê as estruturas dos compostos X, Y, Z e W.b)

Forneça as fórmulas estruturais dos isômeros fun-c) cionais do álcool 2 butanol.

(UFF) Sabe-se que 29,0g de um hidrocarboneto gasoso 14. ocupam um volume de 24,6L à pressão de 0,5 atm e à temperatura de 25 ºC.

Determine o peso molecular e a fórmula molecular a) do hidrocarboneto.

Informe o nome oficial (IUPAC) e as fórmulas estru-b) turais dos isômeros do hidrocarboneto.

A desidrogenação do referido hidrocarboneto origina c) um composto X que, por ozonólise, produz etanal.

Represente estas duas reações por meio de equa-d) ções químicas balanceadas.

A ozonólise e posterior hidrólise em presença de zinco 15. do 3,5 dimetil 4 etil 3 hexeno, produz:

cetona e aldeído.a)

cetona, aldeído e álcool.b)

somente cetonas.c)

aldeído e álcool.d)

cetona, aldeído e ácido carboxílico.e)

Determine o nome e as fórmulas estruturais das substân-16. cias que completam corretamente as reações indicadas a seguir:

Hidrocarbonetos do tipo:17. Resposta: Letra: A

R CC=H H

R1 KMnO4OH- R C

H HC

OH OHR1

álcoolAo serem submetidos à oxidação sem ruptura de cadeia carbônica, produzem:

álcoois.a)

cetonas.b)

ácidos.c)

ésteres.d)

éteres.e)

(UERJ) Hidrocarbonetos de fórmula geral 18. CnH n2 podem ser diferenciados pelo teste de Bayer.

Tal teste consiste na reação desses hidrocarbonetos com solução neutra diluída de permanganato de potássio, que possui coloração violeta. Só haverá mudança de cor da solução se o hidrocarboneto for insaturado.

Considere hidrocarbonetos contendo 5 átomos de carbono, que se enquadrem na fórmula CnH n2 .

Indique a fórmula estrutural de um hidrocarboneto a) com cadeia normal que reage positivamente ao tes-te de Bayer e justifique sua resposta.

Dentre os hidrocarbonetos que não reagem ao teste, b) um apresenta isomeria geométrica e outro apenas carbonos secundários. Cite seus nomes oficiais.

(UERJ)19.

A equação química acima representa um método de preparação típico da química orgânica – a oxidação de um hidrocarboneto.

As letras de a até f correspondem aos menores coeficientes estequiométricos inteiros de cada substância.

Indique a função a que pertence o produto inorgâ-a) nico solúvel em água e o nome oficial, juntamente com sua fórmula estrutural, segundo a IUPAC, do produto orgânico da reação.

Determine o valor numérico dos coeficientes este-b) quiométricos de a até f.


a) KMnO4OH- Resposta

OHOH

KMnO4OH- Resposta

OH

OH(As,trans)b)

OH

KMnOOH0

Resposta

OHc)

(Unirio) Qual a massa de butanal formada a partir da ozo-21. nólise em presença de zinco de 22,4g de 4 octeno?

14,4ga)

7,2gb)

144gc)

28,8gd)

32,4ge)


Zn/H O2

O3 Resposta + OO

a)


18 EM

_V_Q

UI_

038

Zn/H O2

O3 RespostaO

Ob)

Zn/H O2

O3 Resposta O2c)

Tanto o etanal quanto o ácido etanoico provocam danos 23. às células hepáticas. Alcoólatras podem ser tratados com uma droga conhecida como Antabuse, a qual impede a oxidação do aldeído. Esse aldeído permanece no sangue, causando náuseas, vômitos e sudorese intensa, o que leva o alcoólatra a se abster do álcool.

Descreva todas as etapas de oxidação do álcool etílico, presente em bebidas alcoólicas, dentro do corpo e indique a etapa em que Antabuse atua.

