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PRÉ-VESTIBULARLIVRO DO PROFESSOR

QUÍMICA

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© 2006-2008 – IESDE Brasil S.A. É proibida a reprodução, mesmo parcial, por qualquer processo, sem autorização por escrito dos autores e do detentor dos direitos autorais.

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


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Alcanos e cicloalcanos com anéis estáveis são exemplos de compostos que podem sofrer substitui-ções, assim como os hidrocarbonetos aromáticos, em função da grande estabilidade do anel benzênico.

Halogenação (X)Observe que:

Conforme já dissemos, a reatividade dos halo-gênios cresce do I2 para o F2:

I2 < Br2 < C 12 < F2

Discutiremos as halogenações com C 2 e Br2, uma vez que o F pode dar reações muito violentas capazes de quebrar cadeias carbônicas, e a reação com I2 não é espontânea.

Halogenação de alcanosA halogenação dos alcanos requer condições es-

peciais. Assim, temos que aquecê-los de 250° a 400°C e fazer a halogenação na presença de luz ultravioleta para conseguirmos a substituição no alcano.

H|

H — C — H|H

+ C 2 luz

H|

H — C — C|H

+ HC

Alcano cloro-metano

derivado halogenado

A substituição de H por cloro pode prosseguir:

C

H — C — C|

H|

C

C — C — C + HC|

H|

+ C 2

tricloro-metanoderivado halogenado

dicloro-metano

Em compostos com vários hidrogênios substi-tuíveis, acabam ocorrendo várias reações, de modo que se obtém mistura de compostos. A facilidade de substituição obedece à sequência:

H terciário > H secundário > H primário

Ou seja, o C mais pobre em hidrogênio é o que preferencialmente perde H. Assim:

H

H3C — C — CH3

|

CH3

|

Br

H3C — C — CH3 + HBr|

CH3

|+ Br2

2-bromo-2-metilpropanoisobutano

Halogenação em cicloalcanosCicloalcanos com 5 ou mais carbonos no anel

proporcionam reações de substituição, pois têm anéis muito estáveis, ao contrário dos 3 e 4 carbonos.

ciclopentano

CH2C C

H2H

HH2C CH2

+ C 2

clorociclopentano

CH2C C

H2C

HH2C CH2

+ HC

Halogenação de Hc aromáticos

+ Br2 catalisador

+ HBrH

benzeno

Br

bromobenzeno

Reações de substituição


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+ C 2 catalisador

+ HCCH3

tolueno

CH3

1-cloro-2-metilbenzeno

H C

+ C 2 + HCCH3

tolueno 1-cloro-4-metilbenzeno

H

CH3

C

catalisador

Nessa reação há um predomínio do derivado orto em relação ao para e praticamente não se forma o composto meta clorado.

A existência de grupos ligados ao anel benzênico tem acentuada influência na reação de substituição.

É essencial que você saiba que as substituições aromáticas são dirigidas pelos ligantes do anel. Além disso, há ligantes que favorecem a substituição, enquanto outros a dificultam.

Os ligantes que tornam o composto aromático mais reativo que o benzeno são chamados ativantes do anel.

Observe alguns grupos Y e sua ação orientadora da substituição.

Orto para dirigentes

– NH – OH – OR

– R – F

– C – Br – I

orto orto

para

Y

De modo geral, os substituintes orto-para di-rigentes são ativantes do anel. Dentre os anterior-mente mencionados destacam-se como ativantes do anel o –NH2 e o –OH.

Os halogênios (F, Cl, Br, I) constituem uma exceção, uma vez que, apesar de orto para dirigentes são desativantes do anel.

Esse fato explica por que na cloração do ben-zeno o processo para no derivado mono-halogenado (clorobenzeno).

Meta dirigentes

– NO2 – C N –CO

OH

–CO

OR – SO3H –C

O

H

–CO

R

meta meta

Y

Os substituintes metadirigentes, de modo geral, dificultam as substituições aromáticas, isto é, são desativantes do anel. Com isso eles tornam uma reação desse tipo mais difícil de acontecer.

A maioria dos ligantes orto-para dirigentes só apresenta simples ligações, enquanto os meta diri-gentes possuem insaturações ou ligações dativas.

Ortopara dirigentes:

— NH

Hamina

— O — R

éter

— X

F, Cl, Br, I(derivados halogenados)

— O — H

fenol

— R

hidrocarboneto aromático

Metadirigentes:

— NO

Onitrocomposto ácido sulfônico aldeído

— CO

HH— O

SO

O

— C N

nitrocomposto ácio sulfônico cetona

— CO

R

— CO

O — R

O

ácio carboxílico

— C

O — H

NitraçãoÉ a reação que ocorre com HNO3 concentrado,

com saída de água.

Nitração de alcanos

CH H

H

H

metano

+ NHO O

O

CH NO2

H

H

nitrometano

+ H2O


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CH3 – CH2 – CH3 + HNO3 CHH3C CH3

NO2

+ H2O

propano

*forma-se preferencialmente o 2-nitropropano.

