Química p/ Polícia Civil-TO - Perito Criminal
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Aula 00 Química p/ Polícia Civil-TO - Perito Criminal Professor: Wagner Bertolini 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 AULA 00: APRESENTAÇÃO DO CURSO SUMÁRIO PÁGINA 1. Saudação e Apresentação do professor 01 2. Breve apresentação do curso 02 3. Cronograma das Aulas 03 4. Algumas questões comentadas 05 5. Aula 00: Estudo dos Compostos Orgânicos 10 6. Questões comentadas 72 7. Reações orgânicas 75 8. Questões Propostas 135 1. Saudação e apresentação do professor Olá meus novos amigos(as), É com grande satisfação que apresento a vocês este curso de QUÍMICA, projetado especialmente para atender às necessidades daqueles que se preparam para o concurso de Perito Criminal do Tocantins, organizado pela Fundação Aroeira, da Pontifícia Universidade Católica de Goiás (PUC-GO). Permitam-me fazer uma breve apresentação de minha trajetória acadêmica e profissional: -graduado pela Faculdade de Ciências Farmacêuticas pela USP-RP, em 1990; - Mestre em síntese de complexos bioinorgânicos de Rutênio, com liberação de óxido 00000000000 nítrico, pela Faculdade de Ciências Farmacêuticas USP-RP; - Doutor em farmacotécnica, estudando o efeito de promotores de absorção cutânea visando à terapia fotodinâmica para o câncer de pele, Faculdade de Ciências Farmacêuticas pela USP-RP; - Especialista em espectrometria de massas, pela Faculdade de Química, USP-RP; - professor de Química em ensino Médio e pré-vestibulares (Anglo, Objetivo, COC) desde 1992. - professor de Química (Orgânica, Geral, Analítica, Físico-Química e Inorgânica) em cursos de graduação; Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 1 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 - Professor de Química Farmacêutica, em curso de graduação em Farmácia; - Professor de Pós-Graduação em Biotecnologia (controle de produtos e processos biotecnológicos); - Analista Químico em indústria farmacêutica, AKZO do Brasil, em São Paulo-SP. - Consultor de pesquisa entre empresa-Universidade, em Ribeirão Preto, onde resido atualmente. Espero poder contribuir com a sua capacitação para este concurso 2. Apresentação do curso Seguem abaixo comentários acerca do conteúdo e da metodologia do nosso curso: Os tópicos são de abordagem compatível com o que é cobrado pela banca. O curso oferece também suporte via fórum para tirar suas dúvidas em relação à teoria e resolução de exercícios. Existe uma grande possibilidade de que venha a gravar vídeo-aulas, que seriam disponibilizadas para melhorar seu aprendizado. São aulas muito direcionadas aos principais tópicos e com várias dicas e atalhos para se resolver uma questão. A proposta do curso é facilitar o seu trabalho e reunir toda a teoria e inúmeros exercícios, no que tange aos assuntos do edital, em um só material. Nosso curso será completo (teoria detalhada e muitas questões por aula). Ao mesmo tempo não exigirá muitos conhecimentos prévios, na maioria do curso. Portanto, se você está iniciando seus estudos em QUÍMICA, fique 00000000000 tranquilo, pois, nosso curso atenderá aos seus anseios perfeitamente. Se você já estudou os temas, e apenas quer revisá-los, o curso também será bastante útil, pela quantidade de exercícios que teremos e pelo rigor no tratamento da matéria, o que lhe permitirá uma excelente revisão do conteúdo. As aulas do curso terão entre 40 (quarenta) a 100 (cem) páginas, aproximadamente. O número de questões em cada aula será variável, pois alguns assuntos são rotineiramente exigidos nos concursos e outros aparecem com menor frequência, porém, com um mínimo de 60 questões por aula. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 2 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 PRESTE SEMPRE MUITA ATENÇÃO QUANDO APARECER A CORUJINHA. AO LADO APARECE UMA DELAS. Estas corujinhas serão empregadas para chamar a sua atenção para vários aspectos dentro do nosso curso. OLHO NELAS!!!!! Esperamos contribuir muito para que você consiga alcançar seu objetivo (por sinal o objetivo de milhares de brasileiros) que á a aprovação em um concurso público. Principalmente em se tratando de um cargo de altíssima reputação e um salário bem polpudo, mais de R$ 9.2000,00 iniciais. Além do privilégio de se um funcionário público. Portanto, mãos à obra e muita atenção, dedicação e sucesso!!!! 3 Cronograma do Curso AULA CONTEÚDO Aula 0 Funções Orgânicas. Reações Orgânicas: caracterização e seus mecanismos Tabela periódica - Leis periódicas dos elementos; grupos e períodos; classificação dos elementos quanto à distribuição eletrônica e quanto às propriedades físicas; determinação de grupo e período do elemento; principais famílias. Ligação química - ligação iônica, covalente e metálica Matéria e energia: Propriedades e estados físicos da matéria; substâncias simples e compostas; elemento químico e alotropia; misturas heterogêneas e homogêneas; fases e métodos de separações; transformações físicas e químicas. Aula 01 Aula 02 DATA 02/abr 00000000000 09/abr 16/abr Aula 03 Aula 04 Prof. Wagner Luiz Funções químicas: ácidos, bases, sais e óxidos Reações Químicas . Cinética química. Equilíbrio químico 23/abr 30/abr www.estrategiaconcursos.com.br Página 3 de 151 00000000000 - DEMO Aula 05 Aula 06 Aula 07 Aula 08 Aula 09 Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Modelos Atômicos - moléculas e íons constituição do átomo; partículas atômicas; conceitos fundamentais: números atômicos e de massa, isótopos, estruturas eletrônicas de átomos. Lei da Conservação da Matéria x 05/mai Energia. Estequiometria Gases. Propriedades dos sólidos. Soluções, Colóides. e propriedades coligativas.; Eletroquímica. 08/mai Energia. 20. Técnicas de laboratório químico: noções básicas de higiene e segurança em laboratório; identificação e aplicação de vidraria e equipamentos de laboratório; normas de segurança, procedimentos de primeiros socorros em caso de acidentes, uso correto de EPIs e EPCs; riscos químicos; técnicas de pesagem; transferência e medição de volumes de líquidos. 15/mai Química Analítica: análise quantitativa e qualitativa; Química Analítica: gravimetria, volumetria de precipitação, volumetria ácidobase, volumetria de complexação e volumetria 20/mai de óxido-redução; Métodos Instrumentais de Análise: espectrofotometria de UV-Visível, de emissão atômica e de absorção atômica, cromatografia. 25/mai Provavelmente a maioria das aulas terão suas datas antecipadas. Mas, me comprometo a cumprir as datas acima com a maior pontualidade. Ou seja: na pior das hipóteses as aulas serão postadas nas datas acima. 00000000000 Observação importante: Este curso é protegido por direitos Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 4 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 autorais (copyright), nos termos da Lei 9.610/98, que altera, atualiza e consolida a legislação sobre direitos autorais e dá outras providências. Grupos de rateio e pirataria são clandestinos, violam a lei e prejudicam os professores que elaboram os cursos. Valorize o trabalho de nossa equipe adquirindo os cursos honestamente através do site Estratégia Concursos ;-) 4. Algumas questões comentadas Seguem abaixo algumas questões que selecionei e gabaritei para você. Eu tenho boa experiência neste campo. Em 2013 fui aprovado no concurso da PCSP e neste ano de 2014 fui aprovado na prova preambular para o concurso de Perito Criminal da PC-SP. Vamos às questões: 01. PERITO CRIMINAL FORENSE – CEARÁ - CESPE 2012. As principais forças intermoleculares presentes na forma líquida de metano, fluoreto de metila e álcool metílico são, respectivamente: forças de dispersão de London, interações dipolo-dipolo e interações íon-dipolo. Resolução: Os hidrocarbonetos são moléculas apolares e que apresentam forças intermoleculares de dipolo induzido (London). No caso do H3C-F o flúor apresenta 00000000000 maior eletronegatividade e a ligação e o composto são polares, com interação do tipo dipolo permanente. E no álcool metílico H 3C-OH são pontes de hidrogênio, pois apresenta a ligação O-H. Resposta Errado 02. PERITO CRIMINAL FORENSE – CEARÁ - CESPE 2012. Considere que os pontos de ebulição (em °C) dos hidretos dos elementos O, S, Se e Te sejam aproximadamente iguais a 100, 55, 45 e 20, respectivamente. Nesse caso, é correto afirmar que o comportamento anômalo do H2O nessa Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 5 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 série se deve às forças de dipolo-induzido, que são muito maiores que as interações presentes nos outros compostos. Resolução: A molécula de água apresenta fortes interações do tipo ponte de hidrogênio, portanto, não seria do tipo dipolo induzido (moléculas apolares) que é o tipo mais fraco de interações. Resposta Errado PERITO CRIMINAL FORENSE – CEARÁ - CESPE 2012. A substância química 3,4-methylenedioxymethamphetamine, também denominada MDMA, é a responsável por desencadear os efeitos observados nos usuários da droga ecstasy. Uma das rotas de preparação da MDMA utiliza a substância safrol, obtida a partir do óleo de sassafrás, conforme representado na equação química abaixo. Com base nessas informações, julgue os itens que se seguem 03. PERITO CRIMINAL FORENSE – CEARÁ - CESPE 2012. Nas condições experimentais apresentadas para a conversão de MDP-2-P em MDMA, obtém-se uma mistura racêmica. Resolução: O MDMA apresenta em sua estrutura um carbono quiral ( o que está ligado ao 00000000000 grupo amina, hidrogênio, metil e a cadeia à esquerda). Portanto, existirão 2 compostos oticamente ativos. Resposta Certa 04. Perito criminal PCSP Vunesp 2014. Considerando a constante de Faraday igual a 9,65x104 C.mol – 1e Q = i . t, o tempo, em segundos, necessário para depositar 0,01 mol de cobre sobre um eletrodo de carbono, partindo-se de uma solução contendo íons Cu2 + (aq) e aplicando-se uma corrente de 0,5 A, é igual a: (A) 5 439. (B) 3 860. (C) 965. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 6 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 (D) 1 930. (E) 7 365. Dado: M Cu = 63,5g/mol Resolução: Precisamos determinar a carga (Q) que é requerida para depositar esta quantidade de cobre. Cu2+ + 2e- ---------------------- Cu 1mol-----2mol-------------------------1mol 2x9,65x104 C--------------1mol Q-----------------------0,01mol Q = 2x9,65x102 C (NÃO VOU FAZER O CÁLCULO, AINDA) Q=ixt Onde t= tempo, em segundos I = intensidade de corrente elétrica, em Ampères. Substituindo os valores: 2x9,65x102 = 0,5 x t (por que não calculei antes? Porque dividir por 0,5 é equivalente a multiplicar por 2. Logo, não preciso fazer nenhuma divisão) t= 3860 s Resposta: “B” 05. Perito criminal PCSP Vunesp 2014. Para determinação de cálcio em uma amostra foi feita uma análise gravimétrica, partindo-se de uma massa inicial de 2,50 g de CaCO3. Depois de terminada a análise, recuperou--se 95,0% da massa original em CaCO3. A massa final de CaCO3 obtida nessa análise foi igual a (A) 2,38. (B) 2,45. (C) 2,15. (D) 2,00. (E) 1,95. Resolução: A massa recuperada é de 95%. Portanto, basta fazer uma regra de três e determinar o valor. 2,5g ---------------100% X--------------------95% X= 2,375 = 2,38g Resposta: “A” 00000000000 06. Perito criminal PCSP Vunesp 2014. Na determinação volumétrica de ácido fosfórico em um medicamento fortificante e antianêmico, foram anotados os seguintes dados: – alíquota da amostra analisada = 20,0 mL; – volume de NaOH, 0,100 mol.L – 1 gasto na titulação da amostra = 9,0 mL; Na3PO4 + 3H2O. De acordo com os – reação envolvida: H3PO4 + 3NaOH dados da análise, a concentração, em Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 7 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 mol.L – 1, de ácido fosfórico no medicamento é de (A) 1,5x10 – 2 (B) 6,3x10 – 2 (C) 3,4x10 – 1 (D) 6,9x10 – 1 (E) 1,8x10 – 1 Resolução: Trata-se de uma reação de neutralização, visando determinar a concentração do ácido. Chamamos esta técnica de titulação. Nesta, o titulante e o titulado estarão em mesmo numero de mol quando for atingido o ponto de equivalência. Vamos à reação e às determinações: Vamos determinar o numero de mol do titulante: NaOH V= 9 mL = 0,009L m= molaridade = 0,100 mol.L – 1 n= numero de mol (n) = ? m = n/V, logo n= mxV = n= 0,009x0,1= 0,0009mol. Vamos usar este valor para determinar o numero de mol do ácido: Na3PO4 + 3H2O H3PO4 + 3NaOH 1mol-------3mol x------------0,0009mol X= 0,0003mol. Como sabemos o numero de mol e o volume da solução do ácido, vamos determinar a sua concentração: m = n/V m = 0,0003/ 0,02L = 0,015 mol/L = 1,5x10 -2 mol/L. Resposta: “A” 07. Perito criminal PCSP Vunesp 2014. Considere as seguintes representações para átomos: . O número de nêutrons de cada átomo é, respectivamente, (A) 1, 1, 2, 4. (B) 0, 0, 0, 0. (C) 3, 4, 6, 9. (D) 2, 2, 3, 5. (E) 1, 2, 3, 4. Resolução: Para calcular o número de nêutrons basta fazer o cálculo que relaciona prótons, numero de massa e nêutrons: A= Z + N. logo, N= A – Z H=> N= A – Z = 3 – 1 = 2 He => N= A – Z = 4 – 2 = 2 Li => N= A – Z = 6 – 3 = 3 Be => N= A – Z = 9 – 4 = 5 Resposta: D” 00000000000 Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 8 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 08. Perito criminal PCSP Vunesp 2014. Unem-se por ligação tipicamente covalente átomos dos elementos que se encontram nos seguintes grupos da Tabela Periódica: (A) 1 e 2. (B) 6 e 7. (C) 3 e 4. (D) 2 e 17. (E) 16 e 17. Resolução: As ligações covalentes típicas ocorrem quando se combinam átomos de não metais. Logo, átomos dos grupos de maior número da tabela periódica. Dentre as alternativas: 16 e 17. OBS: para mim houve uma tentativa de pegadinha. Geralmente chamamos estas famílias de 6 e 7, mas o correto é 6A (ou 16) e 7ªA (ou 17). Observe que a alternativa B poderia ter induzido ao erro. Estas famílias são dos metais de transição. Resposta “E” 09. Perito criminal PCSP Vunesp 2014. A transformação de carbonato de cálcio em óxido de cálcio pode ser representada pela equação a seguir: A massa, em gramas, correspondente a X é igual a (A) 88. (B) 72. (C) 56. (D) 100. (E) 144. Resolução: Para resolver esta questão basta aplicar a lei de Lavoisier, conservação das massas: 100g = X + 44g Logo, X= 56g. Resposta: “C” 00000000000 10. Perito criminal PCSP Vunesp 2014. Um comprimido antiácido e analgésico efervescente contém 0,325 g de ácido acetilsalicílico. Considerando a massa molar dessa substância igual a 180 g.mol – 1, a concentração mol.L – 1 de ácido acetilsalicílico após dissolução completa do comprimido em meio copo d’água (cerca de 100 mL) é de, aproximadamente, (A) 0,02. (B) 0,06. (C) 0,08. (D) 0,01. (E) 0,04. Resolução: Aplica-se a fórmula de molaridade: m = n/ V, onde: m = molaridade Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 9 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 n= numero de mol (calcula-se dividindo a massa do ácido presente no comprimido pela massa molar M). V = volume (L) n= 0,325/180 = 0,00180mol m = 0,00180mol/0,1L = 0,018mol/L. o valor aproximado é 0,02 mol/L. Resposta: “A” Vamos à aula 00…. Bons estudos ! 5. AULA 00: ESTUDO DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS Caros alunos: Nesta aula trataremos de Química Orgânica. Na verdade veremos uma pequena parcela da Química Orgânica. Veremos as principais características dos compostos orgânicos, algumas de suas propriedades e empregos. Este assunto é muito simples, porém, exige uma precisão quanto aos termos e classificações que serão abordadas. Como são estruturas muitas vezes parecidas um pequeno “detalhe” faz a diferença. O Edital não especifica as funções dos compostos orgânicos. Por isto, estudaremos as mais comuns e mais importantes. Veremos a nomenclatura oficial e usual, bem como as principais aplicações dos compostos. Após, teremos as principais reações orgânicas e seus mecanismos. Tudo com vários exercícios propostos e comentados. Teremos alguns exercícios simples, de fácil assimilação junto à teoria. Após a discussão teórica exercícios, comentados; exercícios propostos comentados e, para finalizar, teremos exercícios propostos sem resolução, com respectivo gabarito. Bons estudos!!!!!! 00000000000 A) INTRODUÇÃO À QUIMICA ORGÂNICA A Química Orgânica é o ramo da química que estuda o comportamento dos compostos do carbono. Estes compostos têm aplicações extremamente variadas: plásticos, petróleo, fibras, borracha, medicamentos, bioquímica, etc. 1. ALGUNS EVENTOS DA HISTÓRIA DA QUÍMICA ORGÂNICA Primeira reação orgânica: descoberta do fogo. China antiga: materiais naturais para o tratamento das doenças. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 10 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Antigos Egípcios: compostos orgânicos (como o índigo) para tingir tecidos. Bíblia: fermentação da uva para produção do vinho, e fermentação do vinho para obtenção do vinagre. 1675: Lemery - As substâncias encontradas na natureza eram divididas, em três grandes reinos: Animal, Vegetal e Mineral. Tanto o reino vegetal como o reino animal são constituídos por seres vivos ou orgânicos. 1769: Scheele - Conseguiu isolar compostos orgânicos de produtos animais e vegetais: uva ácido tartárico limão leite ácido cítrico ácido lático gordura urina glicerina uréia 00000000000 1777: Bergman - definiu: -Compostos orgânicos: compostos extraídos dos organismos vivos, vegetais e animais. -Compostos Inorgânicos: compostos extraídos do reino mineral. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 11 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 1784: Lavoisier – Verificou que a combustão de todo composto orgânico originava sempre gás carbônico e água, com isso deduziu que as plantas e os animais continham o elemento carbono, e também poderiam ter hidrogênio e oxigênio e, às vezes, nitrogênio, enxofre e fósforo. Esses elementos foram chamados de elementos organóides ou organógenos (isto é, geradores dos seres vivos). Lavoisier estava interessado em saber como é que estes elementos poderiam originar os compostos orgânicos. 1807: Berzelius – Vitalismo (Teoria da Força Vital) Compostos orgânicos: compostos que poderiam ser obtidos a partir de organismos vivos. Uma “força vital” era necessária para a síntese de um composto orgânico. Compostos inorgânicos: originados de fontes não-vivas, como minerais. Considerava-se que um composto inorgânico não podia ser transformado em um orgânico pelo homem. Em 1808 Berzelius definiu Química Orgânica - parte da Química que estuda os compostos orgânicos Química Inorgânica - parte da Química que estuda os compostos inorgânicos. 00000000000 1828: Wöhler em 1828 sintetizou a uréia a partir do cianato de amônio: Wöhler e Berzelius: dois materiais claramente diferentes tem a mesma composição. Criaram o termo isomerismo. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 12 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 1862: Berthelot sintetizou o acetileno e 1866 obteve, por aquecimento, a polimerização do acetileno em benzeno, que confirma a derrubada da Teoria da Força Vital. 1858: Teoria Estrutural proposta por Kekulé. (OBS: a parte histórica acima praticamente não cai em prova. Dos postulados também não vejo aparecer nada nos concursos) 2. POSTULADOS DE KEKULÉ 1º) Tetracovalência constante: Nos compostos orgânicos, o carbono é sempre tetracovalente, exercendo 4 ligações, podendo essas ligações serem representadas por pares eletrônicos ou traços. 2º) As quatro valências do carbono são iguais: Esse postulado explica por que existe um só clorometano (H3CCl), pois, qualquer que seja a valência que o carbono troque com o cloro, ou qualquer que seja a posição do cloro, obtém-se um só composto. Qualquer uma dessas estruturas, independente da posição do cloro, receberá o nome de clorometano. 00000000000 3º) Encadeamento constante. Os átomos de carbono podem unir-se entre si formando cadeias carbônicas. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 13 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 4º) Ligações entre átomos de carbono: Os átomos de carbono podem se ligar por uma, duas ou até três valências. A partir de então, Kekulé definiu: QUÍMICA ORGÂNICA É A PARTE DA QUÍMICA QUE ESTUDA OS COMPOSTOS DO CARBONO. Essa afirmação está correta, contudo, nem todo composto que contém carbono é orgânico, mas todos os compostos orgânicos contém carbono. Os principais exemplos são: grafita (C(graf)), diamante (C(diam)), monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), ácido cianídrico (HCN) e seus derivados (NaCN, Ca(CN)2, etc.), ácido carbônico (H2CO3) e seus derivados (Na2CO3, CaCO3, etc.). Elas não são consideradas orgânicas, pois suas características se assemelham mais com os compostos inorgânicos. 1874: A Forma Tetraédrica do metano Van’t Hoff e Le Bel propuseram que os átomos de carbono do metano estão arranjados de maneira a formar um tetraedro regular, onde os ângulos formados entre as ligações são de 109º28’. 00000000000 Modelo anterior Modelo proposto 1916: Lewis - deu explicações mais adequadas para as ligações químicas em compostos orgânicos através do compartilhamento de um par de elétrons por dois átomos. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 14 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 CH4 Fórmula eletrônica Fórmula Estrutural Plana Fórmula molecular: MUITAS COMPARAÇÕES SÃO FEITAS SOBRE OS TIPOS DE COMPOSTOS. ESTAS DIFERENÇAS ESTÃO MUITO RELACIONADAS AO TIPO DE LIGAÇÃO QUIMICA E TAMANHO DA CADEIA ( e, consequentemente, massa molar). 2.1. COMPARAÇÃO ENTRE COMPOSTOS ORGÂNICOS E INORGÂNICOS PROPRIEDADES Estado Físico à temperatura Ambiente ORGÂNICOS INORGÂNICOS Sólido, Líquido e Gás. Sólido Combustão Queimam Não Queimam PF e PE (P= 1 atm) Baixo Alto 00000000000 Solubilidade Insolúveis em água Solúveis em água (maioria) (maioria) Solúveis em solventes Insolúveis em solventes orgânicos (maioria) orgânicos (maioria) Conduzem quando Condutividade Elétrica Não Conduzem fundidos ou dissolvidos em água Reações Prof. Wagner Luiz Lentas Rápidas www.estrategiaconcursos.com.br Página 15 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 2.2. OUTRAS PROPRIEDADES DO CARBONO CARÁTER ANFÓTERO: o carbono combina-se a átomos eletropositivos e/ou eletronegativos. (pouco importante) Ex.: CH4 - CH3Cl - CCl4, onde H = eletropositivo e Cl = eletronegativo NOX VARIÁVEL: o número de oxidação do carbono (NOX) varia de -4 a +4. Ex.: CH4 NOX do C = -4; CH3Cl NOX do C = -2; CH2Cl2 NOX do C = 0; CHCl3 NOX do C = +2, CCl4 NOX do C = -4, etc. (Onde: NOX do H = +1, NOX do Cl = -1 e ∑ NOX dos elementos na molécula = 0) (pouco importante no momento. Mas em redox será interessante) Representação de moléculas orgânicas. Carbono tetraédrico, trigonal e digonal e ligações simples e múltiplas. Fórmulas estruturais - de Lewis, de traços, condensadas e de linhas e tridimensionais. Os compostos orgânicos podem ser representados de diversas formas, como por meio de uma fórmula estrutural plana, de uma fórmula estrutural simplificada ou condensada ou de uma fórmula de traços. No entanto, a representação mais simples é por meio da fórmula molecular. A fórmula molecular indica o número de átomos de cada elemento químico em uma molécula de uma dada substância. Desse modo, vejamos como determinar a fórmula molecular dos compostos orgânicos, baseando-nos nas outras fórmulas citadas anteriormente. 00000000000 Por meio da Fórmula Estrutural Plana: essa fórmula mostra a arrumação ou a disposição dos átomos dentro da molécula. Por exemplo, abaixo temos a fórmula estrutural plana de um dos hidrocarbonetos presentes na gasolina. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 16 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Veja que, nessa fórmula, todos os átomos e todas as ligações existentes entre eles são mostrados. Por meio da fórmula estrutural simplificada ou condensada: nesse tipo de fórmula, a quantidade de hidrogênios é abreviada. Por exemplo, veja a mesma fórmula da molécula encontrada na gasolina, agora de forma condensada: Por meio da fórmula de traços: essa fórmula simplifica ainda mais a forma de representar os compostos orgânicos, sendo que ela omite os grupos C, CH, CH 2 e CH3. Um exemplo é a molécula de linoleico, veja como ela fica: Vamos contar a quantidade de carbonos primeiro, lembrando que, nessa fórmula, 00000000000 cada ligação entre carbonos é representada pelo traço. Assim, as pontas, bem como os dois pontos da inflexão, correspondem a átomos de carbono. Por meio de fórmulas tridimensionais (3D), em que se mostra a localização espacial de cada átomo do composto em questão. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 17 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 2.3. CLASSIFICAÇÃO DOS ÁTOMOS DE CARBONO -QUANTO AO NÚMERO DE ÁTOMOS DE CARBONO LIGADOS ENTRE SI CARBONO PRIMÁRIO: Liga-se diretamente, no máximo, a 1 átomo de carbono. CARBONO SECUNDÁRIO: Liga-se diretamente a apenas 2 átomos de carbono. CARBONO TERCIÁRIO: Liga-se diretamente a apenas 3 átomos de carbono. CARBONO QUATERNÁRIO: Liga-se diretamente a 4 átomos de carbono. Exemplo: -QUANTO AO TIPO DE LIGAÇÕES QUÍMICAS SATURADO: Carbono com 4 ligações simples. 00000000000 INSATURADO: Carbono com pelo menos 1 ligação dupla ou tripla. 2.4. Prof. Wagner Luiz CLASSIFICAÇÃO DAS CADEIAS CARBÔNICAS www.estrategiaconcursos.com.br Página 18 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 QUANDO VOCÊ CLASSIFICA OS ÁTOMOS DE CARBONO VOCÊ OS CLASSIFICA INDIVIDUALMENTE, ANALISANDO APENAS QUANTOS CARBONOS ELE TEM COMO VIZINHO, NÃO DEPENDENDO DO TIPO DE LIGAÇÃO. QUANDO VOCÊ CLASSIFICA CADEIA CARBÔNICA VOCÊ ANALISA TUDO O QUE ESTIVER ENTRE OS ÁTOMOS DE CARBONO (O QUE NÃO ESTIVER ENTRE CARBONOS NEM INTERESSA PARA A CLASSIFICAÇÃO DA CADEIA) a) CADEIA ABERTA, ACÍCLICA OU ALIFÁTICA a) QUANTO À NATUREZA HOMOGÊNEA: possui uma sequência formada apenas por átomos de carbono. HETEROGÊNEA: possui pelo menos um heteroátomo (O, N, S e P) entre os átomos de carbono. O heteroátomo deve ser ao menos, bivalente. b) QUANTO À DISPOSIÇÃO DOS ÁTOMOS DE CARBONO NORMAL, RETA OU LINEAR: apresenta somente duas extremidades. 00000000000 Estas mesmas cadeias podem ser representadas de outras formas: RAMIFICADA: apresenta, no mínimo, três extremidades. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 19 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 c) QUANTO À SATURAÇÃO SATURADA: os átomos de carbono se unem através de ligações simples. INSATURADA: existe pelo menos uma insaturação (ligação dupla ou tripla) entre átomos de carbono. 2) CADEIA FECHADA OU CÍCLICA A- ALICÍCLICA OU NÃO-AROMÁTICA Cadeias carbônicas fechadas que não apresentam o núcleo benzênico. 00000000000 -QUANTO À NATUREZA HOMOCÍCLICA: possui uma sequência formada apenas por átomos de carbono. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 20 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 HETEROCÍCLICA: possui pelo menos um heteroátomo (O, N, S e P) entre os átomos de carbono do ciclo. -QUANTO À SATURAÇÃO SATURADA: os átomos de carbono unem-se através de ligações simples. INSATURADA: existe pelo menos uma insaturação (ligação dupla) entre os átomos de carbono do ciclo. 00000000000 -QUANTO AO NÚMERO DE CICLOS MONOCÍCLICA: Um único ciclo na estrutura: POLICÍCLICA: Dois ou mais ciclos (que podem estar fundidos ou isolados) na estrutura: Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 21 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 B- AROMÁTICA Cadeias carbônicas fechadas que possuem, em sua estrutura, pelo menos um núcleo benzênico. -QUANTO AO NÚMERO DE CICLOS MONONUCLEAR: POLINUCLEAR: 00000000000 RESUMINDO: Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 22 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 HIDROCARBONETOS O petróleo é a principal fonte natural de hidrocarbonetos. 1. INTRODUÇÃO Hidrocarbonetos são compostos orgânicos constituídos exclusivamente de carbono (C) e hidrogênio (H). Em função do tipo de ligação existente entre os carbonos, os hidrocarbonetos são divididos em várias classes. Para a nomenclatura dos compostos orgânicos seguiremos alguns passos básicos 00000000000 e comuns à maioria dos compostos. Veja a seguir: Fundamentos da Nomenclatura Orgânica: Geralmente o nome dos hidrocarbonetos apresentam ao menos 3 partes básicas: PREFIXO + INFIXO + SUFIXO Cada qual indicando alguma característica da estrutura do composto Prefixo: indica o número de átomos de carbono pertencentes à cadeia principal. 1C = met 6C = hex 11C = undec 2C = ET 7C = hept 12C = dodec Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 23 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 3C = prop 8C = oct 13C = tridec 4C = but 9C = non 15C = pentadec 5C = pent 10C = dec 20C = eicos Afixo ou infixo: indica o tipo de ligação entre os carbonos: todas simples = na duas duplas = dien uma dupla = em três duplas = trien uma tripla = in duas triplas = diin Sufixo: indica a função química do composto orgânico: hidrocarboneto= o álcool= ol aldeído= al cetona= ona ácido carboxílico= óico amina= amina éter= óxi etc.... Para que você entenda a divisão presente nos hidrocarbonetos, devido às características destes grupos, observe a figura abaixo: 00000000000 a) ALCANOS OU PARAFINAS São hidrocarbonetos de cadeia aberta ou alifática e saturada, ou seja, com ligações simples. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 24 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 O termo parafinas vem do latim: parum=pequena + affinis=afinidade, o que significa compostos pouco reativos. NOMENCLATURA Exemplos: Prefixo: MET (1 átomo de carbono) 00000000000 Intermediário: AN (ligação simples entre carbonos) Sufixo: O (função: hidrocarboneto) Nome: MET+AN+O = METANO Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 25 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Prefixo: ET (2 átomos de carbono) Intermediário: AN (ligação simples entre carbonos) Sufixo: O (função: hidrocarboneto) Nome: ET+AN+O = ETANO Prefixo: PENT (5 átomos de carbono) Intermediário: AN (ligação simples entre carbonos) Sufixo: O (função: hidrocarboneto) Nome: PENT+AN+O = PENTANO Observe as fórmulas dos seguintes alcanos: 00000000000 Note que os compostos acima diferem entre si por um grupo (CH2, chamado de grupo metileno), por isso constituem uma série de compostos denominados de homólogos. Homólogos porque pertencem à mesma subfunção ou grupo. Nos exemplos citados acima observe na tabela abaixo a relação do número de átomos de carbono em relação ao número de átomos de hidrogênio: NOME Prof. Wagner Luiz FÓRMULA Nº DE Nº DE MOLECULAR CARBONOS HIDROGÊNIOS www.estrategiaconcursos.com.br Página 26 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 METANO CH4 1 4 ETANO C2H6 2 6 PROPANO C3H8 3 8 BUTANO C4H10 4 10 PENTANO C5H12 5 12 SE LIGA ! Esta regra geral é muito importante porque permite a você calcular rapidamente as fórmulas moleculares dos compostos sem precisar fazer a estrutura e contar os átomos. Vou demonstrar um exemplo nos exercícios ao final da aula. Observe que o número de átomos de hidrogênio é sempre igual ao dobro do número de átomos de carbono acrescido de duas unidades, ou seja, para n carbonos, o número de hidrogênios será 2n + 2. Desta forma, deduzimos que a fórmula geral dos alcanos é CnH2n + 2. Esta fórmula é utilizada para determinar a fórmula molecular de qualquer alcano, desde que tenhamos conhecimento do número de átomos de carbono ou hidrogênio. Por exemplo: determine a fórmula molecular de um alcano com 25 átomos de carbono. Dados: Fórmula Geral dos Alcanos: CnH2n + 2 Número de átomos de carbono: n = 25 Resolução: 00000000000 para n = 25, teremos o número de átomos de hidrogênio dado pela relação 2n + 2, neste caso ficamos com: 2n + 2 = 2 . (25) + 2 = 50 + 2 = 52 Com isso a fórmula molecular do alcano ficou: C 25H52 b) ALCENOS, ALQUENOS OU OLEFINAS São hidrocarbonetos de cadeia aberta ou alifática e insaturada, ou seja, que apresenta uma dupla ligação. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 27 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 O termo olefinas vem do latim: oleum=óleo + affinis=afinidade, o que significa compostos com aspecto oleoso. Etileno: responsável pelo amadurecimento das frutas e produção de plásticos. NOMENCLATURA Exemplos: Prefixo: ET (2 átomos de carbono) Intermediário: EN (ligação dupla entre carbonos) Sufixo: O (função: hidrocarboneto) Nome: ET+EN+O = ETENO (etileno = nomenclatura usual) 00000000000 Prefixo: PROP (3 átomos de carbono) Intermediário: EN (ligação dupla entre carbonos) Sufixo: O (função: hidrocarboneto) Nome: PROP+EN+O = PROPENO Observe que a dupla ligação não poderia estar em outro lugar a não ser entre o primeiro e o segundo carbono. Por isto, não é necessário localizar a dupla ligação. Porém, no caso abaixo existem duas possibilidades de localização da dupla ligação e, portanto, necessidade de localizá-la. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 28 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Prefixo: BUT (4 átomos de carbono) Intermediário: EN (ligação dupla entre carbonos) Sufixo: O (função: hidrocarboneto) localização da insaturação: entre carbono 1 e 2 Nome: 1-BUT+EN+O = 1-BUTENO Prefixo: BUT (4 átomos de carbono) Intermediário: EN (ligação dupla entre carbonos) Sufixo: O (função: hidrocarboneto) Localização da insaturação: entre carbono 2 e 3 Nome: 2-BUT+EN+O = 2-BUTENO Nos dois exemplos acima descritos, note que o buteno pode apresentar-se com a ligação dupla em duas posições. Neste caso há a necessidade de numerar a cadeia principal a partir da extremidade mais próxima da ligação dupla. A posição da ligação dupla é indicada usando o número do primeiro átomo de carbono da dupla. Na sua nomenclatura, o número que indica a posição da ligação dupla, precede o 00000000000 nome, então ficamos com: 1-buteno e2-buteno. A nomenclatura moderna (ainda não “pegou” recomenda que se faça o nome deste composto assim: But-1-eno ou But-2-eno. Mas, esta nomenclatura raramente aparece nos concursos. Observe na tabela abaixo a relação do número de átomos de carbono em relação ao número de átomos de hidrogênio: NOME ETENO Prof. Wagner Luiz FÓRMULA Nº DE Nº DE MOLECULAR CARBONOS HIDROGÊNIOS C2H4 2 4 www.estrategiaconcursos.com.br Página 29 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 PROPENO C3H6 3 6 1-BUTENO C4H8 4 8 1-PENTENO C5H10 5 10 1-HEXENO C6H12 6 12 Observe que o número de átomos de hidrogênio é sempre igual ao dobro do número de átomos de carbono, ou seja, para n carbonos, o número de hidrogênios será 2n. Desta forma, deduzimos que a fórmula geral dos alcenos é CnH2n. Esta fórmula é utilizada para determinar a fórmula molecular de qualquer alceno, desde que tenhamos conhecimento do número de átomos de carbono ou hidrogênio. c) ALCINOS OU ALQUINOS São hidrocarbonetos de cadeia aberta ou alifática e insaturada por uma tripla ligação. Acetileno: constitui a chama obtida nos maçaricos que pode alcançar a temperatura de 2800° C. NOMENCLATURA 00000000000 Exemplos: Prefixo: ET (2 átomos de carbono) Intermediário: IN (ligação tripla entre carbonos) Sufixo: O (função: hidrocarboneto) Nome: ET+IN+O = ETINO (acetileno = nomenclatura usual) Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 30 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Prefixo: PROP (3 átomos de carbono) Intermediário: IN (ligação tripla entre carbonos) Sufixo: O (função: hidrocarboneto) Nome: PRO+IN+O = PROPINO Prefixo: BUT (4 átomos de carbono) Intermediário: IN (ligação tripla entre carbonos) Sufixo: O (função: hidrocarboneto) Localização da insaturação: entre carbono 1 e 2 Nome: 1-BUT+IN+O = 1-BUTINO 00000000000 Prefixo: BUT (4 átomos de carbono) Intermediário: IN (ligação tripla entre carbonos) Sufixo: O (função: hidrocarboneto) Localização da insaturação: entre carbono 2 e 3 Nome: 2-BUT+IN+O = 2-BUTINO Observe na tabela abaixo a relação do número de átomos de carbono em relação ao número de átomos de hidrogênio: NOME Prof. Wagner Luiz FÓRMULA Nº DE Nº DE www.estrategiaconcursos.com.br Página 31 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 MOLECULAR CARBONOS HIDROGÊNIOS PROPINO C3H4 3 4 1-BUTINO C4H6 4 6 1-PENTINO C5H8 5 8 1-HEXINO C6H10 6 10 Observe que o número de átomos de hidrogênio é sempre igual ao dobro do número de átomos de carbono menos 2 unidades, ou seja, para n carbonos, o número de hidrogênios será 2n - 2. Desta forma, deduzimos que a fórmula geral dos alcinos é CnH2n - 2. Esta fórmula é utilizada para determinar a fórmula molecular de qualquer alcino, desde que tenhamos conhecimento do número de átomos de carbono ou hidrogênio. Observação Note que os compostos acima diferem entre si por um grupo (H2), por isso constituem uma série de compostos denominados de isólogos. Porque apresentam o mesmo numero de carbonos (iso) e diferem no numero de hidrogênios, aos pares. d) ALCADIENOS OU DIENOS 00000000000 São hidrocarbonetos de cadeia aberta ou alifática e insaturada por duas ligações duplas. Butadieno: constituinte de borrachas sintéticas. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 32 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 NOMENCLATURA Exemplos: Prefixo: PROP (3 átomos de carbono) Intermediário: DIEN (2 ligações duplas entre carbonos) Sufixo: O (função: hidrocarboneto) Nome: PROP+DIEN+O = PROPADIENO Prefixo: BUTA (4 átomos de carbono) Intermediário: DIEN (2 ligações duplas entre carbonos) Sufixo: O (função: hidrocarboneto) Localização das insaturações: entre carbono 1 e 2 - 2 e 3 Nome: 1,2-BUTA+DIEN+O = 1,2-BUTADIENO 00000000000 Prefixo: BUT (4 átomos de carbono) Intermediário: DIEN (2 ligações duplas entre carbonos) Sufixo: O (função: hidrocarboneto) Localização das insaturações: entre carbono 1 e 2 - 3 e 4 Nome: 1,3-BUT+DIEN+O = 1,3-BUTADIENO Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 33 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Observe na tabela abaixo a relação do número de átomos de carbono em relação ao número de átomos de hidrogênio: NOME FÓRMULA Nº DE Nº DE MOLECULAR CARBONOS HIDROGÊNIOS PROPADIENO C3H4 3 4 1,2-BUTADIENO C4H6 4 6 1,3-PENTADIENO C5H8 5 8 1,5-HEXADIENO C6H10 6 10 Observe que o número de átomos de hidrogênio é sempre igual ao dobro do número de átomos de carbono menos 2 unidades, ou seja, para n carbonos, o número de hidrogênios será 2n - 2. Desta forma, deduzimos que a fórmula geral dos alcadienos é CnH2n - 2. Esta fórmula é utilizada para determinar a fórmula molecular de qualquer alcadieno, desde que tenhamos conhecimento do número de átomos de carbono ou hidrogênio. É semelhante à fórmula geral dos alcinos. e) CICLOALCANOS, CICLOPARAFINAS OU CICLANOS São hidrocarbonetos de cadeia fechada do tipo alicíclica saturada. 00000000000 Ciclopropano: anestésico potente. NOMENCLATURA Exemplos: Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 34 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Prefixo: PROP (3 átomos de carbono) Intermediário: AN (ligação simples entre carbonos) Sufixo: O (função: hidrocarboneto) Nome: CICLO PROP+AN+O = CICLOPROPANO Prefixo: BUT (4 átomos de carbono) Intermediário: AN (ligação simples entre carbonos) Sufixo: O (função: hidrocarboneto) Nome: CICLO BUT+AN+O = CICLOBUTANO Prefixo: PENT (5 átomos de carbono) Intermediário: AN (ligação simples entre carbonos) Sufixo: O (função: hidrocarboneto) Nome: CICLO PENT+AN+O = CICLOPENTANO 00000000000 Prefixo: HEX (6 átomos de carbono) Intermediário: AN (ligação simples entre carbonos) Sufixo: O (função: hidrocarboneto) Nome: CICLO HEX+AN+O = CICLOHEXANO Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 35 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Observe na tabela abaixo a relação do número de átomos de carbono em relação ao número de átomos de hidrogênio: NOME FÓRMULA Nº DE Nº DE MOLECULAR CARBONOS HIDROGÊNIOS CICLOPROPANO C3H6 3 6 CICLOBUTANO C4H8 4 8 CICLOPENTANO C5H10 5 10 CICLOHEXANO C6H12 6 12 Observe que o número de átomos de hidrogênio é sempre igual ao dobro do número de átomos de carbono, ou seja, para n carbonos, o número de hidrogênios será 2n. Desta forma, deduzimos que a fórmula geral dos cicloalcanos é CnH2n. Esta fórmula é utilizada para determinar a fórmula molecular de qualquer cicloalcano, desde que tenhamos conhecimento do número de átomos de carbono ou hidrogênio. É semelhante à fórmula geral dos alcenos. f) CICLOALCENOS, CICLOALQUENOS OU CICLENOS São hidrocarbonetos de cadeia fechada do tipo alicíclica insaturada por uma ligação dupla. 00000000000 MCP (metil ciclopropeno): conservante de flores, pois, inibe a ação do etileno, facilitando o transporte e comercialização. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 36 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 NOMENCLATURA Exemplos: Prefixo: PROP (3 átomos de carbono) Intermediário: EN (ligação dupla entre carbonos) Sufixo: O (função: hidrocarboneto) Nome: CICLO PROP+EN+O = CICLOPROPENO Prefixo: BUT (4 átomos de carbono) Intermediário: EN (ligação dupla entre carbonos) Sufixo: O (função: hidrocarboneto) Nome: CICLO BUT+EN+O = CICLOBUTENO 00000000000 Prefixo: PENT (5 átomos de carbono) Intermediário: EN (ligação dupla entre carbonos) Sufixo: O (função: hidrocarboneto) Nome: CICLO PENT+EN+O = CICLOPENTENO Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 37 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Prefixo: HEX (6 átomos de carbono) Intermediário: EN (ligação dupla entre carbonos) Sufixo: O (função: hidrocarboneto) Nome: CICLO HEX+EN+O = CICLOHEXENO Observe na tabela abaixo a relação do número de átomos de carbono em relação ao número de átomos de hidrogênio: FÓRMULA NOME MOLECULAR Nº DE Nº DE CARBONOS HIDROGÊNIOS CICLOPROPENO C3H4 3 4 CICLOBUTENO C4H6 4 6 CICLOPENTENO C5H8 5 8 CICLOHEXENO C6H10 6 10 Observe que o número de átomos de hidrogênio é sempre igual ao dobro do número de átomos de carbono menos 2 unidades, ou seja, para n carbonos, o número de hidrogênios será 2n - 2. Desta forma, deduzimos que a fórmula geral dos cicloalcenos é CnH2n - 2. Esta fórmula é utilizada para determinar a fórmula molecular de qualquer cicloalceno, desde que tenhamos conhecimento do número de átomos de carbono ou 00000000000 hidrogênio. É semelhante à fórmula geral dos alcinos. g) AROMÁTICOS (MUITA ATENÇÃO COM ESTES CAMARADINHAS) São hidrocarbonetos que apresentam pelo menos um anel benzênico em sua estrutura. 1. NOMENCLATURA Não possuem fórmula geral e sua nomenclatura não segue as regras utilizadas nos outros hidrocarbonetos. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 38 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Fumaça do cigarro: rica em compostos aromáticos cancerígenos tais como benzeno, benzopireno,antraceno, fenatreno, tolueno entre outros. Veja alguns exemplos: 2. Estrutura e estabilidade do benzeno O mais comum dos compostos aromáticos é o benzeno. Sua estrutura, descrita 00000000000 abaixo com as possíveis representações, é um anel com seis átomos de carbono e três duplas ligações conjugadas. Essa estrutura é plana, pois só existem carbonos sp2 (geometria trigonal plana), e o ângulo de ligação entre eles é de 120 o. Além disso, as ligações entre os carbonos no anel aromático têm o mesmo tamanho, sendo intermediárias entre uma ligação simples e uma ligação dupla. A representação do anel aromático com um círculo no meio indica a ocorrência do fenômeno da ressonância, isto é, os elétrons são deslocalizados. No anel isto ocorre provavelmente pela ação das ligações sigma, que, por estarem muito comprimidas, forçam as ligações pi a se deslocarem ciclicamente pelo anel, Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 39 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 permitindo uma maior distensão destas ligações. Por ser um anel de duplas conjugadas, as nuvens pi no benzeno assumem um aspecto contínuo. Essa estrutura foi proposta em 1865 pelo químico alemão Friedrich August Kekulé e até hoje é aceita pelos químicos de todo o mundo. Chegou-se a essa estrutura a partir de vários experimentos, dentre os quais se obteve três isômeros de um mesmo produto, quando se substituiu dois dos hidrogênios do anel benzênico. A estrutura de Kekulé, portanto, explica satisfatoriamente os fatos verificados. Veja abaixo os isômeros obtidos na substituição de dois hidrogênios por dois átomos de bromo: Os calores de hidrogenação e combustão do benzeno são mais baixos do que seria de esperar. Calor de hidrogenação é a quantidade de calor que se liberta quando se 00000000000 hidrogena um mol de um composto insaturado. Na maioria dos casos observa-se o valor de 28-30 kcal/mol para cada ligação dupla do composto. Veja abaixo os calores de hidrogenação de alguns compostos: Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 40 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Perceba que a ruptura da dupla ligação no ciclohexeno forneceu 28,6 kcal/mol. No ciclohexadieno o valor obtido foi bem próximo do esperado, ou seja, 2 x -28,6. Deveríamos supor então que, no benzeno, seria liberado uma quantidade de calor equivalente a três duplas ligações, ou seja, 85,8 kcal/mol. Mas não é o que se verifica na prática. O benzeno fornece 49,8 kcal/mol, isto é, um valor muito menor. Esse fato nos indica que o benzeno deve possuir menos energia interna, sendo, por isso, mais estável. Os compostos insaturados geralmente sofrem reações de adição, nas quais a dupla ligação se rompe e duas ligações sigma são formadas. Já o benzeno e outros anéis aromáticos dão preferência às reações de substituição eletrofílica, nas quais dois ligantes são substituídos por outros e a o sistema aromático de duplas ligações permanece intacto. Isso confirma a excepcional estabilidade do benzeno. 3. A aromaticidade Para que um composto seja classificado como aromático, deve seguir rigorosamente três regras: 00000000000 Deve ter estrutura cíclica e plana e deve ter 4n + 2 elétrons pi, onde n é obrigatoriamente um número inteiro. Portanto, no anel aromático não pode existir carbonos sp3 (exceto como radicais), que têm geometria tetraédrica. Veja alguns exemplos abaixo: Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 41 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 As estruturas 1 e 4 não são aromáticas porque possuem carbono sp 3 no anel, portanto, o ciclo não é plano. A estrutura 3, apesar de ter somente carbonos de geometria trigonal, tem um número de elétrons pi que não condiz com a fórmula 4n + 2, já que o n deve ser um número inteiro. As estruturas 2 e 5 são aromáticas, pois respeitam as três regras (lembre-se que um carbocátion tem geometria trigonal plana, pois sustenta somente três ligações). OBS: Vale lembrar que não só os anéis homocíclicos possuem caráter aromático. Muitos COMPOSTOS HETEROCÍCLICOS também apresentam propriedades aromáticas. 4. Propriedades físicas Como compostos de baixa polaridade, apresentam basicamente as mesmas características dos demais hidrocarbonetos. Os pontos de fusão dos aromáticos relativamente mais elevados que os equivalentes alicíclicos, devido ao fato de as moléculas aromáticas serem planas, o que permite uma melhor interação intermolecular. Em um dialquil-benzeno, os isômeros apresentam pontos de fusão diferentes. Verifica-se experimentalmente que os pontos de fusão dos derivados crescem na seguinte ordem: orto < meta < para. Esse fato constitui um caso particular do efeito da simetria molecular sobre as forças cristalinas. Quanto mais 00000000000 elevada for a simetria de um composto, tanto melhor será a ordenação segundo uma rede cristalina e por isso tanto mais alto será o ponto de fusão e mais baixa será a solubilidade 5. Métodos de obtenção O alcatrão da hulha é a melhor fonte natural de compostos aromáticos. A hulha é uma variedade do carvão mineral, e pode ser destilada em retortas especiais, produzindo três frações: Fração gasosa - gás de iluminação (mistura de H2, CH4, CO e outros) Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 42 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Fração líquida - águas amoniacais e alcatrão da hulha Fração sólida - carvão coque (praticamente carbono puro) O alcatrão da hulha é a parte mais densa e contém grande número de compostos aromáticos: Óleos leves (até 160o C) - benzeno, tolueno, xileno etc. Óleos médios (160 - 230o C) - fenol, piridina, naftaleno etc. Óleos pesados (230 - 270o C) - cresóis, naftóis, anilina etc. Óleos de antraceno (270 - 360o C) - antraceno, fenantreno, Uma reação laboratorial interessante é a trimerização do acetileno, a alta pressão, que produz o benzeno. Outro método eficaz é a alquilação de FriedelCrafts, que produz hidrocarbonetos aromáticos complexos a partir de outros mais simples. Hidrocarbonetos ramificados RADICAIS Considere uma molécula genérica do tipo XY, onde os átomos estão ligados entre si por uma ligação covalente, isto é, por um compartilhamento de elétrons, ligação mais comum nos compostos orgânicos. Se fornecermos uma determinada quantidade de energia à ligação covalente, esta 00000000000 poderá ser quebrada (cisão) de duas formas diferentes: 1º) CISÃO HOMOLÍTICA (HOMÓLISE) Neste caso a quebra da ligação faz com que cada átomo fique com um dos elétrons do par eletrônico que estava sendo compartilhado. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 43 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Note que na cisão homolítica os átomos ficam com elétrons livres, isto é, não compartilhados, originando espécies químicas muito reativas denominadas de radicais livres, que podem ser representados por um traço (X- ou Y-). 2º) CISÃO HETEROLÍTICA OU HETERÓLISE Neste caso a quebra da ligação faz com que um dos átomos fique com o par eletrônico que estava sendo compartilhado. Observe que na cisão heterolítica o átomo X perdeu elétrons transformando-se no íon cátion e o átomo Y ganhou um elétron transformando-se no íon ânion. RADICAIS ORGÂNICOS Os radicais orgânicos são obtidos através de uma cisão homolítica da ligação entre carbono e hidrogênio. A nomenclatura dos radicais orgânicos é caracterizada pelo sufixo IL ou ILA, precedidos do prefixo que indica a quantidade de átomo de carbono. Os radicais provenientes dos alcanos são denominados de alquilas e os provenientes dos aromáticos são denominados de arila. Exemplos: Exemplos: (os mais importantes: de 1 a 3 carbonos. Os demais aparecem de vez em quando. Então, não se assuste muito com os outros). 00000000000 Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 44 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Daqui pra frente, quanto mais você souber é LUCRO ! 00000000000 MUITO CUIDADO COM OS DOIS ABAIXO. O radical do benzeno é Fenil e do metilbenzeno é benzil (não vá confundir benzeno originando benzil. O fenil é um radical importante. Então, guarde bem a carinha dele: o anel aromático) Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 45 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 NOMENCLATURA DE HIDROCARBONETOS RAMIFICADOS a) HIDROCARBONETOS ALIFÁTICOS SATURADOS REGRAS DE NOMENCLATURA SEGUNDO A IUPAC 1º) Determinar a cadeia principal. Cadeia principal é a maior sequência de átomos de carbono, que não estão necessariamente representados em linha reta. Caso existam duas sequências de átomos de carbono, utiliza-se como cadeia principal a que possuir maior número de 00000000000 ramificações. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 46 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 2º) Reconhecer os radicais orgânicos correspondentes às ramificações e nomeá-los. 3º) NUMERAR A CADEIA PRINCIPAL. A numeração deve iniciar da extremidade da cadeia que permita dar às ramificações os menores números possíveis. 00000000000 4º) INDICAR A POSIÇÃO DOS RADICAIS Se houver dois ou mais radicais iguais, usar os prefixos di, tri, tetra, etc, para indicar a quantidade. Os nomes dos radicais são separados por hífen. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 47 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Quando houver dois ou mais tipos de radicais diferentes, seus nomes podem ser escritos de duas maneiras: Pela ordem de complexidade, crescente dos radicais; Pela ordem alfabética (notação recomendada pela IUPAC). 5º) ESCREVER O NOME DO HIDROCARBONETO CORRESPONDENTE À CADEIA PRINCIPAL. Veja como fica o nome do composto citado nos exemplos acima: Cadeia principal: octano (8 átomos de carbono) Radicais: metil, n-propil, etil Posições (menores valores): metil = 3, n-propil = 4, etil = 5 Nome do composto por ordem de complexidade: 3-metil-5-etil-4-n-propil-octano Nome do composto por ordem alfabética (IUPAC): 5-etil-3-metil-4-n-propil-octano b) HIDROCARBONETOS ALIFÁTICOS INSATURADOS 00000000000 Quanto às regras de nomenclatura, a única diferença em relação aos alcanos é que as insaturações devem obrigatoriamente fazer parte da cadeia principal e receber os menores valores possíveis. ALCENOS A cadeia principal deve conter a dupla ligação característica dos alcenos e apresentar o maior número de átomos de carbono possível. Exemplo: Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 48 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Cadeia principal: 1-hepteno (7 átomos de carbono) Radicais: isopropil, etil, metil, metil (dimetil) Posições (menores valores): iso-propil = 3, etil = 4, metil = 5, metil = 6 Nome do composto por ordem de complexidade: 5.6-dimetil-4-etil-3-isopropil-1hepteno Nome do composto por ordem alfabética (IUPAC): 4-etil-5,6-dimetil-3-isopropil-1hepteno ALCINOS A cadeia principal deve conter a tripla ligação característica dos alcinos e apresentar o maior número de átomos de carbono possível. Exemplo: 00000000000 Cadeia principal: 2-octino (8 átomos de carbono) Radicais: metil e terc-butil. Posições: metil = 4, terc-butil = 5 Nome do composto por ordem de complexidade: 4-metil-5-terc-butil-2-octino Nome do composto por ordem alfabética (IUPAC): 5-terc-butil-4-metil-2-octino Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 49 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 ALCADIENOS A cadeia principal deve conter as duas duplas ligações característica dos alcadienos e apresentar o maior número de átomos de carbono possível. Exemplo: Cadeia principal: 1,4-hexadieno (6 átomos de carbono) Radicais: etil e n-propil. Posições: etil = 2, n-propil = 4 Nome do composto por ordem de complexidade: 2-etil-4-n-propil-1,4-hexadieno Nome do composto por ordem alfabética (IUPAC): 2-etil-4-n-propil-1,4-hexadieno HIDROCARBONETOS CÍCLICOS Nos hidrocarbonetos cíclicos, é considerada cadeia principal aquela que apresenta ciclo ou anel. CICLOALCANOS A nomenclatura da cadeia principal é feita de acordo com as regras utilizadas para os cicloalcanos. a) Com um radical: citar o nome do radical sem a necessidade de indicar a posição e o nome da cadeia. 00000000000 b) Com mais de um radical: a numeração da cadeia se inicia a partir da ramificação mais simples e segue-se o sentido horário ou anti-horário, de maneira a se respeitar a regra dos menores números. No nome do composto as ramificações devem ser citadas em ordem alfabética. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 50 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 CICLOALCENOS A nomenclatura da cadeia principal deve ser iniciada sempre por um dos carbonos da dupla ligação, de modo que ela fique localizada entre os carbonos 1 e 2. O sentido da numeração é determinado pela regra dos menores números. No nome do composto as ramificações devem ser citadas em ordem alfabética. AROMÁTICOS Os aromáticos são considerados como derivados do benzeno. Nos aromáticos de um único anel benzênico, havendo apenas um radical, não é preciso numeração. Havendo dois ou mais radicais no benzeno, a numeração deve seguir o sentido dos menores números. Exemplos: 00000000000 Quando existirem dois radicais no benzeno, só haverá três posições possíveis: 1 e 2 (prefixo orto), 1 e 3 (prefixo meta) e 1 e 4 (prefixo para). Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 51 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Quando uma molécula de naftaleno possui um radical, este pode ocupar duas posições diferentes: alfa e beta. (cai pouco nas provas) QUESTÃO COMENTADA TÉCNICO(A) QUÍMICO(A) DE PETRÓLEO JÚNIOR - CESGRANRIO 2012. O número de átomos de hidrogênio presentes no hidrocarboneto 3,5-dimetil-5-etil-3octeno é igual a: (A) 23 (B) 24 00000000000 (C) 25 (D) 26 (E) 27 UMA DICA MUITO IMPORTANTE: em um hidrocarboneto o número de hidrogênios não pode ser ímpar. Só com esta observação você eliminaria 3 alternativas (A, C e E). Se você não soubesse mais nada, teria 50% de chances de acertar, chutando. Mas, não é este o objetivo deste curso. Isto seria uma última opção. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 52 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Lembra-se do comentário que fiz sobre as fórmulas gerais dos grupos de hidrocarbonetos? Vamos fazer uma questão sem ter que fazer a fórmula estrutural (e perder muitos minutos durante a prova). Veja o nome do composto: 3,5-dimetil-5-etil-3-octeno O que significa dimetil? Significa ter no composto 2 carbonos (duas vezes met) O que significa etil? Significa ter no composto 2 carbonos. O significa oct? Significa ter na cadeia principal 8 carbonos. O significa o intermediário “ENO”? Significa que o composto tem uma dupla ligação ente os carbonos. Portanto, é um alceno. E se você memorizou em alcenos o número de hidrogênios corresponde ao dobro do número de carbonos. Portanto, temos 2 + 2 + 8 = 12 carbonos. Logo, teremos 24 átomos de hidrogênio. Esta é a formula: C12H24. Alternativa B. Então, meu caro amigo. Estas dicas você não encontra em materiais didáticos convencionais. Mas encontra aqui. Estas e outras dicas, no transcorrer do curso. Variações na solubilidade e nas temperaturas de fusão e de ebulição de substâncias orgânicas causadas por: aumento da cadeia carbônica, presença de ramificações, introdução de substituintes polares. As propriedades físicas dependem da polaridade da molécula, da massa molecular e do tamanho e forma (normal, ramificada; aberta, fechada) da cadeia. - PF e PE. Na comparação entre moléculas apolares, os pontos de fusão e ebulição aumentam 00000000000 com a massa molecular. Se duas moléculas apolares têm a mesma massa molecular, quanto mais ramificada a cadeia menores as temperaturas de fusão e de ebulição. Na comparação entre moléculas polares de massas moleculares iguais ou próximas, a mais polar entre elas se dissolve melhor na água e possui maiores PF e PE. As variações dessas propriedades físicas podem ser explicadas através das forças intermoleculares. É possível aumentar a força de um ácido carboxílico substituindo um ou mais átomos de Hidrogênio de carbonos vizinhos (alfa, beta, gama) da carboxila. A substituição é feita com átomos, ou grupos de átomos, que atraem elétrons (efeito Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 53 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 mais pronunciado no carbono alfa, mais perto da carboxila), tais como -Cl , -Br , OH etc. Fatores que influenciam no Ponto de Ebulição Massa molar Maior massa Maior temperatura de ebulição Para moléculas de mesma força intermolecular Superfície de contato Maior a cadeia carbônica Maior superfície Maior número de interações ao longo da cadeia Maior temperatura de ebulição Ramificações Maior número de ramificações Menor superfície Menor número de interações ao longo da cadeia Menor temperatura de ebulição Para moléculas de mesma interação intermolecular e massas molares próximas. Com isso temos.... 1) Para moléculas com tamanhos aproximadamente iguais, a TF e TE dependerá 00000000000 da interação (força) intermolecular. 2) Para moléculas com o mesmo tipo de interação, o Ponto de Fusão e o Ponto de Ebulição dependerá da massa molar. 3) Para moléculas de mesma interação e massa molar iguais (isômeros), a TF e TE dependerá do tipo da cadeia carbônica. Solubilidade de compostos orgânicos À medida em que se aumenta o número de carbonos no grupo dos álcoois e ácidos carboxílicos por exemplo, a solubilidade, em meio aquoso vai diminuindo. É por isso que quando misturamos água com, por exemplo, butanol, constituído de 4 Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 54 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 carbonos, a solubilidade em água diminui bastante, aparecendo claramente duas fases distintas indicando que as substâncias não são completamente miscíveis, mas sim parcialmente. Exemplo O etanol é miscível em qualquer proporção com a água devido às pontes de Hidrogênio, já o decanol (álcool com 10 carbonos) é pouco solúvel, devido a sua estrutura possuir uma parte hidrofóbica, ou seja, pouco polarizada. Segue um esquema para se determinar geometria, hibridização, ângulo de ligação, etc. para compostos orgânicos. Sou professor de química há 23 anos e creio que este assunto é muito pouco interessante para o aluno, porque ele tem que imaginar planos espaciais e muitas vezes não entende a matéria. Como você já estudou o assunto em algum momento da vida deve lembrar se era chato ou interessante. Mas, vou resolver sem perder muito tempo com um assunto que pode se facilmente aprendido com um esquema. Vamos relembrar alguns pontos importantes: Quantas ligações deve fazer o átomo de carbono? Como estas eram classificadas 00000000000 segundo os orbitais atômicos empregados na ligação? Veja abaixo, sem mais teorias: - entre 2 carbonos só ocorre UMA ligação simples. Caso tenham mais ligações (chamada de ligação sigma, ), as demais serão chamadas de pi, . Veja o esquema abaixo: Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 55 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Exemplo: Para saber o tipo de hibridização do carbono (s 1p3; s1p2 ou s1p1. Acho que você nunca viu escrito assim), basta contar quantas ligações sigmas existem ao redor do carbono que você está analisando e a soma dos números tem que se igualar à soma dos números da hibridização: s1px. Veja que 1 + x deve ser igual ao numero de ligações simples. Vou dar um exemplo. Depois, você treina para os demais casos. - Nos carbonos 1 e 2: temos 3 ligações sigma. Portanto, os números em vermelho 00000000000 devem dar 3: logo, ambos terão hibridização s 1p2. - Nos carbonos 3 e 4: temos 4 ligações sigma (contar as duas com os hidrogênios, que estão “escondidas”). Portanto, os números em vermelho devem dar 4: logo, ambos terão hibridização s1p3. A tabela abaixo traz um resumo com importantes informações que devem ser bem analisadas porque ajudarão a entender vários aspectos da química orgânica. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 56 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 OUTRAS COMPOSTOS DE DIFERENTES FUNÇÕES ORGÂNICAS Álcool Álcoois são compostos orgânicos derivados dos hidrocarbonetos pela substituição de Hidrogênio de carbono saturado por – OH, a hidroxila. É obrigatório que o carbono em que se localiza a hidroxila seja saturado. Exemplos Classificação dos álcoois 00000000000 Podem-se classificar os álcoois de acordo com o número de hidroxilas por moléculas: número de OH 1 OH 2 OH muitos OH Classificação monoálcool Diálcool poliálcool Exemplo Os monoálcoois podem ainda ser classificados em função do tipo de carbono em que a hidroxila está ligada: Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 57 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 OH ligado a C primário C secundário C terciário Classificação Primário Secundário terciário Exemplo Nomenclatura IUPAC A Nomenclatura dos álcoois segue as mesmas regras estabelecidas para os hidrocarbonetos, com a diferença que agora o sufixo é OL para indicar o grupo funcional –OH e a posição da hidroxila deve ser indicada. Quando houver alguma ramificação ou insaturação as posições destas também devem ser indicadas, mas a numeração da cadeia deve ser feita de forma a se obter o menor número para a hidroxila. A hidroxila também deve estar sempre na cadeia principal. Exemplos Metanol É um líquido incolor, altamente polar, de perigoso manuseio por atacar irreversivelmente o nervo óptico, causando cegueira. É usado como combustível – inclusive de aviões e de carros da Fórmula Indy–, anticongelante, solvente e desidratante do gás natural. É conhecido por álcool da madeira (espírito da madeira). 00000000000 Etanol É um líquido incolor, volátil, é inflamável e possui toxidez moderada. É usado como solvente, combustível, em bebidas alcoólicas, na indústria farmacêutica e cosmética. Forma-se na fermentação alcoólica de açúcares, sendo obtido através da destilação fracionada (espírito do vinho). Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 58 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Para os álcoois de cadeias carbônicas com 3 ou mais carbonos, devemos indicar a posição da hidroxila, numerando a cadeia carbônica a partir da extremidade mais próxima do grupo funcional. Exemplo Observações Para a numeração das cadeias carbônicas dos álcoois deve-se iniciar pela extremidade mais próxima da característica mais importante dos compostos, na ordem: Grupo Funcional > Insaturação > Radical Exemplo: Nomenclatura Usual Iniciamos com a palavra álcool seguida do nome do radical ligado à hidroxila com a terminação ico. Exemplos 00000000000 Éteres São compostos em que o oxigênio está ligado a dois radicais orgânicos. Podem ser considerados como derivados da água, pela substituição dos dois átomos de Hidrogênio por dois radicais orgânicos. Porém, uma possibilidade de síntese é a partir da desidratação intermolecular de álcool. Seu grupo funcional é uma ponte de Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 59 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 oxigênio (oxi-ponte), ligando duas cadeias carbônicas; por isso, também são chamados óxidos orgânicos. Tem fórmula geral R – O – R ou R – O – Ar ou Ar – O – Ar, podendo os radicais serem ou não iguais entre si. Se os dois radicais ligados ao oxigênio forem iguais, teremos éteres simétricos; caso contrário, éteres assimétricos. Os éteres são obtidos a partir da desidratação intermolecular dos álcoois. Exemplos Nomenclatura IUPAC O menor grupo é acompanhado da terminação óxi, seguido do nome do hidrocarboneto correspondente ao grupo maior. Exemplo 00000000000 Nomenclatura Usual A palavra éter é seguida do radical menor, radical maior acompanhado da terminação ílico. Exemplos Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 60 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Aldeídos Os aldeídos entram na composição de perfumes, são responsáveis pela ressaca de quem exagera na ingestão de bebidas alcoólicas e até podem ser utilizados na conservação de peças anatômicas. São compostos que apresentam o grupo funcional: O grupo funcional C = O é chamado de carbonila. Exemplos: Nomenclatura IUPAC A terminação é al. A cadeia principal deve ser a mais longa possível que apresentar o grupo funcional. Para cadeias ramificadas, devemos numerar pela extremidade 00000000000 que contenha o grupo funcional. Este será sempre posição 1. E não precisa ser mencionado no nome. Exemplos Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 61 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Nomenclatura usual Os aldeídos recebem o nome dos ácidos carboxílicos que eles dão origem. Principais aldeídos Cetonas São compostos que apresentam o grupo carbonila entre dois grupos orgânicos. 00000000000 Exemplos Nomenclatura IUPAC A terminação é ona. A cadeia principal é a mais longa que possui a carbonila e a numeração é feita a partir da extremidade mais próxima da carbonila. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 62 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Exemplos Nomenclatura Usual Menciona-se o radical menor, o radical maior, ligados ao grupo carbonila, seguido da terminação cetona. Exemplos Principais cetonas 00000000000 Ácidos carboxílicos São compostos que apresentam pelo menos um grupo carboxila (carbonila + hidroxila) Exemplos Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 63 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Nomenclatura IUPAC Inicia-se com a palavra ácido e a terminação utilizada é óico. A cadeia principal é a mais longa que possui a carboxila. Para cadeias ramificadas, devemos numerar a partir do carbono da carboxila. Exemplos Observação – Podem ser usadas também as letras gregas ao invés dos números; o primeiro carbono após a carboxila recebe a letra . Exemplo Nomenclatura Usual O nome usual para os ácidos é associado à sua origem ou a suas propriedades. Exemplo 1: 00000000000 Ácido fórmico. Este ácido fórmico é encontrado em certas espécies de formiga (daí o nome), pinheiros e em certos frutos, como também, no suor e na urina, porém em dosagem mínima. Tem aplicação nas indústrias de couro, lã e algodão. Exemplo 2 Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 64 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Ácido acético. O ácido acético ou ácido glacial é um líquido muito tóxico, de cheiro penetrante e sabor azedo (do latim acetum). A 16,7 °C forma cristais com o aspecto de gelo (de onde vem o nome glacial). É usado na preparação de perfumes, seda artificial e vinagre. Exemplo 3: Observação – Ácidos carboxílicos de cadeia longa, com mais de 10 carbonos na cadeia principal, são denominados de ácidos graxos. São constituintes de óleos e gorduras animais e vegetais. Ésteres São compostos derivados dos ácidos carboxílicos. Apresentam fórmula geral: em que R e R’ são radicais alquil, alquenil, arila, etc., iguais ou diferentes. Os ésteres possuem aroma bastante agradável. São usados como essência de frutas e aromatizantes nas indústrias alimentícia, farmacêutica e cosmética. 00000000000 Constituem também óleos vegetais e animais, ceras e gordura. Nomenclatura IUPAC Colocando-se o grupo funcional como referencial, podemos dividir o nome em duas partes: Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 65 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 metanoato de metila (formiato de metila) etanoato de metila (acetato de metila) propanoato de fenila metanoato de etila, (usado como essência artificial de rum e groselha) acetato de etila, (usado como essência de maçã, pêssego e framboesa) Aplicações dos Ésteres Os ésteres são encontrados em muitos alimentos, perfumes, objetos e fármacos que temos em casa. Confira o odor e as aplicações de alguns ésteres. Aminas Podem ser consideradas como sendo derivadas da amônia, NH 3, pela substituição de um, dois ou três Hidrogênios por radicais alquila ou arila (aromáticos). Dessa 00000000000 forma, surge a classificação de amina primária, secundária e terciária. Classificação geral: Nomenclatura IUPAC Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 66 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 São citados os nomes dos grupos substituintes em ordem alfabética, seguidos da terminação amina. As aminas aromáticas nas quais o nitrogênio se liga diretamente ao anel benzênico Ar–NH2 são, geralmente, nomeadas como se fossem derivadas da amina aromática mais simples: a fenilamina (Anilina) Outro exemplo: Para aminas mais complexas, consideramos o grupo NH 2 como sendo uma ramificação, chamada de amino. 00000000000 Amidas As amidas entram na composição das proteínas. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 67 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Podem ser consideradas como derivadas do NH 3 pela substituição de um, dois ou três Hidrogênios pelos radicais acila Grupo Funcional Classificação Nomenclatura IUPAC Prefixo + saturação + amida Exemplo Fenol São compostos que apresentam pelo menos um –OH ligado diretamente ao núcleo benzênico. Exemplo Nomenclatura IUPAC É utilizado o prefixo hidróxi, seguido da terminação benzeno. Caso existam ramificações no núcleo benzênico, a numeração inicia-se na hidroxila e segue o 00000000000 sentido dos menores números. Exemplos Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 68 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Observação Este composto não é fenol e sim álcool, pois o grupo – OH encontra-se ligado a carbono fora do anel benzênico. O composto é denominado fenil–metanol ou álcool benzílico. NITRILAS 00000000000 DICA (chamo, brincando, de NiTRIPLA, para fixar que neste caso o nitrogênio faz tripla ligação com o Carbono) Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 69 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Gás cianídrico utilizado em câmaras de execuções nos EUA e também foi utilizado no campo de extermínio Auschwitz-Birkenau. Apresentam o grupo funcional: Nomenclatura IUPAC É dado nome ao hidrocarboneto correspondente seguido da terminação nitrila. Nomenclatura Usual Usa-se a palavra cianeto e, em seguida, o nome do radical preso ao grupo – C N. A nitrila mais importante é o propenonitrila, empregada na obtenção de borracha sintética e de outros plásticos: 00000000000 Outros Exemplos Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 70 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 NITROCOMPOSTOS Nitrocompostos entram na composição de explosivos como TNT (trinitrotolueno) Podem se considerados como derivados do ácido nítrico pela substituição do OH por um radical alquil ou aril; por isso, tem fórmula geral ou . ou –NO2 O grupo funcional é o grupo Nitro Nomenclatura Oficial IUPAC Usa-se prefixo nitro antecedendo o nome do hidrocarboneto de que se origina o nitro composto. Exemplo H3C – NO2 nitrometano 00000000000 2-nitro-pentano 2,4,6-trinitro-fenol (ácido pícrico) Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 71 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 2,4,6-trinitro-tolueno (TNT) Outros Exemplos 6. QUESTÕES COMENTADAS Questão 01) Considere os compostos: ciclo-hexanotiol, 2-mercapto-etanol e 1,2etanoditiol. A característica comum aos três compostos relacionados anteriormente é: A) Os três são álcoois cíclicos. B) Os três são álcoois alicíclicos. C) Os três são altamente cancerígenos. D) Os três têm átomos de enxofre substituindo o oxigênio em ligações como carbono e hidrogênio nos álcoois correspondentes. E) Os três têm átomos de enxofre substituindo o carbono em ligações como 00000000000 oxigênio e hidrogênio nos compostos correspondentes. GAB D RESOLUÇÃO: os compostos que possuem o elemento oxigênio em sua estrutura podem apresentar uma substituição deste por átomos de enxofre. Caso isto ocorra, o nome do composto apresentará sufixo tiol. COMENTÁRIO DO PROFESSOR: Por que se faz esta troca? Qual finalidade? Bem caro amigo, em química medicinal farmacêutica esta troca é muito relevante, pois, permite modificar (pouco ou muito) várias propriedades físico-químicas do composto Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 72 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 inicial. E isto modifica aspectos tais como: polaridade, solubilidade, absorção cutânea (em alguns tipos de fármacos), permeação por barreiras celulares, velocidade de metabolismo, potência do fármaco, etc. O nome desta troca na química farmacêutica é “bioisosterismo”. Repare que o oxigênio e o enxofre estão na mesma família da tabela periódica. Portanto, não teríamos modificações nos números de elétrons nas camadas eletrônicas. Questão 02) “A cafeína é um dos alcaloides mais utilizados pelas pessoas. Está presente nas sementes do café, nas folhas de alguns tipos de ervas usadas na preparação de chás, no cacau e na fruta do guaraná.”