(UFF) O ácido adípico, um composto orgânico, é uma 24. das matérias primas para fabricação do Nylon 66 (po-límero sintético). Este ácido pode ser obtido por meio da seguinte sequência reacional:

OH

H SO2 4 X ozonólise Y oxidaçãoH O2

HOO

OOHa)

Pede-se:b)

As fórmulas estruturais de X e Y.c)

A composição centesimal de X.d)

A função a que pertence a substância Y.e)

O limoneno é responsável pelo odor característico do 25. limão e da laranja.

Calcule o volume H2 nas CNTP, capaz de hidrogenar 3 mols de limoneno.

(UERJ – adap.) O aromatizante artificial antranilato de 26. metila é utilizado por alguns fabricantes de gelatina de uva. Essa substância deriva do ácido antranílico, que possui as seguintes características.

- é um ácido carboxílico aromático;

- apresenta um grupo amino na posição orto;

- possui fórmula molecular C7H7NO2.

Escreva a fórmula estrutural plana desse aromati-a) zante.

Escreva a reação que torna possível obter tal aro-b) matizante a partir do ácido o-nitrobenzoico.

(UFRJ) O antigo processo de obtenção de carbureto 27. de cálcio (CaC2) a partir de carvão e calcário represen-ta, até hoje uma importante alternativa para obtenção de intermediários químicos estratégicos. O carbureto pode reagir facilmente com a água, produzindo o etino

(acetileno) e uma base forte. O acetileno, por sua vez, é matéria-prima fundamental para a síntese de muitos produtos químicos.

Um bom exemplo é a síntese do benzeno por trimerização do acetileno.

A hidratação do acetileno fornece etanal, que pode sofrer oxidação ou redução, como mostra o esquema simplificado a seguir:

x

y

EtanalHidratação

Acetileno

Se X e Y são compostos orgânicos oxigenados, escreva a fórmula estrutural e dê o nome do composto orgânico Z, resultante da reação de X com Y.

O fenol e anilina são fabricados a partir do nitrobenze-28. no. Escreva a equação, os reagentes e as condições reacionais necessárias para a fabricação da anilina e do fenol.

(Cesgranrio) Considere as afirmativas abaixo:29.

A reação de um álcool terciário com I. HCl ZnCl/ 2 processa-se imediatamente.

A desidratação intermolecular que ocorre entre II. duas moléculas de etanol a 140 ºC em presença de H2SO4gera buteno-2.

Não ocorre oxidação do III. Cl

– –CH3 CH3

CH3

CHl

em presença de KMnO4em meio sulfúrico.

Assinale a(s) afirmativa(s) incorreta(s):

apenas I.a)

apenas I e II.b)

apenas II.c)

apenas I e III.d)

apenas III.e)


OH

OH170o C

xH2SO4→

Hzx

Nι→a)

OC�

A�C�3→ y zx

Sn

HC�→

l HNO3

H2SO4→b)

O gás nitrogênio, devido à sua baixa reatividade quími-31. ca, é usado dentro de lâmpadas incandescentes e em embalagens de certos alimentos. Em certas condições, é capaz de reagir, sendo utilizado na síntese de amônia, representada na reação não balanceada abaixo:

N2 + H2 NH3

Observando a reação, pode-se afirmar que o:


19EM

_V_Q

UI_

038

nitrogênio atua como oxidante, com aumento de a) seu número de oxidação.

hidrogênio atua como redutor, com diminuição de b) seu número de oxidação.

nitrogênio age como redutor, com diminuição de c) seu número de oxidação.

hidrogênio age como oxidante, com diminuição de d) seu número de oxidação.

nitrogênio atua como oxidante, com diminuição de e) seu número de oxidação.

O aroma de manteiga é gerado a partir da molécula A,32.

ll–

OllO

C – C –CH3 CH3

a sua redução irá gerar um composto com a seguinte função orgânica:

diol.a)

cetona, álcool.b)

ácido carboxílico.c)

alcano.d)

ée) ster.


