Enem 2019: Reações de Oxirredução envolvendo hidrocarbonetos – parte 2

Nesse blog, vamos continuar o falando sobre Reações de Oxirredução envolvendo hidrocarbonetos. Já começamos o assunto em um blog anterior, se você ainda não leu clique aqui.

 

Oxirredução enérgica de alcenos pela ozonólise

 

Outra possibilidade de realizar a oxidação de alcenos é através do gás ozônio, um poderoso oxidante: numa primeira etapa, e na ausência de água, o Ose adiciona aos carbonos da dupla ligação para formar um composto instável conhecido como ozoneto.

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Na segunda etapa, a água é adicionada ao ozoneto e ocorre a reação de hidrólise (ozonólise = ozonização + hidrólise) com a formação de aldeídos e cetonas conforme sejam os dois carbonos da dupla ligação:

 

O carbono sp2 primário produz aldeído fórmico. O carbono spsecundário produz outro aldeído, e o carbono sp2 terciário produz cetona.

 

O subproduto da hidrólise é H2O2, que é capaz de oxidar qualquer aldeído formado a ácido carboxílico. Para garantir a formação do aldeído empregamos zinco em pó que elimina o peróxido de hidrogênio

 

ligacao quimica enem

FELTRE, R. Química, volume 3. São Paulo: Moderna, 2004.

 

 A primeira etapa é a reação de ozonização. A segunda é a reação de hidrólise do ozoneto. Veja os NOx dos átomos de carbono  assinalados.

 

As reações de oxirredução mostradas para os alcenos podem ser estendidas, com as mesmas regras, a qualquer outro composto orgânico cuja cadeia carbônica apresenta dupla ligação entre carbonos, como dienos, álcoois, os ácidos carboxílicos e os ésteres insaturados etc.

 

Os anéis benzênicos, pela grande estabilidade, reagem um pouco diferente. Isso será mostrado oportunamente.

 

Oxirredução envolvendo triplas ligações

 

O reagente de Baeyer também produz teste positivo com os alcinos (ou qualquer outro composto com tripla entre carbonos) formando uma cetona se o carbono sp for secundário. Se o carbono sp for primário (alcino verdadeiro) forma-se um aldeído.

 

O exemplo mostra a equação da reação de Baeyer com um alcino genérico. Fica claro que a troca de Re/ou R’ por hidrogênio, produzirá o grupo aldeído, que poderá se converter em ácido carboxílico.

 

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FELTRE, R. Química, volume 3. São Paulo: Moderna, 2004.

Quando a oxirredução é enérgica, a cadeia é quebrada no local da tripla ligação, formando-se uma mistura de ácidos carboxílicos. Se os grupos R e/ou R’ forem substituídos por H o produto final será gás carbônico e água.

 

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FELTRE, R. Química, volume 3. São Paulo: Moderna, 2004.

 

Oxirredução envolvendo compostos cíclicos

 

Ciclanos

 

Pela teoria das tensões, os anéis formados com três e com quatro átomos de carbono são quebrados com relativa facilidade. Os anéis maiores exigem condições mais severas. Entretanto, em todos os casos, o agente oxidante é empregado em condições enérgicas.

 

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FELTRE, R. Química, volume 3. São Paulo: Moderna, 2004.

 

Aromáticos

 

O anel benzênico tem grande estabilidade e o seu rompimento se dá com a ozonólise, na presença de zinco:

 

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FELTRE, R. Química, volume 3. São Paulo: Moderna, 2004.

 

Quando há cadeia lateral, a oxirredução do hidrocarboneto benzênico é realizada em condições enérgicas com o KMnO4, formando o ácido benzoico:

 

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FELTRE, R. Química, volume 3. São Paulo: Moderna, 2004.

 

Questão 01

 

 (ENEM 2015) O permanganato de potássio (KMnO4) é um agente oxidante forte muito empregado tanto em nível laboratorial quanto industrial. Na oxidação de alcenos de cadeia normal, como o 1-fenil-1-propeno, ilustrado na figura, o KMnO4 é utilizado para a produção de ácidos carboxílicos.

 

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Os produtos obtidos na oxidação do alceno representado, em solução aquosa de KMnO4, são:

  1. Ácido benzoico e ácido etanoico.
  2. Ácido benzoico e ácido propanoico.
  3. Ácido etanoico e ácido 2-feniletanoico.
  4. Ácido 2-feniletanoico e ácido metanoico.
  5. Ácido 2-feniletanoico e ácido propanoico.

 

RESOLUÇÃO:

 

O permanganato de potássio (KMnO₄) é um agente oxidante, que é um composto homólogo do benzeno, que só por isso nos já identificamos que é ramificado.

 

Durante a oxidação de alcenos de cadeia normal, como o 1-fenil-1-propeno o permanganato de potássio é usado como uma solução aquosa para produzir ácidos carboxílicos.

 

Já que é ramificado, a oxidação vai ocorrer no carbono mais próximo ao anel, e quebra a ligação dupla do propeno, por isso, se forma formam dois radicais, que após de que sofrer uma oxidação total, geram dois ácidos carboxílicos que são Ácido benzoico e ácido etanoico.

 

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RESPOSTA: LETRA A

 

Questão 02

 

(ENEM 2017) A ozonólise, reação utilizada na indústria madeireira para a produção de papel, é também utilizada em escala de laboratório na síntese de aldeídos e cetonas. As duplas ligações dos alcenos são clivadas pela oxidação com o ozônio (O3), em presença de água e zinco metálico, e a reação produz aldeídos e/ou cetonas, dependendo do grau de substituição da ligação dupla. Ligações duplas dissubstituídas geram cetonas, enquanto as ligações duplas terminais ou monossubstituídas dão origem a aldeídos, como mostra o esquema.

 

ligacao quimica enem

 

Considere a ozonólise do composto 1-feni1-2-metilprop-1-eno:

 

ligacao quimica enem

MARTINO, A. Química, a ciência global. Goiânia: Editora W, 2014 (adaptado).

 

Quais são os produtos formados nessa reação?

 

  1. Benzaldeído e propanona.
  2. Propanal e benzaldeído.
  3. 2-fenil-etanal e metanal.
  4. Benzeno e propanona.
  5. Benzaldeído e etanal.

 

RESOLUÇÃO

 

O enunciado informa que em relação aos produtos formados:

 

Duplas dissubstituídas: geram cetonas

Duplas monosubstituídas ou terminais: geram aldeídos

Em duplas dissubstituídas: temos o carbono terciário.

Em duplas monossubstituídas: temos carbono secundário e nas duplas, terminais, carbonos primários.

 

O reagente 1-fenil-2-metilprop-1-eno: Tem ligação dupla entre um carbono terciário e em um carbono secundário.

 

Na reação de ozonólise, a ligação será quebrada onde tem a dupla, e levará a formação de:

 

quimica enem metilpropeno

 

No carbono secundário: será gerado um aldeído no benzeno. (Circulo laranja)

 

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No carbono terciário: será gerada uma cetona, a mais simples de todas, propanona. (Circulo azul)

 

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RESPOSTA: LETRA A

 

Bons estudos!

 

Beijos,

Flávia

 

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