Reações de combustão

REAÇÕES ORGÂNICAS
Reações Orgânicas
• São os processos nos quais os compostos
orgânicos são obtidos ou transformados em
outros materiais de importância para o
homem.
• Essa transformação ocorre nas indústrias,
nos automóveis ou na natureza.
Reações dos Hidrocarbonetos
Os hidrocarbonetos, apresentam a propriedade
de efetuarem reações de :
• combustão
• substituição
• adição
Reações de Combustão
São reações de queima, como por exemplo a
queima de uma vela, de um pneu, do papel,
do gás de cozinha ou do combustível no
motor dos automóveis.
Classificação das reações de
combustão
• Você já deve ter observado em alguns casos a
presença de uma fumaça negra acompanhando
algumas reações de combustão, como por exemplo
a fumaça no escapamento dos ônibus, caminhões,
entre outras. Porém também já deve ter observado
que existem outras que não eliminam essa fumaça
negra, como a queima da gasolina nos automóveis,
a do gás de cozinha, a queima do álcool.
• Como explicar essa diferença entre os diferentes
materiais ?
Experiência
• Essa você já conhece.
Ao cobrirmos uma vela acessa com um copo,
observamos que com o passar do tempo a vela irá
apagar, comprovando que a falta de um certo
componente, a combustão (queima) deixa de
ocorrer. Qual seria esse componente ?
• Esse componente que é essencial para que
ocorra queima é o oxigênio (O2).
• Como percebemos, a combustão não
depende apenas da presença de um
combustível – no caso, o material da vela,
ou combustíveis - , mas também do
oxigênio (O2), chamado de comburente.
Combustão
Combustível + comburente  combustão
Hidrocarbonetos +
O2
 Produtos
As reações de combustão são exotérmicas, liberam
grandes quantidades de energia (na forma de luz ou
calor), que possui várias aplicações: iluminação,
funcionamento de motores, cozimento dos alimentos, etc.
Os produtos dependem do tipo de combustão que
ocorre.
Classificação das reações de
combustão
Há três tipos de combustão que podem ocorrer.
• Combustão completa  produz gás carbônico
(CO2) e água na forma de vapor (H2O).
• Combustão incompleta  com formação de
monóxido de carbono (CO) e água (H2O)
• Combustão incompleta  com formação de
carbono na forma de fuligem ( C ) e água.
Como escrever as reações ?
• Completa
Combustível + O2

CO2 + H2O
• Incompleta
Combustível + O2
 CO + H2O ou
Combustível + O2
 C
+ H 2O
Vamos a um exemplo ?
• Escrever as três formas de combustão para o gás
butano (componente majoritário do gás de
cozinha)
• 1º) Escrever a fórmula do combustível
• 2º) Completar a equação com o comburente e os
produtos, dependendo do tipo de combustão
• 3º) Balancear a equação, ou seja, acertar os coeficientes
para garantir a Lei de Lavoisier
“Na natureza, nada se perde, nada se cria,
tudo se transforma”
Butano
H3C—CH2—CH2 —CH3 (C4H10)
• Combustão completa
1 C4H10
+
combustível
13/2 O2
 4 CO2 + 5 H2O
comburente
• Combustão incompleta
1 C4H10
+
combustível
1 C4H10
+
combustível
9/2 O2