O//

x y

O

OO\\ lV�

Hz∆

H2SO4

H2SO4

ll HNO3 x zHC�Sn

Ni

H2

O

z

KMnO4

Nι 2H2H2SO4

-H2O

x + y

k + yNi

Determine o produto A e o volume de H34. 2 gasto, na CNTP, sabendo que foram utilizados 200g de B.

O

OA+ Hz →ll H2

(UFRJ – adap.) A leitura de rótulos dos alimentos é um 35. hábito recomendado aos consumidores com o objetivo de controlar a qualidade da alimentação. Um exemplo é o controle do teor de ácidos graxos saturados consu-midos. A Associação Americana do Coração recomenda dieta em que o teor de calorias correspondentes aos ácidos graxos não ultrapasse 10% das calorias totais consumidas. Os ácidos graxos saturados contribuem para o aumento do colesterol.

Na fabricação de margarinas, óleos vegetais líquidos (uma mistura de ésteres de ácidos graxos mono e poli- -insaturados) são hidrogenados. Durante a hidrogenação

são formados ácidos graxos trans como subprodutos, que, ao contrário dos isômeros cis de ocorrência natural, elevam os níveis do colesterol. Explique por que as gorduras insaturadas apresentam isomeria cis-trans e as gorduras saturadas não.

(IME) Dada a sequência de reações abaixo determine:36.

Os reagentes e/ou catalisadores necessários para a) promover, de modo eficiente, as transformações re-presentadas pelas etapas A e B.

O nome da substância 1.b)

A fórmula estrutural do produto 4.c)

(1)

A

B(2)

H(3)

etanoato de didohexila(4)


20 EM

_V_Q

UI_

038

1.

Ca) 2H6 + 7

2O2 → 2CO2 + 3H2O

Cb) 5H12 + 8O2 → 5CO2 + 6H2O

CHc) 4 + 202 → CO2 + 2H2O

Cd) 4H10 + 13

2O2 → 4CO2 + 5H2O

336l2.

13 O 4CO + 5H O2 2 2 2

13 O 4CO + 5H O2 2 2 2

3.

4.

K C O2 22 2 OHOa)

KMnO4

OH OHOO

b)

OHO

Oc)

5.

OH

OO

OH

6.

KMnO4 OH SO2 4

OC

CHO

OH 3CO2 H2O

1500,8l7.

8.

C6H14a)

b)

c)


21EM

_V_Q

UI_

038

9.

Em todos os processos há geração de CO2, prejudicial a camada de ozônio.

10.

CO2

a)

b)

CO2c)

B11.

12.

O O+H

HO

OO3

ZnResposta:a)

O3

ZnResposta:O

+H CO

Hb)

O3

ZnResposta: H CO

H+

O

O+

Oc)

+O O O3

Zn=

(2,3-dimetil-2-buteno)

13.

CH3 – OH [O]OH

H – CO

H

1 mol 1 mol

32 g 30g

1824 . 103g x

x = 1710mg

B14.

C15.

16. NH2

a)

Não ocorre.b)

OOHKMnO4 Resposta:OH-

OHOH c)

KMnO4 Resposta:OH-OH Od)

B17.

18.

a)

metanal.b)

C19.

F, F, V20.

E21.

C22.

A =23.

O

24. H SO2 4

170ºC YXH2

Ni

OHa)

YX O OH SO2 4

140ºCH2

NiOH b)

D25.

26.

27.

O O

NO2

O

NH2

a)


22 EM

_V_Q

UI_

038

O O O

NO2 NH2 NO

O

NH2

NO2

O

NH2

NH2

b)

D28.

29.

O

NO2 NH2

O

N2

O

+

a)

O

COOH

NO2NO2

O

COOH

NO2NO2

O

COOH

NO2NO2

O

COOH

Br+ +

Br

b)

X = 97,84g30.

1. a)

b)

c)

E2.

3. x = 1400 x 10a) 3 KJ

Cb) 2H6O + 3O2 2CO2 + 3H2O

4.