Nitração de hidrocarbonetos aromáticos

Ocorre de forma mais fácil que nos alcanos e é feita em presença de H2S04 concentrado.

H

benzeno

+ NHO O

O

H2SO4NO2

nitrobenzeno

+ H2O

Como dissemos anteriormente o –NO2 é um desativante do anel, daí a dificuldade em se fazer com que a substituição prossiga, porém, se houver um grupo metil no anel (ativante), a substituição continua orientada para as posições orto e para.

+ HO – NO2 H2SO4 + H2O

H

tolueno(metil-benzeno)

CH3

NO2

o-nitrotolueno

CH3

+ HO – NO2 H2SO4 + H2O

tolueno(metil-benzeno)

CH3

H

o-nitrotolueno

CH3

NO2

*Ocorre predomínio da forma orto sobre a forma para.

SulfonaçãoÉ a reação com H2S04 concentrado e quente, com

eliminação de água.

Alcanos:

R – H + H2SO4 R – SO3H + H2O

ácido alquilsulfônico

alcano

Hidrocarbonetos aromáticos

Hbenzeno

+ H2SO4 SO3H

ácido benzeno sulfônico(ácido sulfônico)

+ H2O

Lembre-se de que a sulfonação de hidrocarbone-tos aromáticos de cadeia mista (alquil benzeno) é a etapa intermediária para a obtenção de muitos deter-gentes. Isso porque eles são sais de sódio que podem ser obtidos por neutralização do ácido sulfônico.

Analogamente, observe a equação de sulfo-nação de fenol:

+ H – O – SO3H + H2O

ácidoo-hidroxi-benzeno-sulfônico

OH

H

OH

SO3H

A sulfonação de anilina em posição para é im-portante porque fornece o ácido sulfanílico, usado na síntese de corantes e de medicamentos (sulfas):

+ HOSO3H + H2O

NH2

H

NH2

SO3H

ácido p-amino-benzeno-sulfônico(ácido sulfanílico)

Alquilação e acilação de Friedel-Crafts

Processos típicos de compostos aromáticos, onde conseguimos introduzir radicais alquile e acila em anéis benzênicos.

Ar – H + x - y Al x Ar – Y + HX

onde y = R ou R – C O.

Ar - H - aromático

Alquilação:

H

benzeno

+ C – CH2 – CH3 Al C 3

CH2 – CH3

etil benzeno

+ HC


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Acilação:

Hbenzeno

+ CH3 – CO

C

Al C 3

O

C – CH3

metil fenil cetona

+ HC

*Processo de obtenção de cetonas aromáticos.

Reações dos derivados halogenados

Substituição do halogênio

a) Reação com base forte

R – X + NaOH R – OH + NaX derivado halogenado álcool

Também conhecida como um processo de se obter álcool a partir de um derivado halogenado.

Exemplo: `

OH

H3C – CH – CH2– CH3 + NaOH H3C – CH – CH2 – CH3 + NaI

I

OH

H3C – CH – CH3 + NaOH H3C – CH – CH3 + NaC

C

b) Reações com alcóxido de sódio (RoNa) Síntese de Willanson

R – X + R’ – Ona R – O – R’ + NaXderivado halogenado alcóxido de sódio éter

Processo típico de obtenção de éteres em laboratórios

Exemplo: `

CH3 – C + CH3 – O – Na CH3 – O – CH3 + NaC

H3C – CH2 – C +

O – Na

O – CH2 – CH3

+ NaC

c) Reação com cianetos

R – X + NaCN R – C N + NaX

derivado halogenado nitrilo

Exemplo: `

H3C – CH2 – CH2 – C + NaCN H3C – CH2 – CH2 – CN + NaC

d) Reação com sais carboxílicos

R – X + R’ – CO

OAgR’ – C

O

OR+ AgX

derivado halogenado

sal de prata deácido carboxílico éster

É frequente o uso de sais de sódio em vez dos de prata.

Exemplo: `

CH3 – CH2– C + CH3 – CO

OAg

O

O – CH2 – CH3

CH3 – C + AgC

e) Reação com derivado de Grignard

R – X + R’MgX R – R’ + MgX2

derivado halogenado

composto deGrignard hidrocarboneto

Para exemplificar, podemos obter um alcino pela reação:

H2

H3C – C — I– H3C– C CMgl H3C – C C – C — CH3 + Mgl2

H2

iodo-etanopent-2-ino(pentino-2)

f) Síntese de Wurtz reações com sódio

2 R – X + 2 Na 2 NaX + R – R derivado

halogenado hidrocarboneto

Esta reação é conhecida com o nome de síntese de Wurtz. Ela consiste em um método de obtenção de


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hidrocarbonetos, especialmente importante no caso da obtenção de alcanos e hidrocarbonetos aromáticos (síntese de Wurtz e Fittig).