comburente
5/2 O2
comburente
4 CO + 5 H2O
 4 C + 5 H 2O
O que diferencia uma combustão
de outra ?
• A diferença está na quantidade de oxigênio:
• A combustão completa necessita de mais oxigênio do
que as incompletas, portanto, quando ocorre liberação
de fumaça preta, chama amarelada no fogão ou em
um queima qualquer, significa que a combustão está
ocorrendo de forma incompleta.
• A falta de oxigênio, faz com que ocorra a queima
incompleta do combustível, que é liberado na forma
de CO (monóxido de carbono) ou C (fuligem).
Todos os hidrocarbonetos
efetuam reações de combustão?
• Todos são combustíveis e portanto efetuam
reações de combustão, formando CO2, CO
ou C, conforme o tipo de combustão
sofrida.
• Dentro dos motores dos automóveis ocorre
além da combustão completa, ocorre também
a incompleta, com formação do CO.
CO – um gás tóxico
Esse gás, sem cor, sem cheiro extremamente
tóxico. Quando inalado, suas moléculas se
unem à hemoglobina, pigmento responsável
pelo transporte de oxigênio no sangue,
impedindo-a de executar esse transporte.
Isso pode causar desde uma ligeira
perturbação do sistema nervoso até estado
de coma e morte, dependendo da quantidade
inalada.
Motores desregulados favorecem também a
formação de carbono ( C ), que sai do
escapamento na forma de minúsculas
partículas negras, chamadas fuligem, pó de
carvão ou negro-de-fumo. A presença de
grandes quantidades de fuligem na
atmosfera podem provocar problemas
respiratórios.
O monóxido de
carbono se liga de
modo irreversível a
hemoglobina,
impedindo-a de levar
oxigênio às diversas
partes do organismo
Só aprende quem exercita, certo ?
• Página 15 a 17 – exercícios 1 ao 15.
• Pré-avaliação – parte 2
tópico 2 – p. 17,18 – exercícios 1 ao 9
Bom trabalho !
Hidrocarbonetos: subdivisão e
nomenclatura (I)
• Subdivisões dos hidrocarbonetos
Para facilitar o estudo e a nomenclatura dos hidrocarbonetos,
eles são divididos em subgrupos ou classes, conforme tabela a
seguir:
Subgrupo
característica
exemplo
Fórmula
geral
Alcanos ou
parafinas
Cadeia Aberta
Ligações simples
H3C—CH2—CH2—CH3
(C4H10)
CnH2n+2
Alcenos, alquenos
ou olefinas
Cadeia Aberta
1 ligação dupla
H3C—CH=CH—CH3
(C4H8)
CnH2n
Alcinos ou
alquinos
Cadeia aberta
1 ligação tripla
H3C—CC—CH3
(C4H6)
CnH2n-2
Alcadienos ou
dienos
Cadeia aberta
2 ligações duplas
H2C=CH—CH=CH2
(C4H6)
CnH2n-2
Ciclanos
Cadeia fechada
Ligações simples
(C4H8)
CnH2n
Ciclenos
Cadeia fechada
1 ligação dupla
(C4H6)
Aromáticos
Contém anel
aromático
(C6H6)
CnH2n-2
------
Os hidrocarbonetos aromáticos costumam ser subdividos em:
• Mononucleares: apresentam
apenas um anel benzênico
CH3
• Polinucleares: apresentam
dois ou mais anéis benzênicos.
Polinucleares isolados
Polinucleares condensados
Nomenclatura de Hidrocarbonetos de
cadeia não-ramificada
Os químicos elaboraram um método lógico para dar nome
aos compostos orgânicos, pois é impossível decorar tantos
nomes diferentes.
A nomenclatura de compostos orgânicos segue as regras
elaboradas pela IUPAC (União Internacional de Química
Pura e Aplicada). Segundo essas regras, o nome de um
composto orgânico é formado unindo três fragmentos:
PREFIXO + INFIXO + SUFIXO
PREFIXO
Indica o número de átomos de carbono presentes na
molécula, conforme tabela 2.
Prefixo
met
et
No. de carbonos
1
2
prop
but
pent
hex
3
4
5
6
hept
7
oct
non
8
9
dec
10
INFIXO
Indica o tipo de ligação entre os átomos de carbono,
conforme tabela 3
Infixo
Tipo de ligação
an
Ligação simples
en
Ligação dupla
in
Ligação tripla
dien
2 ligações duplas
SUFIXO
Indica o grupo de substâncias orgânicas ou função
orgânica a que o composto pertence.
Sufixo
Indica que o
composto é um
o
Hidrocarboneto
ol
al
Álcool
Aldeído
ona
oico
Cetona
Ácido carboxílico
HIDROCARBONETOS de cadeia aberta,
acíclica ou alifática
Compostos orgânicos formados apenas por átomos de
carbono e hidrogênio
etano
H3C—CH3
hidrocarboneto
Ligação simples
2 carbonos
H2C = CH2
eteno
hidrocarboneto
Ligação dupla
2 carbonos
H2C  CH2
etino
hidrocarboneto
Ligação tripla
2 carbonos
H3C —CH2 — CH3
propano
hidrocarboneto
Ligação simples
3 carbonos
H3C —CH2 —CH2 —CH3
butano
H3C —CH2 —CH2 —CH2 —CH3 pentano
H3C —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 — CH3 hexano
H3C —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 — CH3
heptano
H3C —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 — CH3 octano
H3C —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 — CH3
nonano
H3C—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3
H3C —(CH2)9 — CH3
Ou
decano
É necessário indicar no nome a localização da insaturação
(ligação dupla ou tripla) quando houver mais de uma
posição possível para ela. Essa indicação é feita
numerando-se os carbonos a partir da extremidade mais
próxima da insaturação e escrevendo, antes do infixo en ou
in, o menor dos dois números que recaem sobre os
carbonos da insaturação.
1
2
3
H2C=CH—CH2—CH3
But-1-eno
1
4
4
3
2
1
H3C—CH2—CH=CH2
But-1-eno
Moléculas iguais, montadas de formas
diferentes
2
3
4
H3C—CH=CH—CH3
But-2-eno
1
2
3
4
H2C=CH—CH2—CH3
But-1-eno
(CORRETO)
1
2
3
4
H3C—CH2—CH=CH2
But-3-eno
(INCORRETO)
Para o but-1-eno, o nome but-3-eno é considerado
INCORRETO, pois, de acordo com a regra, a numeração teria
começado pela extremidade errada.
Para alguns casos, como o do propeno, eteno, etino e propino,
não é necessário colocar o número para localizar a insaturação,
porque só há uma possiblidade de localização da insaturação.
H2C = CH2 ETENO
1
2
3
H2C=CH—CH3 Prop-1-eno
3
2
1
H3C—CH=CH2 Prop-1-eno
PROPENO
H2C  CH2 ETINO
1 2
3
HCC—CH3 Prop-1-ino
3
2 1
H3C —CCH Prop-1-ino
PROPINO
HCC—CH2—CH3 But-1-ino
H3C—CC—CH3
H2C=C=CH—CH3
But-2-ino
Buta-1,2-dieno
H2C=CH—CH2—CH2—CH=CH2
Hexa-1,5-dieno
Nos alcadienos ou dienos, acrescenta-se a letra “a” entre o
prefixo e o número para melhorar a fonética da palavra.
HIDROCARBONETOS de cadeia fechada
ou cíclica
Ciclo-butano
Ciclo-pentano
Ciclo-penteno
Moléculas iguais escrita de modos diferentes.
Em casos como os seguintes, é necessário localizar as duplas
ligações. A numeração deve ser feita de modo que as
insaturações sejam representadas com os menores números
possíveis.
1
6
5
8
2
4
3
Ciclo-hexa-1,3-dieno
1
7
2
6
3
5
4
Ciclo-octa-1,4-dieno