2 butanol.a)

x = 14g.b)

C5.

meio

6.

2 propanol7.

8.

9. O

OH

C5H10 e (CH2)n

.

..

10.

Ca) 5H10O

11.

minmin

..

12. C4H10O

KMnO4

OH– C4H8Oa)

C4H10OKMnO4

H+ C4H8O2

CH3 CH2 CH2 CH2 OHX =

CH3 CH2 CH2Y = CO

H

CH3 CH2 CH2Z = CO

OHCH3 CH2 CH=CH2W =

b)

ouO Oc)

CH3 CH2 CH2 CH2 OHK SO2 4� CH3 CH2 CH2 CH2

OH-

KMnO4

X =

CH3 CH2 CH2Y = CO

H

H+ KMnO4

CH3 CH2 CH2Z = CO

OHEsse material é parte integrante do Aulas Particulares on-line do IESDE BRASIL S/A,

mais informações www.aulasparticularesiesde.com.br

23EM

_V_Q

UI_

038

13.

a)

b) butano.b)

c) C Hx y� X�Zn/H O2

O3

O

Então x = � C H4 10

C14.

15.

a) KMnO4OH- OHOH

b) +Zn/H O2

O3

OO

c) +O

OKMnO4H+

OH

d) O2 6CO2 6H O2++

A16.

17.

a) H O2

KMnO4 O + O

b) 1,2 dimetil ciclopropanociclopentano

18. OH

OH1,2 etano diol e KOH-basea)

b)+1x2=+2

3C2H4

-2 +1+2KMnO4+4H O2 3C2H O6 2

-1 +1 +2MnO2

-2 +4 +2KOH-2

-3

a = 3 b = 2 c = 4 d = 3 e = 2 f = 2

+1 +7 -2

19.

a) KMnO4OH- Resposta

OHOHa)

KMnO4OH- Resposta

OH

OH(As,trans)b) b)

c)OH

c)

D20.

Zn/H O2

O3 Resposta + OO

a) 21.

Zn/H O2

O3 RespostaO

Ob)

Zn/H O2

O3 Resposta O2c)

OH

OH[o]→H2O

[o]→H+ O

aldeído

ANTABUSE

ácido

na presecnça do medicamentonão ocorre esta etapa

O

na presença do medicamentonão ocorre esta etapa

22.

23.

Y =X =O

O

a)

Cb) 6H10O2 = Mol = 6 . 12 + 10 . 1 + 2 . 16

Mol = 114g

%C = 6 . 12

114 . 100 = 63,15%

%H = 10

114 . 100 = 8,77% %O =

32

114 . 100 = 28,07%

ll

ll

O

O

c) é um aldeído

24. + H2

1 mol 2 mol H2

3 mol x

x = 6mol

Nas CNTP 1 mol 22,4L

6 mol 134,4L

25.

CNH2

OHO

O

a)

C

O NO2SnHC� O

COOH

NH2b)


24 EM

_V_Q

UI_

038

26.

O

NO2 NH2

anilina final

HC�Sn

2) H3O+1) NaNO2O

OH

O

fenol

27.

B28.

29.

a)

O O

NO2

O

NH2

b)

E30.

A31.

32.

OH

OH

O

NO2

O O

NH2

a)

/

\\O O

O

O

O

O//

//

//

//

\ \

\

\

–––

C–

–

C–+

+

C

C

C

–

CH

– CH– CH

–

–

CH

CH2

CH2

– CH2

CH2

CH3

CH3

OH

OH

OH

OH

– OH

OH

OH3

b)

A =33.

OH

As duplas ligações carbono-carbono, presente nas 34. gorduras insaturadas, confere a isomeria cis-trans.

onde R1 = R2 e R3 = R4

R2R4

R1R3/

/ /\

\C = C

35.

A = Ha) 2O O

OH

ciclo-hexeno.b)

O

O

c)

36.

A = H2O OH

O

a)

ciclo-hexanob)

O

O

c)


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