Observe a equação da obtenção do butano:

H5C2 – I + 2Na + I – C2H5 C4H2O + 2 NaI

A síntese de Wurtz para os alcanos é espe-cialmente importante na obtenção de alcanos com número par de carbonos.

Note que nesse caso há duplicação do número de carbonos do derivado halogenado.

No caso da síntese de hidrocarbonetos aro-máticos (Wurtz-Fittig) podemos usar um derivado halogenado aromá tico e outro alifático.

I + 2 Na + I – CH3 2 NaI + CH3

tolueno

g) Reação com amônia e aminas reações de amonólises

R – X + N R – N + HX

H H

H H

Hderivadohalogenado

amônia amina primária

H

R’ – X + R – N R – N – R’ + HXH

Hderivadohalogenado

aminaprimária

aminasecundária

derivadohalogenado

aminasecundária

R

R’’ – X + H – N – R’ R – N – R’’ + HX

R’

aminaterciária

As reações anteriormente equacionadas são chamadas amonólises de derivados halogenados. Elas constituem um método de obtenção de aminas (método de Hoffmann).

O inconveniente da amonólise é que há forma-ção de mais do que um produto nitrogenado, havendo dificuldade em se proceder à separação deles.

A amina terciária também pode reagir com o derivado halogenado, originando sal de amônio quaternário:

R – N – R’’ + R’’’ – X R – N – R’’ X –

R’ R’

R’’’

+

sal de amônioquaternário

Reações de substituição de OH- de álcoois e fenóis

a) Reação com haleto de hidrogênio

R – OH + HX R – X + H2O

álcool derivado halogenado

Através desta reação, podemos distinguir um álcool primário de um secundário ou terciário, pois estes (terciários) dão reação imediata, o que não ocorre com os secundários e os primários porque praticamente não reagem. Esse teste é chamado Teste de Lucas.

Exemplo: `

CH3 – CH2 – CH – CH3 + HC

OH

CH3 – CH2 – CH – CH3 + H2O

C

b) Reação com ácidos inorgânicos

R – OH + HNO3 R – O – NO2 + H2O

álcool nitrato orgânico

Exemplo: `

CH3 – OH + HNO3 CH3 – NO3 + H2O

(Fuvest) Um material é constituído apenas de molécu-1. las C4H10. Ao ser bromado produziu quatro compostos monobromados diferentes de fórmula C4H9Br. Com base nesta informação, justifique se o material é uma mistura ou substância pura.


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a)

A+ Cl2 HNO3

B

C

b)

AlCl3 D+(CH3)2CClH

c)

E+Cl2

d)

F+Cl– C – C – CH3

+AlCl3

H2O

e)

G+ 3 Cl2OH

o, o, p-tricloro ferol

OH

Cl Cl

Cl

Solução: `

a)

Cl

clorobenzeno

b)

NO2

1-cloro-2-nitrobenzeno

Cl

c)

NO2

1-cloro-4-nitrobenzeno

Cl

Solução: `

H3C – C – C – CH3

H2 H2

butano

H3C – C – C – C – BrH2 H2 H2

H3C – C – C – CH3

H2Br

H

metilpropano

H3C – C – CH3

CH3

H

H3C – C – CH3

CH3

BrH3C – C – C – Br

CH3

H H2

Como cada um dos 2 compostos C4H10 origina no máxi-mo 2 derivados bromados, o material de partida é uma mistura de butano e isobutano.

(Fuvest) – Na sequência de reações:2.

3 HC CH X

X + C 2 y + HC

Y + OH– Z + C –

Quais as fórmulas moleculares de X, Y e Z?a)

Classifique as reações segundo seu mecanismo b) adição, condensação, eliminação, substituição).

Solução: `

X Y

C

Z

OH

Trimerização (adição), substituição, substituição.c)

Coloque os compostos em ordem crescente de facilida-3. de para dar substituição aromática:

tolueno.a)

benzeno.b)

nitrobenzeno.c)

Solução: `

c < b < a

Dê os nomes e as fórmulas estruturais dos compostos 4. orgânicos designados por letras, nos processos esque-matizados abaixo:


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d) HC — CH3

|CH3

e) Cl

clorociclohexano

f)

C — CH2 — CH3

etil — Fenil cetona

O

(Fuvest) Em5. Admirável Mundo Novo, de Aldous Hux-ley, um dos personagens faz a seguinte afirmação:

“CH3C6H2 (NO2)3 + Hg (CNO)2 – o que, em suma? Um enorme buraco no chão, uma montoeira de paredes, alguns fragmentos de carne e muco, um pé ainda calçado voando no ar e caindo de chapa no meio dos gerânios...”

Qual é a fórmula estrutural do primeiro composto a) citado, sabendo-se que contém anel aromático?

Qual é o nome deste composto?b)

Solução: `

a)

NO2

CH3

O2N

NO2

2,4,6-trinitro-tolueno.b)

Efeito estufa e Protocolo de Kyoto

De cada 100 mil moléculas presentes no ar atmosférico, 35 são de gás carbônico. Essa concentração é mantida pelo equilíbrio entre os processos produtores e consumidores de CO2, na atmosfera.

Produtores (aumentam a concentração de CO2):

Seres vivos respiração

CO2 + H2O

Combustíveis orgânicos combustão

CO2 + H2O(carvão, gasolina, óleo, diesel, álcool etc.)

Produtores (diminuem a concentração de CO2)

CO2 + H2O fotossíntese

(vegetais) carboidratos + O2

CO2 + H2O dissolução

nos oceanos H2CO3

No entanto, nas últimas décadas, observou-se um desequilíbrio entre os fatores produtores e consumidores de CO2 na atmosfera.

O desequilíbrio do gás carbônicoConsumidores Produtores

desmatamento

Exploraçãodemográfica

Queimadas (como as que acontecem

na Amazônia)

Queima de combustíveis

orgânicos

Dissolução nos oceanos

Fotossíntese

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.

A presença de vapor de água e gás carbônico na atmosfera é fundamental para a vida em nosso planeta devido a duas razões:

1. Sem essas substâncias não haveria fotossíntese; portanto não teríamos alimento nem gás oxigênio.

2. As radiações infravermelhas do Sol refletem-se na superfície terrestre e voltam para a alta at-mosfera. O gás carbônico e o vapor de água absorvem parte dessa radiação, o que faz a temperatura média do planeta ficar em torno de 15ºC. Sem essa absorção, essa temperatura se-ria de –18ºC.

Como consequência, a quantidade de CO2 vem aumentando. Logo, uma maior quantidade de radiações infravermelhas é absorvida, o que acarreta um aumento de temperatura atmosférica. Essa elevação da temperatura é responsável pelo aquecimento global, fenômeno denominado efeito estufa.

Nos últimos anos, descobriu-se que, além do CO2 e do H2O, outros gases contribuem para o efeito estufa. Merecem destaque o CH4, o NO, o O3 e o CFC. Cada uma dessas substâncias passou a ser chamada gás estufa.

São muitas as consequências do aquecimento global. Como exemplo, podemos citar as alterações climáticas do planeta e o derretimento de parte das calotas polares, que ocasionaria ainda o aumento do nível médio dos oceanos e as inundações das faixas litorâneas.


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Explique como funciona a reação com acetiletos de sódio 6. e dê um exemplo:

Solução: `

Os acetiletos de sódio são compostos obtidos por reação do alcino verdadeiro com sódio:

HC C – R + Na NaC C – R + 1

2 H2

Alcino verdadeiro(H ligado ao C da tripla)

acetileno de sódio

Os acetiletos de sódio, por sua vez, reagem com deriva-dos halogenados:

R’ – X + NaC C – R R’ – C C – R + NaX alcino falso

Observe uma possível sequência de reações para se obter o hexino-2:

H – C C – CH + Na NaC C – CH + 1

2 H2

Alcino verdadeiro

H3C – C CNa + I – C3H7 H3C – C C – CH3 + NaI

hexino-2

(ITA) 13,7g de um brometo de alquila é aquecido com 7. sódio metálico em excesso. Forma-se 0,05 mol de um hidrocarboneto. O hidrocarboneto pode ser:

propano.a)

isobutano.b)

2-metilbutano.c)

isooctano.d)

2,5-dimetilhexano.e)

Solução: ` E

2 R – Br + 2 Na 2 NaBr + R – R

Sendo um brometo de alquila, R é um radical saturado; portanto, a fórmula geral é CHBr.

Pela equação:

2 mol CnH2n+1Br.1 mol hidrocarboneto X = 0,05 mol hidrocarboneto

x = 0,10 mol CnH2n+1Br.

0,10 mol CnH2n+1Br 13,7g MCnH2n + 1Br= 137

MCnH2n + 1Br= 12n + 2n +1 + 80 14n + 81 = 137 14n = 56

C H Br

n = 4

Se n = 4, o hidrocarboneto formado tem fórmula C8H18, pois:

2C4H9Br + 2 Na 2 NaBr + C8H18

Como esse hidrocarboneto terá que ser simétrico, sua fórmula será:

H3C – C – C – C – C – CH3

H2 H2H H

CH3CH3

Acordos, como o Protocolo de Kyoto, assinados internacionalmente no fim dos anos 1990, têm como objetivo a diminuição da emissão de gás estufa e representam uma esperança de solução para o problema do aquecimento global.

Radiaçãosolar atingea Terra

espaço

A Terra irradia parte do calor de volta ao espaço

H2O e CO2 absorvem a radiação

H2O e CO2 irradiam parte

da radiação absorvida para

a Terra

atmosfera

H2O

CO2

CO2

CO2

CO2

H2O

H2O

H2OH2O CO2

CO2

H2O

CO2

H2O

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.

A descoberta que alavancou a produção de aromáticos

A reação de Friedel-Crafts é assim chamada a fim de homenagear dois químicos, Charles Friedel (1832 – 1899) e James Mason Crafts (1839-1917), que obtiveram um resultado ines-perado em 1877, em uma experiência realizada em Paris. Friedel e Crafts perceberam o imenso potencial prático dessa descoberta acidental e registraram as patentes dos processos de pre-paração de hidrocarbonetos e cetonas, tanto na França quanto na Inglaterra. A avaliação dos cientistas foi perfeita! Provavelmente nenhuma outra reação orgânica teve maior consequência. Os principais processos para a produção de gasolina de alta octanagem, borracha sintética, plásticos e detergentes sintéticos são aplica-ções da “química de Friedel-Crafts”.


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Vamos estudar o que ocorreu acidentalmen-te e deu a esses cientistas a oportunidade de chegarem a tão importante processo.

Friedel e Crafts estavam tentando preparar um composto orgânico iodado pelo tratamento de um cloreto orgânico com alumínio e iodo. A reação produzia grandes quantidades de ácido clorídrico e, inesperadamente, hidrocarbonetos. Ao tentaram substituir o alumínio por cloreto de alumínio, descobriram que os mesmos resulta-dos inesperados aconteciam. Apesar de alguns pesquisadores já terem observado resultados semelhantes, não haviam aprofundado o estudo sobre o papel do cloreto metálico.

Ao descreverem sua descoberta à Socie-dade de Química da França, relataram: “Com uma mistura de cloreto e hidrocarboneto, é estabelecida, com bom rendimento, a formação de hidrocarbonetos a partir dos resíduos de hidrocarbonetos (menos H) e do cloreto (menos Cl). É assim que etilbenzeno, amibenzeno, ben-zofenona etc. são obtidos”.

A química de Friedel-Crafts pode parecer técnica e complexa, mas ela tocou nossas vi-das de muitas maneiras. Winston Churchill, referindo-se à vitória da guerra na Inglaterra pelos pilotos de caça, disse: “Nunca, no campo dos conflitos humanos, tantos deveram tanto a tão poucos”. A vitória da batalha aérea deveu-se não somente à habilidade e ousadia dos pilotos britânicos, mas também à superioridade de sua gasolina de aviação. Os aviões de caça alemães eram superiores aos aviões britânicos e america-nos, mas seu combustível não o era. O combus-tível usado nos aviões britânicos e americanos, consequência direta da síntese de Friedel-Crafts, deu a eles um melhor desempenho em situações críticas. Ele era constituído por uma mistura de tolueno com outros hidrocarbonetos aromáticos contendo radicais aquila (R).

De maneira semelhante, durante a Segunda Guerra Mundial, depois que os aliados foram impedidos de ter acesso às fontes de borracha natural, a borracha sintética passou a ser vital para as tropas. Pneus para carros, para cami-nhões e aviões eram essenciais. Graças à coo-peração entre oficiais do governo e cientistas, técnicos, acadêmicos e industriais, a borracha sintética foi produzida rapidamente. Ela era feita a partir do estireno e foi chamada de GRS, que significa “borracha do governo, do tipo es-tireno” (government rubber, styrene type). Era um polímero do estireno e butadieno (C4H6), ou seja, um copolímero (uma macromolécula

(Elite) Na indústria, o 2 – cloropropano é muito impor-1. tante. Sua obtenção é possível por meio de:

oxidação do propano.a)

cloração em presença de luz do propano.b)

hidratação do propano.c)

reação do propano com cloreto de acila.d)

cloração do metano e posterior desidratação.e)

(Elite) Quando procede-se uma desidratação intermo-2. lecular de álcoois, ocorre produção de:

alcanos.a)

cetonas.b)

aldeídos.c)

alcenos.d)

éteres.e)

produzida pela polimerização de uma mistura de dois monômeros): estireno e butadieno.

Os detergentes sintéticos revolucionam a maneira como vivemos hoje, sendo usados para lavar louças e roupas; ao contrário dos sabões, funcionam bem em água dura e são os principais ingredientes de xampus. Um típico exemplo de detergente biodegradável é o do-decilbenzenossulfonato de sódio, cuja cadeia lateral de doze carbonos é ligada à molécula de benzeno através de uma reação de alquilação de Friedel-Crafts.

Na fabricação da aspirina é usado um fenol produzido a partir do isopropilbenzeno (tam-bém conhecido como cumeno), que é obtido através de uma reação Friedel-Crafts do benze-no com o propileno. A cada ano, mais de vinte milhões de quilos de aspirina são produzidos nos Estados Unidos, correspondendo a trezen-tos comprimidos por habitante/ano.

Esses são apenas alguns dos exemplos de aplicações práticas desenvolvidas no século XX desde o acidente de laboratório observado por Friedel e Crafts em 1877, que foi por eles interpretado com sagacidade, transformando-se em uma descoberta muito importante.

(ROBERTS, Royston M. Descobertas Acidentais em Ciên-

cias. 2. ed. São Paulo: Papirus, 1995. Adaptado.)


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4d)

5e)

(Elite) Complete as reações abaixo:9.

a)

+ C 2 A C 3

b)

+ H3CCOC A C 3

c)

— NO2 + C 2 A C 3

(Elite) Dê o produto das reações abaixo:10.

Ha) 3C – CH2 – CH2 – C + KCN

Hb) 3C – CH2 – CH2 – C + H3C –MgC

Hc) 3C – CH2 – CH2 – C + KOH H2O

Hd) 3C – CH2 – CH2 – C + 2Na

(Elite) Dê o produto principal das reações abaixo:11.

a)

+ C 2 A C 3

b)

+ C 2 A C 3

c)

+ HNO3 H2SO4

d)

+ H2SO4

(Elite) O ácido clorídrico, de grande importância in-3. dustrial, é obtido principalmente por meio de reações orgânicas. Dentre as citadas a seguir, indique a que deve produzir esse composto.

cloração do metano.a)

hidratação do eteno.b)

desidratação de álcoois.c)

cloração de uma base mineral.d)

síntese de Grignard em carbonílicos.e)

(Elite) Dos reagentes abaixo, quais são eletrófilos e quais 4. são nucleófilos?

C2H5–, OH–, H2O, A C 3, NO2

+, CH3+, NH3

(Elite) Complete as seguintes equações:5.

Ha) 3C – CH2OH + HBr substituição do OH pelo Br.

HC b) CH + 2 C 2 adição do cloro ao acetileno.

Hc) 3C-CO-CH3 + H2 adição de hidrogênio ( redução).

(Cesgranrio) A substituição de 4 átomos de H do 6. benzeno por 4 átomos de cloro fornece um número de isômeros de posição igual a:

2a)

3b)

4c)

5d)

6e)

(Elite) Nas equações:7.

X + Cl2 Y

Y + A C 3

O composto X é:

metano.a)

eteno.b)

etano.c)

propano.d)

propeno.e)

Quantos compostos diclorados podem ser obtidos a 8. partir do metil-propano?

1a)

2b)

3c)


11EM

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036

(PUC–Rio) Observe a fórmula estrutural da aspirina, 12. mostrada abaixo:

Pode-se afirmar que a aspirina contém:

2 carbonos spa) 2 e 1 carbono sp3.

2 carbonos spb) 2 e 7 carbonos sp3.

8 carbonos spc) 2 e 1 carbono sp3.

2 carbonos spd) 2, 1 carbono sp3 e 6 carbonos sp.

2 carbonos spe) 2, 1 carbono sp e 6 carbonos sp3.

(PUC) A reação abaixo foi realizada na presença de luz13.

(CH3)2CHCH3 + Br2 →Seus principais produtos são:

(CHa) 3)2CHCH2Br + HBr

(CHb) 3)2 CHCHBr2 + H2

(CHc) 3)2(CH2Br)CHCH3 + HBr

(CHd) 3)2CBrCH3 + HBr

(CHe) 2Br)2CHCH3 + H2

(Elite) Dê o produto das reações que seguem:14.

a)

b)

c)

d)

(Elite) O 1 – bromo butano reage com hidróxido de 15. potássio em solução aquosa para dar origem ao butanol – 1. O mecanismo desta reação é de:

eliminação unimolecular (Ea) 1).

eliminação bimolecular (Eb) 2).

substituição nucleofílica (Snc) 1).

substituição nucleofílica (Snd) 2).

substituição eletrofílica (SE).e)

(Elite) O que ocorre nas reações de substituição nucle-16. ofílica? Quais são as bases mais utilizadas?

(Elite) Dê o produto das reações:17.

Ha) 3C – C + NaOH H2O

Hb) 3C – CH2 Br + NaNH2

Hc) 3C – CH2 – C + NaOCH3

(UERJ) A análise qualitativa de uma substância orgânica 18. desconhecida revelou a presença de carbono, oxigênio e hidrogênio.

Podemos afirmar que essa substância não pertence à função denominada:

éster.a)

fenol.b)

hidrocarboneto.c)

ácido carboxílico.d)

(UFF) um composto orgânico X apresenta os quatro 1. átomos de hidrogênio do metano substituídos pelos radicais: isopropil, benzil, hidroxi e metil. A fórmula molecular de X é:

Ca) 12H16O2

Cb) 11H16O

Cc) 12H18O

Cd) 11H14O2

Ce) 11H14O

Considere o esquema abaixo:2.

vinhodestilação


12 EM

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036

As substâncias indicadas pelos números I, II e III são, respectivamente:

etanoato de etila / ácido etanoico / eteno.a)

eteno / etanoato de etila / ácido etanoico.b)

ácido etanoico / eteno / etanoato de etila.c)

eteno / ácido etanoico / etanoato de etila.d)

ácido etanoico / etanoato de etila / eteno.e)

(Elite) A desidratação do etanol pode conduzir ao:3.

etilenoI.

éter dietílicoII.

ácido acéticoIII.

Dessas afirmações apenas:

I é correta.a)

II é correta.b)

III é correta.c)

I e II são corretas.d)

II e III são corretas.e)

(Cesgranrio) As equações abaixo representam, respec-4. tivamente, reações de:

FIG + Zn I. álcool

H2C = CH2 + ZnCl2

HII. 2C = CH – CH3 + H2 P.T

catalisador H3C – CH2 – CH3

n CHIII. 2 = CH2 300oC

200atm (...– CH2– CH2 – …)n

adição, substituição, eliminação.a)

eliminação, substituição, polimerização.b)

eliminação, adição, polimerização.c)

substituição, adição, polimerização.d)

substituição, eliminação, oxidação.e)

(Cesgranrio) Se, pela síntese de Friedel – Crafts, se de-5. seja obter etil – fenil – cetona, deve-se reagir benzeno com cloreto de:

propanoíla.a)

benzoíla.b)

fenila.c)

etanoíla.d)

propila.e)

(Elite) Quantas estruturas diferentes podem ser obtidas 6. quando se substitui um átomo de hidrogênio do nafta-leno por um radical metila?

2a)

4b)

6c)

8d)

10e)

(U. Estácio de Sá) Ao se fazer a substituição do hidrogê-7. nio da hidroxila do etanol pelo radical etila, resulta:

aldeído.a)

cetona.b)

éter.c)

éster.d)

ácido.e)

(Cesgranrio) O aroma natural de baunilha, encontrado em 8. doces e sorvetes, deve-se ao composto de nome vanilina, cuja fórmula estrutural está representada abaixo.

Em relação à molécula da vanilina, é correto afirmar que as funções químicas encontradas são:

álcool, éter e éster.a)

álcool, ácido e fenol.b)

aldeído, álcool e éter.c)

aldeído, éster e fenol.d)

aldeído, éter e fenol.e)

Sabendo que os aldeídos são reduzidos a álcoois 9. primários e as cetonas a álcoois secundários, escreva as fórmulas estruturais e os nomes dos compostos utilizados na preparação de 1–butanol e 2–butanol por processos de redução.

(PUC) Dada a reação:10.

C2H5Br + OH – → C2H5OH + Br –

Pode-se afirmar que trata-se de:

uma adição nucleofílica onde OHa) – é o agente nu-cleófilo.

uma adição nucleofílica onde Cb) 2H5Br é o agente nucleófilo.

uma substituição eletrofílica onde OHc) – é o agente eletrófilo.

uma adição eletrofílica onde Cd) 2H5Br é o agente ele-trófilo.

uma substituição nucleofílica onde OHe) – é o agente nucleófilo.


13EM

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(PUC) Abaixo, são mostradas algumas reações orgâ-11. nicas:

Reação I:

Composto I

Reação II:

Reação III:

composto IV

Classifique os compostos I, II, III e IV de acordo a) com os critérios:

acíclico ou cíclico.

normal ou ramificado.

saturado ou insaturado.

aromático ou alifático.

Classifique as reações 1, 2 e 3 de acordo com os b) critérios abaixo:

nitração condensação adição

oxidação eliminação

redução halogenação

polimerização hidrogenação

Observação: a uma mesma reação pode corresponder um ou mais critérios.

(Unirio) A camada de ozônio é formada na estratosfera 12. por ação da radiação solar – que contém raios ultra-violetas – sobre as moléculas de oxigênio, através da seguinte sequência de reações:

O2 raios

solares 2 O (I)

O + O2 → O3 (II)

Diante do exposto, podemos afirmar que na etapa:

I ocorre uma cisão heterolítica.a)

I ocorre uma cisão homolítica, com formação de b) espécies O•.

I formam-se espécies Oc) que reagem com O2 na etapa II.

II ocorre uma cisão homolítica.d)

II estão presentes espécies O, formadas na etapa I.e)

(Unirio) Considere a preparação do ácido acetilsalicílico, 13. princípio ativo da aspirina, a partir de ácido salicílico e anidrido acético, representada pela seguinte equação:

Sendo assim, podemos afirmar que se trata de uma reação de:

hidrólise em meio ácido.a)

alquilação de aromáticos.b)

acetilação.c)

adição à dupla ligação.d)

oxidação de álcool secundário.e)

(Unirio) 14.

A nicotina é um alcaloide altamente venenoso, que corre nas folhas do tabaco. A análise da fórmula estrutural da nicotina, apresentada acima, permite classificá-la como um(uma):

alceno com fórmula molecular Ca) 10H16

álcool insaturado com fórmula molecular Cb) 10H14N2O

amina aromática com fórmula mínima Cc) 5H7N

amina insaturada com fórmula molecular Cd) 10H13N2

amida com fórmula mínima Ce) 5H8N2O

(Unirio) 15.

Com relação à fórmula estrutural da vitamina C, apresentada acima, podemos afirmar que:


14 EM

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estão presentes as funções álcool, ácido e amida.a)

é uma substância oticamente ativa.b)

é um composto saturado.c)

trata-se de um composto aromático.d)

não reage com ácido sulfúrico concentrado.e)

(Unirio) As margarinas são gorduras vegetais resultantes 16. da hidrogenação parcial de óleos vegetais insaturados, em presença de níquel como catalisador.

O processo citado poder ser classificado como uma reação de:

adição.a)

eliminação.b)

oxidação.c)

esterificação.d)

craqueamento.e)

(Unirio) No Brasil, a principal fonte de etanol é a cana-17. de-açúcar. A sacarose C12H22O11, presente no caldo de cana, é inicialmente transformada por micro-organismos em glicose, C6H12O6, e frutose, C6H12O6, que, em segui-da, se transformam em etanol, C2H6O, e gás carbônico, CO2.

O processo descrito denomina-se:

oxidação.a)

hidrólise.b)

ozonólise.c)

redução.d)

fermentação.e)

(Cesgranrio) Dê o produto das reações abaixo:18.

a)

b)

c)

(Elite) As reações de substituição do tolueno com o 19. Cl2 podem gerar diferentes produtos dependendo das condições em que ocorram. No caso em que esta subs-tituição é realizada com aquecimento e na presença de luz, o produto orgânico formado é:

a)

b)

c)

d)

e)

A reação a seguir origina uma substância presente na 20. essência do damasco.

Dê os nomes oficiais das substâncias presentes nessa reação.

A reação entre um ácido carboxílico e um álcool é 21. chamada de esterificação e pode ser genericamente representada pela equação a seguir:

RCOOH( ) + R’OH( ) RCOOR’( ) + H2O( )

Explique por que a adição de um agente desidra-a) tante aumenta a formação de éster.

Se R é o radical propil e R’ é o radical isopropril, dê b) o nome do éster formado.


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B1.

Substituição via radicais livres.

E2.

Pois a temperatura mais baixa leva a formação de éteres.

A3.

São eletrófilos: A4. C 3, NO2+, CH3

+

São nucleófilos: H2O, C2H5-, NH3, OH-

5.

Ha) 3C — CH2 — Br + H2O

b)

c)

B6.

A7.

B8.

São eles: 1,3-diclorometilpropano

1,2-diclorometilpropano.

9.

a)

b)

c)


16 EM

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10.

Ha) 3C – CH2 – CH2 – CN

b)

Hc) 3C – CH2 – CH2 – OH + KC

d) +2NaCl

11.

a)

b)

c)

d)

C12.

D13.

Reação via radicais livres.

14.

a)

O

H3C – C + H2OO – CH – CH3

CH3

b)

O

H3C – C + H2O

ONa

c)

O

H3C – C (anídrio)

O – C – CH3

O

d)

O

H3C – C

NH2

D15.

São reações que envolvem troca de bases, onde uma 16. base forte substitui uma base fraca ligada a uma cadeia carbônica alifática. Usam-se, geralmente, as bases de Lewis.

17.

NaCa) + H3C – OH (álcool)

NaBr + Hb) 3C – CH2 – NH2 (amina)

NaCc) + H3C – CH2 – O – CH3 (éter)

C18.

C1.

C2.

oxidação de álcool a ácido carboxílico.I.

desidratação intramolecular gera alqueno.II.

reação de esterificação.III.

D3.

C4.

A5.

A6.

C7.

E8.

Ar – OH → fenol

Ar – CHO → aldeído

Ar – O – CH3 → éter


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Butanal 9. → reduz → 1-butanol.

Butanona → reduz → 2-butanol.

E10.

Reação de substituição nucleofílica.

11.

Composto I: cíclico, ramificado, insaturado, aromático.a)

Composto II: acíclico, normal, saturado, alifático.

Composto III: acíclico, normal, insaturado, alifático.

Composto IV: acíclico, ramificado, insaturado, alifá-tico.

Reação I:b) nitração.

Reação II: eliminação.

Reação III: oxidação.

B12.

C13.

C14.

A contagem dos átomos garante a informação.a)

B15.

Pois possui carbono quiral.

A16.

Trata-se de uma adição (hidrogenação catalítica).

E17.

Processo biológico.

18.

a)

b)

c)

D19.

Pois a reação via radicais livres ocorre na cadeia lateral, e não no anel.

ácido butanoico.20.

21.

O princípio de Le Chatelier, no equilíbrio, diz que o a) sistema reagirá de maneira a diminuir o efeito causa-do pela adição ou retirada de alguma substância.

b)

butonoato de isopropila


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