(cafeína, texto 8, Química, Ensino Médio). Assinale as funções presentes na cafeína: A) Cetona e amina. B) Cetona e fenol. C) Amina e amida. D) Cetona e amida. E) Amida e fenol. GAB C RESOLUÇÃO: Basta identificar as funções. Uma dica para diferenciar amida e amina que dou é que amiDa (tem D de dupla, no caso dupla com oxigênio no 00000000000 carbono imediatamente vizinho do Nitrogênio). A amida aparece duas vezes . Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 73 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Questão 03) Os compostos isobutanol, 3-metilbutanal e propionato de alila são, respectivamente: A) Um álcool, um aldeído e um éster B) Um álcool, um aldeído e um éter. C) Uma cetona, um éster e um ácido carboxílico. D) Um éster, um éter e uma cetona. E) Um aromático, uma cetona e um éster. GAB A Somente pelos sufixos (terminações dos nomes seria possível de responder). Questão muito fácil, de resposta imediata. Isobutanol: terminação ol de álcool 3-metilbutanal: terminação AL, de aldeído propionato de alila: terminação ato pode ser sal (se o nome tiver depois um metal, exemplo, propionato de sódio); pode ser um éster (se depois do sufixo oato tiver o nome de um radical carbônico), como no caso em questão (metila, etila, butila, alila) OBS: a terminação ol também estar presente nas funções fenol e enol, quando se emprega os nomes oficiais. Porém, no caso de fenol deve-se observar a necessidade de ter uma cadeia aromática (referente ao benzeno). No caso do enol deve-se observar que a terminação ol é precedida da indicação de dupla ligação entre carbonos (en + ol = enOL). Questão 04) Sabe-se que a massa molar da água é de 18g/mol, bem mais próxima do metano (16g/mol). O metano, no entanto, é um gás à temperatura ambiente, 00000000000 enquanto a água é líquida. Sua temperatura de ebulição (– 161ºC) é muito inferior à água (100º). Poderíamos argumentar que a água é formada por moléculas polares, enquanto o metano, por moléculas apolares. Como se explica esse fato? A) Força de Van der Waals B) Ligação dipolo-dipolo. C) Ligação covalente. D) Ligação iônica. E) Ponte de hidrogênio. GAB E RESOLUÇÂO: Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 74 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 A molécula de água é polar e apresenta H ligado diretamente ao Oxigênio, caracterizando um dos tipos de ligação por pontes de Hidrogênio (que ocorre quando o H estiver ligado diretamente a F ou O ou N). Devido ao fato destes átimos terem alta eletronegatividade e baixo raio atômico isto confere a estas ligações uma alta polaridade. E a polaridade reflete, entre outras propriedades, no ponto de ebulição. No caso dos hidrocarbonetos (no caso o metano) a diferença de eletronegatividade entre o Carbono e o Hidrogênio é muito pequena. Isto geralmente acarreta em moléculas com apolaridade molecular. As interações entre estas moléculas seriam do tipo Força de Van der Waals. Portanto, creio que dependendo da interpretação do candidato ele também poderia marcar a alternativa A, se relacionasse ao metano a comparação do enunciado. Esta questão, a meu ver, poderia ser anulada. 7. Reações Orgânicas Esta aula está bem longa. Mas como a banca não dá indícios do que pode cair, vou combinar com vocês uma conduta: primeiro vou colocar o básico do assunto, com vários exemplos. Depois, um aprofundamento. Assim, posso tentar cobrir tudo o que poderá ser pedido. Aqui meu caro aluno, montei a aula com a seguinte intenção pedagógica: primeiro você encontrará a parte básica, para ver como são as reações, o que elas produzem, as diferenças entre os produtos e reagentes, etc. Depois, 00000000000 segue uma parte com o mecanismo reacional característico de cada tipo de reação. Na minha singela opinião creio que a parte de mecanismos não é muito cobrada em provas. Os concursos querem saber seu conhecimento geral e, nem sempre, o específico. Porque, na prática, o mais importante é saber o que a reação produzirá. Como produzirá depende do mecanismo reacional. A meu ver, de uma maneira bem simples, diria que o mecanismo reacional serve para explicar algumas diferenças entre os produtos. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 75 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 REAÇÕES ORGÂNICAS Reações de substituição Um nucleófilo (base de Lewis) é um ânion ou molécula neutra que possui um par de elétrons não-compartilhados. Por exemplo, quer HO - quer H2O podem atuar como nucleófilos reagindo com alcanos halogenados para produzir álcoois: Muitas substâncias podem atuar como substratos de substituições nucleófilas, além dos derivados halogenados dos alcanos. Para ser reativa, uma molécula deve possuir bons grupos migrantes. Nos alcanos halogenados o halogênio substituinte é o grupo migrante: deixa a molécula sob a forma de ânion. Para ser um bom grupo migrante, o substituinte deve ser capaz de deixar a molécula sob a forma de íon (ou molécula) relativamente estável, fracamente básico. Os halogenetos são relativamente estáveis e são bases muito fracas, pelo que constituem bons grupos migrantes. Substituições nucleófilas unimoleculares (SN1). Uma reação diz-se unimolecular quando (à pressão e temperatura constantes) a sua velocidade só depende da concentração de um dos reagentes. Isto significa que o passo limitante da reação e, portanto, o passo mais lento, não envolve colisão de moléculas. Exemplo: a reação do cloreto de terc-butilo com a água. 00000000000 A reação é iniciada pela saída do ânion cloreto. Forma-se então um carbocátion (eletrófilo muito forte), que será facilmente atacado pela água. A água substitui, Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 76 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 assim, o Cl que estava ligado à molécula. A desprotonação final dá origem ao álcool. Substituições nucleófilas bimoleculares (SN2) Uma reação diz-se bimolecular quando (à pressão e temperatura constantes) a sua velocidade depende da concentração de dois reagentes. Isto significa que o passo limitante da reação e, portanto, o passo mais lento, envolve colisão de duas moléculas. Por exemplo: a reação do ânion hidróxido com a clorometano: No estado de transição o carbono está rodeado por cinco substituintes: existe uma ligação parcialmente formada entre o carbono e o oxigênio, ao mesmo tempo em que a ligação entre o carbono e o cloro se rompe. Nesta reação ocorre inversão de configuração. Quais os fatores que favorecem as SN1? Todos os fatores que estabilizem o estado de transição (ET) mais do que o estado inicial aceleram a reação por diminuírem a energia de ativação: 00000000000 Analogamente, os fatores que instabilizem mais o estado inicial do que o ET aceleram a reação. Portanto serão favoráveis à reação SN1: Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 77 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Grupos doadores de elétrons, capazes de estabilizar a carga do carbocátion por efeitos indutor ou mesomérico. Este tipo de reação será portanto favorecido em carbonos terciários>secundários >primários Grupos capazes de deslocalizar a carga por deslocalização eletrônica. Grupos volumosos, por instabilizarem o estado inicial mais do que o estado de transição: no estado de transição os grupos volumosos estão mais afastados uns dos outros, diminuindo as repulsões das suas nuvens eletrônicas. Grupos migrantes muito estáveis na forma livre, como por exemplo bases fracas. Um grupo X sairá tanto mais facilmente quanto mais fraca for a base X. É por isso que a ordem de facilidade para os halogênios é: I - >Br- >Cl- >F Solventes mais ionizantes (mais polares) favorecem as SN 1 em que existe formação de partículas carregadas a partir de um reagente neutro, uma vez que vão estabilizar mais o estado de transição (carregado) do que o estado inicial neutro. Estes solventes desacelerarão as reações em que o estado inicial contém cargas mais concentradas do que o estado de transição: Neste caso, o estado inicial (que tem a carga mais concentrada no S) será mais estabilizado por um solvente polar do que o estado de transição em que o S está 00000000000 mais distante do carbono, uma vez que neste estado a carga se encontra mais dispersa. Quais os fatores que favorecem as SN2? Em primeira análise, basta escolher condições menos propícias a ocorrer SN 1: Os nucleófilos deverão ser muito ativos. Ex: RO-, HO-, I-, CN-. Nestes casos, os nucleófilos têm tendência a reagir com o átomo central ainda antes do grupo migrante sair. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 78 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Os carbonos atacados não deverão ter grupos capazes de estabilizar cargas positivas. Portanto, SN2 ocorrerá bem em carbonos primários. Os grupos que rodeiam o carbono devem ser pequenos, para permitir a presença simultânea de cinco grupos em torno do átomo central. Quanto ao solvente, a reação tanto pode ser acelerada como retardada. Tudo depende da comparação dos estados inicial e de transição. Se se forma carga, solventes polares favorecerão SN2. Nas outras situações, a reação será retardada por solventes polares. Efeito da força da base nos grupos migrantes Grupo migrante pKa do acido conjugado 00000000000 <0 Bons grupos migrantes IBr- Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 79 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 H2O Me2S ClCF3CO2- 0,2 H2PO4- 2 CH3CO2- 4,8 CN- 9,1 NH3 9,2 Fracos 10 grupos migrantes RNH2, R3N 10 C2H5S- 10,6 HO- 15,7 CH3O- 15 NH2- 36 CH3- 49 Maus.. Péssimos... Forças dos nucleófilos Átomos de N Átomos de O Átomos de N/O NH2- C2H5O- NH2- C2H5NH- HO- HO- 00000000000 NH3 Prof. Wagner Luiz NH3 www.estrategiaconcursos.com.br Página 80 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 CH3CO2- H2O H2O O efeito de solventes apróticos nas reações de SN 2 Um solvente designa-se prótico se possui hidrogênios ligados a átomos bem eletronegativos (normalmente oxigênio). Exemplo: Estes hidrogênios têm todos certo caráter ácido, pois, podem formar pontes de hidrogênio e solvatar espécies com carga negativa: 00000000000 Os nucleófilos bem solvatados são menos reativos: a carga encontra-se mais deslocalizada, e a camada de moléculas de solvente à sua volta dificulta o ataque nucleofílico: é necessário retirar moléculas de solvente para haver espaço para ceder o par de elétrons a outra espécie. Um solvente aprótico não tem este tipo de hidrogênios. P. Ex.: Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 81 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Portanto, os nucleófilos carregados negativamente não sofrerão perda de reatividade nestes solventes. Por isso, realiza-se SN2 preferencialmente em solventes polares apróticos. Os solventes polares apróticos mantêm a capacidade de estabilizar espécies de carga positiva, pois, além disso ajudarão a estabilizar o estado de transição. A) SUBSTITUIÇÃO EM ALCANOS Os alcanos são hidrocarbonetos alifáticos saturados de fórmula geral: CnH2n+2. São conhecidos como parafinas (do latim parum affinis, “pouca afinidade, isto é, pouco reativo) porque apresentam fraca tendência a se combinarem. Nos alcanos existem apenas ligações covalentes C – C e C – H, a estrutura dos carbonos é tetraédrica e os ângulos de ligação são de 109°28’. Vamos recordar alguns alcanos: CH4 Metano (gás dos pântanos) H3C__ CH3 Etano H3C__ CH2__ CH3 Propano H3C__ CH2__ CH2__ CH3 Butano 00000000000 Propriedades Físicas dos Alcanos O ponto de ebulição aumenta de 20 a 30 °C para cada carbono adicionado à cadeia. Em condições ambientais verificam-se os três estados físicos: gases (de 1 a 4 carbonos), líquidos (de 5 a 18 carbonos) e sólidos (mais de 18 carbonos). No caso dos alcanos isômeros, quanto mais ramificada a cadeia, mais baixo o ponto de ebulição. O ponto de fusão aumenta com o tamanho da cadeia carbônica, porém esse aumento não é muito regular como o ponto de ebulição. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 82 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Para a densidade valem as mesmas considerações feitas para o P.E.. Os alcanos são menos densos que a água, já que as interações entre as moléculas são mais fracas. Os alcanos são solúveis em solventes apolares, como benzeno, CCl 4, CS2, éter etc. Respeitando a regra: “semelhante dissolve semelhante” (apolar dissolve apolar). Reações Os alcanos participam de poucas reações. Estas ocorrem somente em condições rigorosas e normalmente resultam de misturas de produtos. No final da reação, obtêm-se produtos da substituição de átomos de hidrogênio do alcano por outros átomos ou grupos de átomos. O hidrogênio que sofre mais facilmente substituição é o ligado ao carbono terciário, e o mais dificilmente substituível é o ligado ao carbono primário. Temos, portanto, a seguinte ordem decrescente da facilidade de substituição do hidrogênio. A ordem de reatividade apresentada indica a orientação da reação para o alcano. Com a saída de hidrogênio, verifica-se a formação de radicais, que são derivados de um alcano. A estabilidade de um radical está relacionada com o alcano que o originou. Se a facilidade da retirada de átomos de hidrogênio se coloca pela ordem: terc. > sec. > prim. > CH4, da mesma maneira, também se deve colocar a ordem de facilidade de formação dos radicais: Terc. > Sec. > Prim. > · CH3 Portanto, quanto mais estável for um radical, mais facilmente ele será formado. 00000000000 Vários são os tipos de substituições e estas recebem nomes particulares, conforme veremos nos casos abaixo: 1. Reação de Halogenação É a reação de substituição que, neste caso, ocorre entre alcanos e halogênios, principalmente cloro e bromo. Verificam-se reações com o flúor, desde que este se encontre diluído com um gás inerte (a reação com flúor é extremamente explosiva e perigosa); com o iodo praticamente não se observa reação. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 83 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Na reação de halogênios com alcanos, forma-se mistura de mono, di, tri, poli halogênios alcanos. Na reação com metano e cloro forma-se uma mistura de derivados clorados do metano. A velocidade das reações de halogenação pode aumentar na presença de luz solar ou ultravioleta. É uma reação que ocorre por um mecanismo de radicais livres: Veja exemplo abaixo: 00000000000 Já os alcanos com 3 ou mais átomos de carbono sofrem esta reação fornecendo uma mistura de compostos e ocorrendo em maior quantidade a reação que aconteceu no carbono mais reativo. Exemplo Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 84 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Observação As reações de halogenação dos alcanos ocorrem através de uma substituição via radical livre. O mecanismo pode ser representado da seguinte maneira: 1a etapa: Cl 2a etapa: H3C Cl 2Cl Cisão homolítica H + Cl 3a etapa: H3C + Cl Cl H3C + HCl H3C __ Cl + Cl O radical livre Cl• formado na 3 a etapa reage com o hidrocarboneto, conforme descrito na 2a etapa. 00000000000 2. Reação de Nitração Reação de alcanos com ácido nítrico (HNO3 ou HO – NO2). Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 85 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 B) SUBSTITUIÇÃO EM AROMÁTICOS Os hidrocarbonetos aromáticos são o benzeno, seus derivados e outros compostos que a ele se assemelham. Alguns aromáticos importantes: A característica química do núcleo benzênico são as reações de substituição eletrófila aromática, que consistem na substituição de hidrogênio por outros átomos ou grupos de átomos: 1. Halogenação no Benzeno O cloro e o bromo na presença de AlCl 3 como catalisador dão reação de substituição com o benzeno, sendo que o iodo não reage com esse hidrocarboneto. 2. Nitração no Benzeno Os hidrocarbonetos aromáticos reagem com mistura sulfonítrica (HNO 3 concentrado 00000000000 e H2SO4 concentrado) formando nitroderivados aromáticos. 3. Sulfonação do Benzeno Os hidrocarbonetos aromáticos reagem com H 2SO4 fumegante, com ligeiro aquecimento por meio de reação de substituição. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 86 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 4. Alquilação (Reação de Friedel-Crafts) São reações que ocorrem envolvendo hidrocarbonetos aromáticos e haletos orgânicos. Alquilar uma molécula consiste em introduzir nesta grupo alquilo (por exemplo radicais metilo, etilo, propilo, etc.). Os alcenos podem ser alquilados sob catálise ácida a baixas temperaturas. 00000000000 A alquilação é utilizada para obter compostos ramificados. 5. Acilação ( Reação de Friedel-Crafts) São reações que ocorrem envolvendo hidrocarbonetos aromáticos e haletos de ácido. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 87 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 C) As Radicais Dirigentes posições 1,2; 1,3; 1,4 nos compostos aromáticos são chamadas, respectivamente, de posições orto, meta, para. Exemplos Quando um radical estiver ligado ao anel benzeno ou a um grupo funcional, estes dirigirão a substituição e serão denominados radicais dirigentes. Os radicais dirigentes podem ser agrupados em duas classes: I. Radicais orto e para dirigentes São radicais que, quando ligados ao núcleo aromático, orientam as substituições exclusivamente para as posições orto e para. Simbolicamente, representamos 00000000000 estes radicais por X. Os principais radicais orto-para dirigentes: Exemplos Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 88 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 a) Monocloração do tolueno (metilbenzeno) Ocorre nesta posição devido ao fato do radical metil (– CH3) ser orto ou para dirigente. b) A trinitração do tolueno produz o trinitro-tolueno(TNT), usado como explosivo. OBS: podemos generalizar dizendo que os radicais são SATURADOS. II. Radicais meta dirigentes São os radicais que, quando ligados ao núcleo aromático, orientam as substituições exclusivamente para as posições meta Representamos simbolicamente por Y: 00000000000 São os seguintes os principais radicais metadirigentes: Exemplo: Monocloração do nitrobenzeno: Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 89 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 OBS: podemos generalizar dizendo que os radicais são INSATURADOS ou que apresentam ligação dativa. Outras Reações do Benzeno e seus Derivados I. Hidrogenação É lenta e necessita de temperatura e pressão elevadas devido à grande estabilidade do anel benzênico. Exemplo: II. Oxidação A utilização de oxidante como MnO4-/H+ (KMnO4 / H2SO4 ) ou K2Cr2O7 / H2SO4 a quente provoca oxidação da cadeia lateral mas nunca afeta o anel benzeno. A oxidação sempre acontece no carbono ligado ao anel (carbono ). Através dessa reação, podem-se sintetizar ácidos carboxílicos aromáticos. Exemplos 00000000000 III. Substituição na cadeia lateral Importante observar as diferenças de condições da reação: Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 90 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Consideremos a nitração do benzeno, do tolueno e do (trifluorometil)benzeno: O tolueno é mais reativo do que o benzeno. A sua nitração ocorre de 20 a 25 vezes mais depressa do que a nitração do benzeno. Ao invés, a nitração do (trifluorometil)benzeno é cerca de 40000 vezes mais lenta do que a do benzeno. O efeito é semelhante para todas as reações de substituição eletrofílica aromática. Diz-se, portanto, que o grupo metilo do tolueno ativa o anel, e que o trifluorometilo desativa o anel. Substituintes ativantes aumentam a velocidade das reações de substituição eletrofílica aromática. Substituintes desativantes diminuem a velocidade das reações de substituição eletrofílica aromática. Orientação Prof. Wagner Luiz 00000000000 www.estrategiaconcursos.com.br Página 91 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Ao contrário do benzeno, no tolueno as diferentes posições do anel não são equivalentes. A substituição no tolueno pode originar produtos substituídos em orto, meta ou para. Na nitração do tolueno, formam-se predominantemente os isômeros orto- e para-. O isômero meta- forma-se apenas em quantidades vestigiais. Diz-se por isso que o grupo (trifluorometil)benzeno metilo produz é um orto-, para-dirigente. resultado diferente: A nitração forma-se do quase exclusivamente o isômero meta. Diz-se, portanto, que o substituinte trifluorometil é um meta-dirigente. Já vimos que a substituição eletrofílica aromática ocorre através de um intermediário: o cátion cicloexadienilo. O estudo da estrutura e da estabilidade deste cátion é a chave para a compreensão do efeito dos substituintes na velocidade e na regioseletividade. O princípio fundamental é: um carbocátion mais estável forma-se mais rapidamente que um carbocátion menos estável. Consideremos novamente a nitração do tolueno. O grupo metilo aumenta a densidade eletrônica do anel por efeito indutivo, tornando todas as suas posições mais susceptíveis de ataque eletrofílico do que as posições correspondentes no benzeno. Além disso, no caso do ataque orto, as estruturas contribuintes incluem um carbocátion terciário muito estável, devido ao efeito indutivo do grupo metilo: No caso do ataque meta, todas as estruturas contribuintes são carbocátions 00000000000 secundários. O ataque em orto será, portanto, favorecido em comparação com o ataque em meta. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 92 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Exercício: Comprove que no caso do ataque para, também existe um carbocátion terciário entre as estruturas contribuintes. Algo diferente se passa no caso do (trifluorometil)benzeno. O grupo trifluorometilo retira densidade eletrônica ao anel por efeito indutivo, tornando todas as suas posições menos suscetíveis de ataque eletrofílico correspondentes no benzeno. Tal como no do que tolueno, as posições o ataque do (trifluorometil)benzeno pelo NO2+ em posição orto dá origem a um carbocátion terciário entre as estruturas contribuintes: No entanto este carbocátion terciário é extremamente instável: a grande eletronegatividade dos átomos de flúor cria uma deficiência eletrônica significativa no carbono (assinalada por + ). O carbocátion terciário possui então duas cargas positivas em átomos adjacentes, o que o instabiliza bastante. O mesmo acontece quando o ataque é realizado em para. O ataque em meta- não tem este inconveniente, pelo que o produto da nitração do (trifluorometil)benzeno será quase exclusivamente o isômero meta. Grupos ativantes EFEITO NA VELOCIDADE SUBSTITUINTE 00000000000 Muito fortemente ativantes EFEITO NA ORIENTAÇÃO -NH2 ,-NHR,-NR2, -OH Fortemente ativantes Orto-, para-dirigentes -OR, Ativantes -R, -CH=CR2, Desativantes -F, -Cl, -Br, -I Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 93 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Fortemente desativantes Meta-dirigentes Muito fortemente desativantes -CF3, -NO2 Conforme se pode ver na tabela, vários substituintes ativantes orto-, para-dirigentes contêm um átomo de oxigênio ou de nitrogênio ligado ao anel benzênico. Os cátions cicloexadienilo formados por ataque orto- ou para- são estabilizados por doação de um par de elétrons não compartilhados do oxigênio ou nitrogênio. Observemos o intermediário formado por ataque orto- de um anel contendo um grupo alcóxi (-OR). O par de elétrons não compartilhados do oxigênio estabiliza o cátion originado de 00000000000 ataque para- da mesma forma, mas o cátion originado pelo ataque meta- não beneficia desta estabilização. Conforme ilustrado por este exemplo, substituintes com pares de elétrons não compartilhados ligados ao anel são orto-, paradirigentes. Todos os substituintes ativantes estabilizam o cátion doando densidade eletrônica ao anel. Além disso, todos os substituintes ativantes são orto-, paradirigentes. Grupos desativantes Todos os substituintes meta- dirigentes são desativantes, por exemplo, reagem mais lentamente do que o benzeno. Geralmente, os substituintes desativantes Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 94 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 encontram-se ligados ao anel benzênico através de átomos com uma carga positiva (total ou parcial), cujo efeito é retirar densidade eletrônica do anel e diminuir a estabilidade do cátion cicloexadienilo. Um exemplo comum é o grupo carbonilo (C=O). A ligação carbono-oxigênio é bastante polarizada, e o átomo de carbono (o menos eletronegativo do par) é a zona positiva do dipolo: Os intermediários da nitração do benzaldeído são: A nitração do benzaldeído dá origem, quase exclusivamente, ao isômero meta-, uma vez que os intermediários dos ataque em orto- e em para- são instáveis devido à presença de cargas positivas em átomos adjacentes. Os halogênios são substituintes peculiares: apesar de desativantes, são orto-, paradirigentes. O seu efeito desativante é devido à sua elevada eletronegatividade, que 00000000000 provoca diminuição de densidade eletrônica no anel. No entanto, tal como o oxigênio e o nitrogênio, os halogênios possuem pares de elétrons não compartilhados que podem ser doados ao carbono carregado positivamente, o que estabiliza os intermediários derivados de ataque orto- e para-: Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 95 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 REAÇÕES DE ADIÇÃO A) ADIÇÃO EM ALCENOS Alcenos são hidrocarbonetos alifáticos insaturados por uma dupla-ligação de fórmula geral CnH2n . São também conhecidos como olefinas, devido ao seu aspecto visual. O alceno mais importante é o etileno: 1. Propriedades físicas Assemelham-se aos alcanos, sendo insolúveis em solventes polares, são menos densos que a água e apresentam baixo ponto de fusão e ebulição. 2. Propriedades químicas A química dos alcenos é a química da ligação dupla. Como a ligação dupla consiste em uma ligação forte e uma ligação fraca, as reações envolvem a quebra da ligação fraca. Esta espécie de reação é denominada reação de adição eletrofílica 00000000000 Reações de adição Adição de halogênios Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 96 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 A reação ocorre via carbocátions. A nuvem p polariza a ligação Br-Br, provocando a sua dissociação heterolítica, e a formação de um carbocátion. Br- (uma base de Lewis) adiciona então ao carbocátion. A adição ocorre do lado oposto àquele a que se encontra o outro átomo de Br (adição anti), devido a razões estereoquímicas. No caso do cloro a reação é menos estereoespecífica. I. Hidrogenação catalítica (método de Sabatier – Senderens) É a reação com H2, na presença de Ni ou Pd como catalisador. Pode ser considerada uma reação de redução. Exemplo 00000000000 É uma adição em que o ataque se dá ao mesmo tempo e de um mesmo lado (cis). II. Halogenação em alcenos Os alcenos adicionam halogênios, formando di-haletos vicinais. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 97 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Os produtos das reações de alcenos com halogênios são de consistência oleosa, daí o nome olefina dado a esses hidrocarbonetos. III. Halogenidretos em alcenos Os alcenos adicionam halogenidretos (HCl, HBr, HI, HF), formando haletos de alquila. 1) Regra de Markovnikov Nas reações de adição, a porção positiva (H+) a adicionar dirige-se para o carbono mais hidrogenado da insaturação. Exemplo 2) Regra de Karash Na presença de peróxido (O2)2– ocorre inversão da regra de Markovnikov (o halogenidreto usado deve ser o brometo de hidrogênio HBr). Explicando as duas situações: Prof. Wagner Luiz 00000000000 www.estrategiaconcursos.com.br Página 98 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Adição de halogenetos de hidrogênio A adição de halogenetos de hidrogênio progride por carbocátions. Nestes casos, observa-se a regra de Markovnikov: quando um alceno substituído assimetricamente reage com um halogeneto de hidrogênio, o hidrogênio liga-se ao carbono que tem o maior número de hidrogênios, e o halogênio ao carbono com menos hidrogênios. No caso do HBr, a adição pode ocorrer ao contrário da regra de Markovnikov em condições especiais. Isto ocorre quando se efetua a reação em presença de radicais (p. ex: peróxidos). Nestes casos, o HBr é cindido homoliticamente pelos radicais presentes, dando origem a dois radicais: H e Br. O radical Br adicionará ao carbono com mais hidrogênios (por ter mais espaço livre à sua volta) dando origem a um radical centrado no outro carbono da ligação. Este radical reagirá então com H, completando a reação. IV. Hidratação de alcenos 00000000000 São reações que envolvem o hidrocarboneto alceno e água na presença de catalisador e em meio ácido. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 99 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 B) ADIÇÃO EM ALCINOS Alcinos são hidrocarbonetos alifáticos insaturados por uma única tripla ligação, são também denominados de hidrocarbonetos acetilênicos. Sua fórmula geral é C nH2n – 2. Os alcinos podem ser obtidos de várias maneiras, sendo a mais importante a partir do acetileno, que, por sua vez, é preparado do petróleo, do gás natural ou de carvão, calcário e água. Este último processo (calcário e água) é especialmente importante por se tornar uma alternativa, dada a dificuldade de se encontrar petróleo. O acetileno é o ponto de partida de inúmeras sínteses importantes na área industrial, produzindo entre outras substâncias o etileno, acetona, ác. acético, acetaldeído, cumeno, benzeno etc. Alguns alcinos importantes: 00000000000 1. Classificação dos Alcinos I. Alcinos Falsos A tripla ligação está situada no interior da cadeia, isto acarreta comportamento normal da tripla ligação, isto é, reação de adição semelhante aos alcenos. Exemplos Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 100 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 II. Alcinos Verdadeiros A tripla ligação está situada na extremidade da cadeia. Isto acarretará, além do comportamento normal da tripla ligação, outro, decorrente do fato do hidrogênio terminal ter caráter ácido. Isto explica por que estes alcinos, além da reação de adição, também dão reação de substituição no hidrogênio ácido. Exemplos 2. Propriedades Físicas dos Alcinos Sendo compostos praticamente apolares, os alcinos têm propriedades físicas essencialmente iguais às dos alcanos e dos alcenos. Assim, são insolúveis em água, mas bastante solúveis em solventes orgânicos (éter, benzeno etc...). Seu ponto de ebulição aumenta com o número de átomos de carbono e são menos densos que a água. Considerando somente os alcinos de cadeia normal, nas condições ambientais, do 00000000000 acetileno aos butinos, são gases, dos pentinos aos pentadecinos (15 C) são líquidos e dos hexadecinos (16 C), em diante, são sólidos. 3. Propriedades Químicas dos Alcinos I. Reações de Adição à Tripla Ligação Os alcinos apresentam propriedades químicas regidas pela presença da tripla ligação. São mais reativos que os respectivos alcenos, pois têm maior densidade eletrônica, sendo as das ligações pi ( ) mais vulneráveis. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 101 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 A reação de adição acontece tanto em alcino falso quanto com os verdadeiros. O ponto vulnerável é a tripla ligação e, em particular, as duas ligações pi ( ), que podem sofrer adições gradativas, dependendo do reagente e das condições energéticas da reação. a) Hidrogenação É a reação com hidrogênio, na presença de catalisadores. Por hidrogenação moderada os alcinos dão alcenos e em condições mais energéticas dão alcanos. b) Halogenação É a reação com halogênios (F 2, Cl2, Br2, I2) que deve ser feita com cuidado, sendo difícil de controlar, podendo, portanto gerar misturas. 00000000000 c) Adição com HX (Halogenidretos = HCl, HBr, HI, HF) É a reação com haletos de hidrogênio que pode ocorrer em etapas e segue a regra de Markovnikov produzindo, no final, di-haletos gêmeos (halogênio no mesmo carbono). Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 102 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 d) Adição de Água Os alcinos reagem com água na presença de H 2SO4 e a solução de H+. Essa reação produzirá enol, que, por tautomerização, produzirá o correspondente composto carbonílico (aldeído ou cetona, dependendo da posição da insaturação). Essa reação também obedece à regra de Markovnikov. Observação – Em decorrência da regra de Markovnikov, os alcinos falsos ou verdadeiros produzem cetona, e apenas o acetileno produz aldeído. A adição de água ao acetileno para formar acetaldeído, que pode ser oxidado a ácido acético (vinagre), é um processo extremamente importante dentro da indústria. II. Reação de Substituição nos Alcinos Verdadeiros – Reação com metais alcalinos (Na°) Os alcinos verdadeiros reagem com esses metais, principalmente com o sódio metálico, através de uma reação de deslocamento, dando os acetilenos correspondentes. 00000000000 Não vamos esquecer: não reage, alcino falso Essa reação constitui um método rápido de identificação de alcinos verdadeiros. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 103 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 C) ADIÇÃO EM ALCADIENOS Alcadienos são hidrocarbonetos alifáticos insaturados por duas duplas-ligações, de fórmula geral CnH2n – 2 . São também denominados de dienos ou diolefinas. 1. Classificação Os alcadienos são classificados conforme a posição das duplas-ligações. I. Alcadienos acumulados Quando as duas duplas estão no mesmo carbono. Exemplos II. Alcadienos conjugados Quando as duas duplas estão separadas por uma ligação simples. Exemplos III. Alcadienos isolados Quando as duas duplas estão separadas por mais de uma ligação simples. Exemplos 00000000000 Os mais importantes dos alcadienos são conjugados porque possuem maior estabilidade e grande importância industrial. 2. Propriedades Químicas dos Alcadienos A exemplo dos alcenos, aqui também ocorre reação de adição eletrofílica. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 104 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Evidentemente tendo duas duplas-ligações, os dienos darão essas reações em dobro (parcial e total) quando comparadas com os alcenos. A reação mais interessante, contudo, ocorre com os dienos conjugados, por exemplo. A adição 1,2 não tem nada de extraordinário. A grande novidade é o aparecimento da adição 1,4 onde os bromos se ligam nas extremidades e a dupla pula para a posição central. A adição 1,4 é típica dos alcadienos conjugados. Porém, é claro que a adição de mais bromo à reação será de adição total. Exemplo 00000000000 Mecanismo da Adição 1,4 É um mecanismo iônico do tipo adição eletrófila. Deste modo, a reação entre o e o bromo será assim explicada. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 105 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Aqui surge a novidade: os carbonos (3) e (4) têm um excesso de elétrons que é representado pela ligação dupla (orbital ). Eles podem, então, ceder esse excesso de elétrons em socorro ao carbono (2) que ficou positivo (íon de carbônio) e este processo de transferir o elétron denomina-se ressonância. Com isso, a dupla-ligação pula para o centro da molécula e o carbono (4) fica positivo. Você poderia perguntar: qual a vantagem disso? A vantagem é que agora o ônus da carga positiva (que nenhum carbono tolera muito bem) está sendo dividido entre os carbonos (2) e (4) e, deste modo, o conjunto (híbrido de ressonância) fica mais estável. D) ADIÇÃO E SUBSTITUIÇÃO EM CICLANOS Ciclanos ou cicloalcanos são hidrocarbonetos cíclicos saturados, de fórmula geral CnH2n, também conhecidos como cicloparafinas. Os mais importantes ciclanos são: 00000000000 1. Propriedades Químicas dos Ciclanos I. Hidrogenação Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 106 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Os ciclanos com três átomos de carbono no ciclo adicionam hidrogênio, na presença de níquel, à temperatura relativamente baixa (120 °C); os ciclanos com quatro átomos de carbono no ciclo também adicionam hidrogênio, na presença de níquel, à temperatura mais alta (200 °C); os ciclanos com cinco átomos de carbono no ciclo adicionam hidrogênio, na presença de níquel, à temperatura ainda mais alta (300 °C). Os ciclanos com seis átomos de carbono no ciclo não adicionam hidrogênio. Em resumo os três primeiros ciclanos (ciclopropano, ciclobutano e ciclopentano) dão reação de adição e os demais ciclanos, reação de substituição. Por exemplo: 00000000000 II. Halogenação Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 107 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 III. Reação com Halogenidreto (HCl, HBr, HI) 00000000000 2. Teoria da Tensão dos Anéis de Bayer Pelas reações anteriores, conclui-se que a estabilidade dos ciclanos aumenta do ciclopropano para o cicloexano. Foi em 1885 que Adolf von Bayer propôs uma teoria para explicar o comportamento diferente dos ciclanos. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 108 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 O ângulo formado por ligações simples com duas unidades de covalência do carbono pode ser matematicamente determinado e seu valor é de 109°28’. Ângulo de Estabilidade Total entre as Ligações. Num ciclo de 3 átomos de carbono, o ângulo formado entre duas unidades de covalência é de 60°. Existe, portanto, grande tensão no ciclo e sua tendência é de abrir; daí a facilidade com que há reação de adição com ruptura do ciclo. Num ciclo com 4 átomos de carbono, o ângulo formado entre duas unidades de covalência do carbono no ciclo é de 90°: Neste caso, a tensão é menor e a estabilidade do ciclo é maior que o ciclopropano. Mas a tensão no ciclobutano continua, portanto, da reação de adição com ruptura do ciclo. Num ciclo com 5 átomos de carbono, o ângulo formado entre duas unidades de covalência do carbono no ciclo é de 108°: 00000000000 Praticamente não há tensão no ciclo, daí então sua grande estabilidade. Porém, mesmo com esta tensão mínima, pode haver reação de adição com ruptura do ciclo em condições enérgicas. A teoria de Bayer não foi satisfatória para explicar a grande estabilidade dos ciclos com seis ou mais átomos de carbono, porque admitia que os seis ou mais átomos de carbono do ciclo estavam num mesmo plano, e, sendo assim, haveria tensão no ciclo. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 109 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Assim, no cicloexano, se os seis átomos de carbono estivessem num mesmo plano, o ângulo formado entre duas unidades de covalência do carbono no ciclo seria 120º, e haveria tensão no ciclo, pois o ângulo normal é 109º 28’. A partir do ciclo de 6 átomos de carbono, à medida que aumentasse o número de átomos de carbono no ciclo, deveria diminuir a sua estabilidade, pois aumentaria a tensão, o que está em desacordo com a prática, pois estes ciclos são muito estáveis. Resumindo temos: 00000000000 Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 110 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 3. Teoria de Sasche-Mohr Em 1890, Sasche admitiu que nos hexaciclos, heptaciclos etc. os átomos de carbono não estão num mesmo plano, e, sendo assim, o ciclo pode se formar sem tensão. De fato, com o auxílio dos modelos de átomos de carbono, podem-se construir os hexaciclos, heptaciclos etc., e verificar que os átomos de carbono se distribuem em diversos planos e o ciclo não apresenta tensão alguma. Sasche em sua teoria admitiu que, num hexaciclo, os seis átomos de carbono podem se dispor espacialmente de duas maneiras diferentes. Hexaciclo em forma de C (ou forma de barco) e hexaciclo em forma de Z (ou forma de cadeira. Em ambas as formas não existe tensão no ciclo, pois o ângulo de ligação é 109°28’. Com a teoria, de Sasche surgiu o problema: deveriam existir dois isômeros do cicloexano, correspondentes às formas C e Z. Na prática, porém, não se verifica este tipo de isomeria. Mohr, com auxílio dos modelos de átomos de carbono, demonstrou que, facilmente, a forma C passa para a forma Z e vice-versa com uma ligeira torção no ciclo. Mohr admitiu, então, que no cicloexano as moléculas com ciclo na forma C estão continuamente se convertendo em moléculas com ciclo na forma Z e vice-versa, não se podendo isolar uma das formas, que seria um dos isômeros. 00000000000 Portanto, os ciclanos com 6 ou mais de 6 carbonos são estáveis e por isso não existe ruptura na ligação do seu ciclo, portanto, só apresentam reação de substituição. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 111 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Reações de alcoóis: Desidratação de álcoois: intramolecular e intermolecular. Oxidação de alcoóis primários e secundários. Reduções de ácidos carboxílicos, aldeídos e cetonas. Eliminação em derivados halogenados e dihalogenados. 1. Desidratação de Álcoois I. Desidratação Intramolecular de Álcoois Classificamos os álcoois em primários, secundários e terciários, conforme o grupo (–OH) esteja ligado a carbono primário, secundário ou terciário, respectivamente. A facilidade de desidratação é maior nos álcoois terciários, depois nos secundários e, por último, nos primários: Álcool terciário > Álcool secundário > Álcool primário Isso se deve à estabilidade do carbocátion formado na cisão heterolítica que ocorre no carbono que possuía a hidroxila –OH. Se esse carbono for terciário, o número de grupos alquila que irão doar elétrons, dispersando sua carga, será maior e, portanto, o carbocátion será mais estável. A desidratação intramolecular necessita de catalisador, H 2SO4 ou Al2O3 e um aquecimento maior que a intermolecular. Exemplos: 00000000000 Quando houver a possibilidade de formar mais de um alceno, é o mais estável que se forma em maior quantidade. O alceno mais estável é aquele que apresenta o maior número de radicais orgânicos ligados aos átomos de carbono da dupla ligação: Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 112 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Estabilidade dos alcenos Portanto, podemos enunciar a regra de Saytzeff: “Na desidratação de álcool, formar-se-á o alceno mais estável”. Exemplo Concluindo, podemos dizer que na desidratação intramolecular do álcool forma-se alceno. II. Desidratação Intermolecular dos Álcoois Com um aquecimento mais brando que o usado para a desidratação intramolecular e na presença de ácido forte, os álcoois sofrem desidratação intermolecular, produzindo éteres. Portanto, desidratação intermolecular dos álcoois produz éter. 00000000000 Eliminações são reações em que, por saída de dois grupos de átomos de carbono vizinhos formam-se ligações duplas ou triplas. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 113 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 A eliminação acompanha normalmente as reações de substituição nucleófila, em maior ou menor grau: O nucleófilo tanto pode atacar nucleofilicamente o carbono do grupo migrante como os átomos de hidrogênio. O dupleto eletrônico deixado pelo H ataca intramolecularmente o outro átomo de carbono, expulsando C e dando origem a uma ligação dupla C=C. Tal como a substituição nucleofílica, a eliminação também pode ocorrer por dois processos: a eliminação pode ser unimolecular (E 1) ou bimolecular (E2). E1 A eliminação unimolecular realiza-se em dois processos elementares, sendo o primeiro comum às SN1. 00000000000 O processo mais lento é a saída do grupo migrante: um processo unimolecular, por exemplo, cuja velocidade só depende da concentração de uma espécie. E2 Realiza-se num único processo elementar, bimolecular. A saída de H e de X dá-se mais ou menos ao mesmo tempo: Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 114 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 A velocidade do processo depende da concentração da espécie atacada e da concentração do nucleófilo. A reação é facilitada pela presença de grupos atraidores de elétrons que tornam a substância mais ácida. Facilitam a saída de H sob a forma de H+, como, por exemplo, o RSO2-. Nem só os halogênios podem ser grupos emigrantes, como já se viu no estudo da substituição. Outros grupos, p.ex. sulfonatos, fosfatos, sulfuretos, aminas e carboxilatos também, podem ser deslocados. De que dependem os mecanismos E1 e E2? E1 é favorecida pelos mesmos fatores que promovem as SN 1, uma vez que o passo limitante do mecanismo é o mesmo. E2 é favorecida por : bases volumosas (que devido ao seu volume não podem reagir por SN2) solventes menos ionizantes presença de grupos na molécula que tornem os hidrogênios ácidos. As eliminações ocorrem preferencialmente quando as bases usadas são fortes (neste caso terão mais tendência a retirar o H + do que a atacar o carbono central). São normalmente realizadas a quente, uma vez que quando se aumenta a 00000000000 temperatura a velocidade das eliminações aumenta mais rapidamente do que a velocidade das substituições, por exemplo, aumenta a razão eliminação/substituição. Qual o hidrogênio que será retirado pela base? O hidrogênio a ser eliminado terá de estar ligado a um carbono adjacente ao carbono que possui o grupo migrante, a fim de se poder formar uma ligação dupla. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 115 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 O raciocínio para o caso de um mecanismo E 2 é em tudo semelhante. Mas no caso de E2, o hidrogênio retirado do carbono terá de estar numa conformação especial: deverá estar no mesmo plano do grupo migrante, e em posição anti (o que também se designa por antiperiplanar). Isto permite que os dois grupos se afastem por lados diferentes da ligação dupla que está se formando. 00000000000 Isto será muito importante na análise da possibilidade de ocorrência de eliminação em derivados do cicloexano. Por exemplo, sulfonatos de cicloexilo, na presença de bases, produzem cicloexeno via E2. Se se introduzir um grupo volumoso (como o terc-butilo), que impeça o grupo migrante de ocupar a posição axial, a eliminação já não ocorre: Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 116 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Regra de Zaitsev De um modo geral, forma-se de preferência o alceno mais substituído: 2. Oxidação Enérgica dos Álcoois I. Álcool Primário Os álcoois primários podem oxidar-se parcial ou totalmente. A oxidação parcial de um álcool primário produz aldeído, que é novamente oxidado e produz ácido carboxílico, o que nos leva a concluir que a oxidação total de um álcool primário terá como produto final um ácido carboxílico. 00000000000 A oxidação de um álcool primário a ácido carboxílico é possível porque o carbono do grupo – OH de um álcool primário possui, no mínimo, 2 ligações com hidrogênio. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 117 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Um dos métodos para oxidar álcool primário a aldeído e depois a ácido carboxílico consiste em usar solução de dicromato de potássio, K 2Cr2O7, como agente oxidante. Essa solução que possui o íon dicromato Cr2O7- tem coloração vermelhoalaranjada. Quando esse íon oxida o álcool, o cromo sofre redução, passando a Cr2O3 de coloração verde (esta reação é a que acontece nos bafômetros): Caso Especial Oxidação do metanol (Possui 3 ligações com hidrogênio e, portanto, 3 pontos a serem oxidados na molécula.) II. Álcool Secundário Os álcoois secundários são oxidados a cetonas, pois o carbono do grupo – OH, 00000000000 neste caso, possui apenas 1 ligação com hidrogênio. Exemplo Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 118 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 III. Álcool Terciário Como neste caso o carbono do grupo – OH não possui ligações com hidrogênio, os álcoois terciários não sofrem reação de oxidação. 2.1. Diferenciação Prática de Aldeídos e Cetonas Em laboratórios, faz-se a diferenciação entre aldeído e cetona com base no fato de que os aldeídos são facilmente oxidados e as cetonas não o são. Para isso, usam-se reativos especiais que, ao provocarem a oxidação do aldeído e, consequentemente, ao sofrerem redução, produzem um sinal físico facilmente identificável como, por exemplo, uma mudança de cor. Uma vez que a cetona não sofre oxidação, seu contato com esses reativos não produz sinal algum e assim verifica-se, experimentalmente, se determinado composto é um aldeído ou uma cetona. 00000000000 I. Reativo de Tollens Solução Amoniacal de Nitrato de Prata Os aldeídos produzem um precipitado de prata metálica nas paredes do frasco, formando um espelho de prata. As cetonas não reagem com reativo de Tollens. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 119 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 II. Reativo de Fehling Mistura de solução alcalina de tartarato duplo de sódio e potássio (sal de Seignette) e solução de CuSO4. A mistura é um líquido de cor azul escuro que contém o íon cobre II. Os aldeídos, quando tratados pelo licor de Fehling, dão um precipitado vermelhomarrom de óxido cuproso. As cetonas não reagem com o licor de Fehling. Já encontrámos várias reações que produzem aldeídos e/ou cetonas: a oxidação dos álcoois, a ozonólise e a acilação de Friedel-Crafts: A natureza polar do grupo carbonilo permite-lhe reagir quer com eletrófilos como 00000000000 com nucleófilos: os nucleófilos atacarão o carbono (que tem deficiência de elétrons) e os eletrófilos atacarão o oxigênio (que tem elevada densidade eletrônica). Redução de aldeídos e cetonas Os aldeídos e as cetonas podem ser reduzidos respectivamente a álcoois primários e a álcoois secundários. A redução pode ser realizada (tal como a redução de alcenos) por hidrogenação na presença de Pt, Pd, Rh ou Ni. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 120 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Para a maior parte das aplicações laboratoriais, este método foi substituído por métodos baseados em hidretos metálicos. Os reagentes mais comuns são o boroidreto de sódio (NaBH4) e o LiAlH4. Hidratação Os aldeídos e as cetonas reagem com a água num equilíbrio rápido: O produto é um diol (uma molécula com dois grupos álcool). A quantidade de hidrato presente no equilíbrio é muito variável, e é normalmente muito maior para os aldeídos do que para as cetonas. A posição do equilíbrio depende de fatores eletrônicos e de fatores estéricos (relacionados com o volume). Substituintes que libertam densidade eletrônica (por exemplo, grupos metilo) estabilizam o grupo carbonilo e diminuem a extensão da hidratação. Da mesma forma, substituintes que instabilizam o carbonilo favorecem a formação do hidrato. Fatores estéricos: no hidrato, o carbono central está muito mais “apertado” do que no aldeído ou cetona inicial. Quanto maiores forem R1 e R2, maior será a instabilização da forma 00000000000 hidratada e, portanto, a quantidade de hidrato presente no equilíbrio será menor. A hidratação dos aldeídos e cetonas pode ser catalisada quer por ácidos quer por bases. Catálise alcalina Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 121 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Catálise ácida Formação de acetais Sob condições de catálise ácida, os aldeídos reagem com álcoois formando diéteres denominados acetais. O primeiro passo é o ataque (catalisado por ácido) do aldeído por uma molécula de álcool, num processo bastante semelhante ao ocorrido na hidratação: Nas condições ácidas da sua formação, o hemiacetal é convertido num carbocátion: 00000000000 Este carbocátion é estabilizado por ressonância, devido à presença dos pares de elétrons não-ligantes do oxigênio: Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 122 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 O acetal é formado por reação do carbocátion com outra molécula de álcool: Enóis Aldeídos e cetonas com pelo menos um hidrogênio a (hidrogênio ligado ao carbono imediatamente adjacente ao carbonilo) encontram-se em equilíbrio com um isômero denominado enol. Este equilíbrio chama-se tautomerismo ceto-enol. Os tautômeros são isômeros que diferem entre si apenas na posição de um átomo ou grupo de átomos. Para cetonas e aldeídos simples, o equilíbrio encontra-se fortemente deslocado no sentido do composto carbonilo. Isto permite sintetizar aldeídos a partir de alcinos: a hidratação de um alcino dá origem a um enol, que está em equilíbrio 00000000000 com o composto carbonilo correspondente: A enolização pode ser catalisada por uma base forte, como o ânion hidróxido. A base retira um hidrogênio a, dando origem ao enolato correspondente. O enolato é uma espécie estabilizada por ressonância: Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 123 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Esta ressonância é a razão da elevada acidez dos hidrogênios a dos aldeídos e cetonas, uma vez que o ânion enolato é mais estabilizado do que o composto carbonilo original. Condensação aldólica O aldeído pode ser parcialmente convertido em enolato por catálise alcalina. O enolato assim formado pode atacar outra molécula de aldeído dando origem a um aldol (uma molécula com um grupo aldeído e um grupo álcool). Apresenta-se a seguir o mecanismo desta reação (adição aldólica) A adição aldólica é um equilíbrio que favorece os produtos quando o reagente é um aldeído. Quando se usam cetonas o equilíbrio normalmente encontra-se deslocado no sentido dos reagentes; as cetonas dão por isso fracos rendimentos de produtos de adição aldólica. O produto da adição aldólica de um aldeído é um aldeído bhidroxilado. Da mesma forma, sob determinadas condições, um aldeído (ou cetona) b-hidroxilado pode ser quebrado em duas moléculas menores numa reação que é o inverso da adição aldólica. Uma reação deste tipo é a quebra de frutose00000000000 1,6-bisfosfato em dihidroxiacetona fosfatada e gliceraldeído-3-fosfato, que ocorre na glicólise . Por aquecimento, estes compostos desidratam, dando origem a uma ligação dupla carbono-carbono conjugada com o aldeído. A desidratação ocorre sempre na direção em que se formam ligações conjugadas C=C-C=O. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 124 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 3. Combustão É uma reação que corresponde à queima de um composto que é alimentada pelo gás oxigênio, que recebe o nome de comburente. A combustão completa de compostos orgânicos, geralmente hidrocarbonetos e álcoois, produz dióxido de carbono (CO2) e água na forma de vapor. Se a combustão for incompleta, além de água pode haver a formação de carbono ou monóxido de carbono. Exemplo 3.1. Combustão Completa a) CH4 + 2 O2 CO2 + 2H2O b) C2H2 + 2,5 O2 c) C2H5OH + 3 O2 2CO2 + H2O 2CO2 + 3H2O Observe que o balanceamento da equação deve ser feito considerando-se a combustão (queima) de um mol do composto orgânico, iniciando-se pelo carbono, em seguida hidrogênio e finalmente oxigênio. 00000000000 3.2. Combustão Incompleta Na combustão incompleta nota-se a presença de fuligem (carbono) e monóxido de carbono; isto se deve à quantidade insuficiente de oxigênio molecular (O 2) para realizar a combustão total. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 125 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 4. Eliminação de HCl, HBr e HI de Haletos Orgânicos Verifica-se reação de eliminação quando haletos orgânicos encontram-se em presença de KOH alcoólico. Nas situações em que pode ser obtido mais de um alceno, seguimos a regra de Saytzeff. Por exemplo: 5. Desidratação de Ácidos Carboxílicos Os ácidos desidratam-se na presença de desidratantes (H2SO4, H3PO4 ou P2O5), produzindo anidridos de ácidos. Exemplo Reações com alcenos e alcinos: Ozonólise de alcenos, oxidação branda e enérgica de alcenos. 00000000000 REAÇÕES DE OXIDAÇÃO As reações de oxirredução são as que ocorrem com mudança do número de oxidação. Na oxidação verifica-se a perda de elétrons e, consequentemente, o aumento do número de oxidação. Para os compostos orgânicos, verifica-se reação com o oxigênio e o aumento do número de oxidação do carbono envolvido. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 126 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 1. Ozonólise de Alcenos É a reação com ozônio (O3), formando ozonetos ou ozonídeos, seguida por hidrólise (quebra pela água) do ozoneto formado, o que permite a obtenção de aldeído e/ou cetona com formação de peróxido de hidrogênio. O produto obtido depende do tipo de cada carbono que faz a ligação dupla: A – Se ambos os carbonos que fazem a ligação dupla forem primários ou secundários, obteremos apenas aldeído. B – Se ambos os carbonos que fazem a ligação dupla forem terciários, obteremos 00000000000 apenas cetonas. C – Se um dos carbonos que fazem a ligação dupla for primário ou secundário e o outro terciário, obteremos uma mistura de aldeído e cetona. Exemplos – Ozonólise do 2-metilbuteno Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 127 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 – Ozonólise do 2-buteno – Ozonólise do 2,3-dimetil-2-buteno Observação Para evitar a oxidação do aldeído pela água oxigenada, deve-se utilizar zinco na reação. A ozonólise caracteriza-se pela sua seletividade de não produzir ácidos carboxílicos. Aplicação da Ozonólise 1) Método de obtenção de aldeídos e cetonas 2) Determinação da posição da dupla ligação na molécula. Para isso proceder da 00000000000 seguinte maneira: eliminar os átomos de oxigênio das duas moléculas resultantes e unir por dupla ligação os carbonos do radical funcional. Exemplo Um alceno forneceu por ozonólise aldeído acético e propanona. Qual é o alceno? Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 128 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 O alceno é, portanto: 2-metil-2-buteno 2. Oxidação Branda de Alcenos Os alcenos são oxidados pelo KMnO4 (permanganato de potássio) em meio básico (NaHCO3 ou Na2CO3) ou meio neutro, formando diálcoois vicinais denominados glicóis. O oxidante brando mais usado é o KMnO 4/NaHCO3, conhecido como reativo de Bayer. Em meio alcalino o KMnO4 é um oxidante brando, dando-se a seguinte reação: Exemplo de oxidação branda de alcenos: Importante!! Em função da cor violeta da solução de KMnO 4, a reação de Bayer pode ser 00000000000 aplicada para se distinguir um alceno do ciclano isômero; com KMnO 4 em meio alcalino o ciclano não reage. 3. Oxidação Enérgica de Alcenos Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 129 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 São exemplos de oxidantes enérgicos: mistura sulfopermangânica (KMnO 4/ H2SO4) e mistura sulfocrômica (K2Cr2O7/ H2SO4). O KMnO4 , em meio ácido, é um oxidante enérgico, dando-se a reação: Um alceno, quando submetido a um oxidante enérgico, sofre oxidação com ruptura da dupla ligação, podendo haver formação de ácidos carboxílicos, cetonas ou gás carbônico. * Haverá formação de gás carbônico em vez de ácido metanóico se a dupla ligação estiver localizada na extremidade da cadeia; isso acontece porque o ácido metanóico possui a propriedade de ser atacado pelo oxigênio, pois o ácido fórmico apresenta caráter redutor. Exemplos: 00000000000 Quando o alceno apresentar ramificações nos carbonos da dupla ligação, obteremos cetona ao invés de ácido carboxílico. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 130 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Aplicação da Oxidação Enérgica A reação com KMnO4/H2SO4 pode ser empregada na localização da dupla ligação de um alceno desconhecido, além de se constituir num método para obtenção de cetonas e/ou ácidos carboxílicos. Exemplo Um alceno produz com KMnO4/ H2SO4 , ácido propanóico e butanona: O alceno é: Observação A reação de um composto orgânico com oxigênio atômico ou molecular é uma reação de oxidação do composto orgânico, pois o número de oxidação ou Nox do carbono aumenta. O permanganato de potássio é chamado de agente oxidante. 00000000000 Outro agente oxidante muito empregado em Química Orgânica é o dicromato de potássio (K2Cr2O7). Saponificação e transesterificação: Reações de esterificação/hidrólise. Saponificação. Detergentes (biodegradáveis e não-biodegradáveis). Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 131 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 1. REAÇÃO DE ESTERIFICAÇÃO Esta reação é a reação reversível de álcool com um ácido carboxílico na formação de éster e água. Esta reação é utilizada na indústria para obtenção das essências de frutas (que são ésteres), entre outros usos destes. Pode-se deslocar o equilíbrio para o lado do éster, por exemplo, retirando-se a água do equilíbrio, isto é, juntando-se um desidratante. Foi provado, experimentalmente, que na reação de esterificação o oxigênio do grupo OH do álcool permanece na molécula do éster e o oxigênio do grupo OH do ácido é eliminado sob a forma de H2O. Assim, fazendo a reação de um álcool marcado. com ácido, verificou-se que se forma éster pesado e não água pesada. Exemplo 00000000000 Esta reação é reversível e a reação inversa chama-se hidrólise do éster. Os ésteres podem ser facilmente preparados por condensação de um ácido carboxílico com um álcool em condições de catálise ácida: Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 132 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Hidrólise de ésteres Os ésteres podem ser hidrolisados por catálise ácida. Neste caso, o mecanismo é exatamente o oposto da esterificação. A reação é, por isso, reversível. Quando se pretende sintetizar o éster, remove-se a água da mistura reacional a fim de deslocar o equilíbrio no sentido da formação do éster. Pelo contrário, quando se pretende hidrolisar o éster, realiza-se a reação na presença de um grande excesso de água. A hidrólise do éster em solução básica é, no entanto, irreversível. Neste caso, a hidrólise não é realizada pela água, mas pelo ânion hidróxido: O último passo da reação é irreversível: o carboxilato (uma base fraca) não tem nenhuma tendência a retirar o protão do álcool (um ácido muito fraco). Curiosidade A reação de glicerol (glicerina, propanotriol 1, 2, 3) com ácido nítrico concentrado, 00000000000 na presença de H2SO4 concentrado, produz a trinitroglicerina, a qual é muito sensível ao choque. O engenheiro sueco Alfred Nobel descobriu que absorvendo nitroglicerina em material poroso, a sensibilidade à explosão diminui bastante, sendo possível o seu emprego como explosivo. Dá-se o nome de dinamite ao trinitrato de glicerina (trinitroglicerina) absorvido no material poroso (estabilizador, sendo o mais empregado a terra de infusórios ou Kieselguhr). Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 133 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 2. REAÇÃO DE SAPONIFICAÇÃO Reação de formação do sabão. Importante O sal formado nesta reação será denominado sabão somente se for derivado de ácido graxo (Ácidos carboxílicos de cadeia longa contendo, pelo menos, 10 átomos de carbono). 00000000000 Curiosidade Os sabões feitos com KOH formarão sais de potássio, que são líquidos. Este processo é bastante usado por pessoas que fazem sabão caseiro colocando um pouco de cinza, já que a madeira possui potássio, tornando o sabão mais maleável. Observação Os sabões e detergentes são agentes emulsificantes. Geralmente o nome detergente é reservado para ácidos sulfônicos (–SO3H) e seus derivados. Exemplos Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 134 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Os sabões e detergentes estabilizam uma emulsão. Por exemplo, uma emulsão de querosene em água, na presença de sabão ou detergente, é estabilizada, isto é, o querosene não se separa da água. Resumindo temos: 8. QUESTÕES PROPOSTAS 1) "No final do século XIX o tabaco foi industrializado sob a forma de cigarro. Seu uso espalhou-se como uma epidemia, por todo o mundo, a partir de meados do século XX, ajudando com o desenvolvimento da publicidade e do marketing. A folha do tabaco, pela importância econômica que o produto representava para o Brasil, foi incorporada ao brasão da República". Todavia, a nicotina, encontrada nas folhas de tabaco, é uma substância letal, sendo 00000000000 utilizada como um potente inseticida na agricultura. A absorção de cerca de 50 mg de nicotina pode matar um adulto em poucos minutos A fórmula estrutural da nicotina está representada abaixo: N N H 3C a) A nicotina é uma amina aromática de caráter básico e peso molecular 225 g/mol. b) A nicotina possui caráter ácido, por isso é danosa à dentição de fumantes Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 135 de 151 00000000000 - DEMO c) Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 A nicotina é uma amida aromática com fórmula C 10H14N2 d) A nicotina é uma amina aromática com fórmula mínima C5H7N. e) A nicotina é uma amina aromática com fórmula C 10H16N2 Gab E 2) O peróxido de benzoíla é um catalisador das polimerizações dos plásticos. Sua temperatura de autoignição é 80ºC, podendo causar inúmeras explosões. Sua cadeia é: O C a) alicíclica b) aromática c) alifática d) homocíclica e) saturada O O O C Gab B 3) A cafeína, um estimulante bastante comum no café, chá, guaraná etc., tem a seguinte fórmula estrutural: O C H3 C H3 N N N O N 00000000000 C H3 Podemos afirmar corretamente que a fórmula molecular da cafeína é: a) C5H9N4O2 b) C6H10N4O2 c) C6H9N4O2 d) C3H9N4O2 e) C8H10N4O2 Gab E Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 136 de 151 00000000000 - DEMO 4) Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 As auxinas correspondem a um grupo de substâncias que agem no crescimento das plantas e controlam muitas outras atividades fisiológicas. Foram os primeiros hormônios descobertos nos vegetais. A auxina natural do vegetal é o ácido indolacético (AIA), um composto orgânico simples, com a seguinte fórmula estrutural. C H2 COOH N H Qual é a sua fórmula molecular? a) C10H11O2N b) C10H11NO c) C10H9NO2 d) C11H8ON e) C10H10ON Gab C 5) Furosemida é um diurético que se encontra na lista de substâncias proibidas pela Agência Mundial Antidoping. Acerca de sua estrutura, representada abaixo, é correto afirmar que há um: COOH N H H 2N O S 00000000000 O O Cl a) total de catorze átomos pertencentes à cadeia carbônica. b) anel aromático de benzaldeído com três substituintes. c) total de quatro heteroátomos na cadeia carbônica. d) total de dezesseis pares de elétrons não-ligantes. e) anel heterocíclico do tipo tetra-hidrofurano. Gab E Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 137 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Monoterpenos, substâncias de origem vegetal e animal, podem ser divididos 6) em acíclicos, monocíclicos e bicíclicos. São exemplos de monoterpenos as estruturas a seguir. 1 2 4 3 5 6 OH O OH - p in e n o m ir c e n o OH lin a lo l - te r p e n o l m e n to l tu r j o n a Entre os monoterpenos representados, são acíclico, monocíclico e bicíclico, respectivamente: a) 1, 2 e 3 b) 1, 3 e 5 c) 2, 3 e 5 d) 2, 4 e 6 e) 2, 4 e 5 Gab D 7) A teobromina, alcalóide da mesma família da cafeína, é encontrada nos frutos de Teobroma cacao. O efeito estimulante que o chocolate provoca está associado à teobromina. O CH3 N HN O 00000000000 N N CH3 te o b r o m in a Na estrutura da teobromina, são encontradas as funções orgânicas a) amida e amina. b) amida e cetona. c) amida e éter. d) amina e cetona. e) amina e éter. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 138 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Gab A 8) A cadeia carbônica abaixo é classificada como: O H a) Aberta, ramificada, insaturada, heterogênea b) Alicíclica, ramificada, insaturada, heterogênea c) Acíclica, ramificada, insaturada, homogênea d) Alifática, linear, saturada, homogênea e) Aberta, linear, saturada, heterogênea Gab C 9) O composto orgânico, de fórmula plana, possui: C H3 H C H3 C C C H2 C H3 C H3 C H3 a) 5 carbonos primários, 3 carbonos secundários, 1 carbono terciário e 2 carbonos quaternários. b) 3 carbonos primários, 3 carbonos secundários, 1 carbono terciário e 1 carbono quaternário. c) 5 carbonos primários, 1 carbono secundário, 1 carbono terciário e 1 carbono quaternário. d) 4 carbonos primários, 1 carbono secundário, 2 carbonos terciários e 1 carbono quaternário. Gab C 10) 00000000000 O ácido adípico de fórmula: O C H2 C H2 C OH OH H2 C C C H2 O Empregado na fabricação do náilon apresenta cadeia carbônica: Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 139 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 a) saturada, aberta, homogênea e normal. b) saturada, aberta, heterogênea e normal. c) insaturada, aberta, homogênea e normal. d) insaturada, fechada, homogênea e aromática. e) insaturada, fechada, homogênea e alicíclica. Gab A 11) A qualidade da gasolina, que determina quão suavemente ela queima, é medida pelo índice de octanagem. Por exemplo, a molécula linear de octano queima tão mal que tem octanagem -19, mas seu isômero comumente chamado de isoctano tem octanagem 100. Sabendo que a fórmula estrutural do isoctano é: CH3 H 3C C CH2 CH CH3 CH3 CH3 De acordo com as regras adotadas pela IUPAC, o isoctano é denominado: a) 1,1,3-dimetilhexano b) 2,2,4- trimetiloctano c) 1,1,3-metiloctano d) 2,2,4-trimetilpentano e) 2,2,4-metilpentano Gab D 12) Os hidrocarbonetos correspondentes às frações pesadas do petróleo (moléculas maiores) podem ser quebrados em frações mais leves (moléculas 00000000000 menores) pelo processo de craqueamento conforme representação abaixo: C 14 H 30 C 8 H 18 (A) C 3H 6 (B) C 2H 2 C 2H 2 (C) Considerando que os compostos A, B e C são hidrocarbonetos de cadeia aberta sem ramificações, julgue as afirmativas: I. O composto A apresenta 7 ligações simples entre os carbonos. II. O composto A apresenta 6 ligações simples e 1 ligação dupla entre os carbonos. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 140 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 O composto B apresenta 1 ligação simples e 1 ligação dupla entre os III. carbonos. IV. O composto C apresenta 1 ligação tripla entre os carbonos. V. O composto B apresenta 1 ligação simples e 1 ligação tripla entre os carbonos. É correto o que se afirma em a) I, II, III e V b) II, III e IV c) I, II e IV d) I, III e IV e) I, II, IV e V Gab D 13) As aminas são um grupo de substâncias orgânicas usadas como medicamento. A ingestão de um antihistamínico diminui o efeito da histamina, que é uma substância produzida pelo corpo humano em resposta às reações alérgicas. O medicamento Toradol é usado por dentistas para aliviar a dor de seus pacientes. As fórmulas das substâncias citadas no texto estão apresentadas na sequência. N O O COH HN C NH2 N N O 00000000000 ( A ) A n tis ta m ín ic o ( B ) H is ta m in a (C ) T o ra d o l Com relação às fórmulas das moléculas representadas em (A), (B) e (C), são feitas as seguintes afirmativas: I. Na fórmula (A), identificam-se as funções éter e amina. II. A histamina (B) possui duas aminas secundárias e uma amida. III. A fórmula molecular da molécula (C) é C15NO3H. IV. Na fórmula (C), identificam-se as funções cetona, amina e ácido carboxílico. Assinale a alternativa que contém todas as afirmativas corretas. a) I e IV. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 141 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 b) I e III. c) II e III. d) I, II e III. e) II, III e IV. Gab A 14) Em agosto de 2005 foi noticiada a apreensão de lotes de lidocaína que teriam causado a morte de diversas pessoas no Brasil, devido a problemas de fabricação. Este fármaco é um anestésico local muito utilizado em exames endoscópicos, diminuindo o desconforto do paciente. Sua estrutura molecular está representada a seguir CH 3 O NH C CH 3 CH 2 CH 2 N CH 2 CH 3 CH 3 e apresenta as funções: a) amina secundária e amina terciária. b) amida e amina terciária. c) amida e éster. d) éster e amina terciária. e) éster e amina secundária. Gab B 15) Um dos parâmetros utilizados para avaliar a qualidade da gasolina é o índice 00000000000 de octano. Esse índice é estabelecido com base em uma escala arbitrária em que ao composto (I) é atribuído o valor 0 (zero) e ao composto (II) o valor 100 (cem). C H2C H3 H C H3 H C C H2 C H2 C H H H C H3 C H3 C C H2 C H3 C C H3 C H3 (I I ) (I) Os nomes sistemáticos dos compostos (I) e (II) são, respectivamente: Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 142 de 151 00000000000 - DEMO a) Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 1-metil-4-etilbutano e 1,1,3,3-tetrametilbutano. b) heptano e 2,2,4-trimetilpentano. c) 1-etil-4-metilbutano e 2,2,4,4-tetrametilbutano. d) heptano e 2,4,4-trimetilpentano. e) 4-etil-1-metilbutano e 1,1,3,3-tetrametilbutano. Gab B 16) A estrutura a seguir: H 3C CH 2 CH C 6H CH 5 2 CH CH CH CH CH 3 3 CH3 apresenta a seguinte nomenclatura oficial: a) 3-fenil-5-isopropil-5-hepteno b) 5-fenil-3-isopropil-2-hepteno c) 3-isopropil-5-hexil-2-hepteno d) 5-benzil-3-isopropil-2-hepteno e) 5-fenil-3-etenil-2-metil-heptano Gab B 17) Muitas aminas têm como característica um odor desagradável. Putrescina e cadaverina são exemplos de aminas que exalam odor de carne em apodrecimento. Dos compostos nitrogenados a seguir, assinale a alternativa que apresenta uma amina terciária. 00000000000 Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 143 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 a. c. CH3 N H 3C NH2 m e ta n a m in a N - m e tilp ir r o lid in a b. d. H 3C CH3 CH3 N H 3C C NH2 C CH3 CH3 O 1 ,1 - d im e tile ta n a m in a N - m e til- N - ( 1 - m e tilc ic lo b u til) e ta n a m id a Gab A 18) O cheiro de peixe podre é indicativo da presença da substância X que apresenta as seguintes características: I. É uma amina terciária II. Seus carbonos apresentam 9 ligações sigma s-sp3 III. Possui uma cadeia heterogênea IV. Sua massa molar é 59 g/mol. (Massas atômicas: H = 1, C = 12, N = 14, O = 16.) A única fórmula que corresponde à descrição da substância X é a: a . H 2C CH NH c . H 3C N CH3 CH 3 CH3 e . H 3C C H 2C H 2 b . C 6H 5 NH2 d .H 3 C 00000000000 N C H 2C H 3 H NH2 Gab C 31 - (INTEGRADO RJ/1996) Durante o cozimento da carne, a gordura nela existente produz som (“chiadeira”) e aroma peculiares. O glicerol presente na gordura decompõe-se em acroleína ( líquido incolor e de forte odor) e água , segundo a reação: Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 144 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 C3H5(OH)3 CH2 = CHCHO + 2 H2O glicerol acroleína O tipo da reação acima apresentada é: a) eliminação de aldeídos b) eliminação de álcoois c) substituição de álcoois d) substituição de ácidos e) adição de aldeídos Gab: B 32 - (PUC RJ/1991) A desidratação de um monoálcool saturado de peso molecular 74 produz um alceno que apresenta estereoisomeria geométrica. Com base nesses dados, podemos afirmar que o monoálcool é: a) 2 metil 2 - propanol b) 2 - butanol c) 1 - butanol d) 2 - metil - 1 - propanol e) ciclobutanol Gab: B 33 - (FUVEST SP/2001) Considere a reação representada abaixo: CH3COOH + CH3OH CH3COOCH3 + H2O Se, em outra reação, semelhante à primeira, a mistura de ácido acético e metanol for substituída pelo ácido 4-hidroxibutanóico, os produtos da reação serão água e 00000000000 um a) ácido carboxílico insaturado com 4 átomos de carbono por molécula. b) éster cíclico com 4 átomos de carbono por molécula. c) álcool com 4 átomos de carbono por molécula. d) éster cíclico com 5 átomos de carbono por molécula. e) álcool com 3 átomos de carbono por molécula. Gab: B Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 145 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 34 - (PUC MG/2005) O ácido acetilsalicílico ou Aspirina® pode ser facilmente preparado em laboratório pela reação do ácido salicílico com anidrido acético e um catalisador ácido, conforme a reação mostrada abaixo. O CO O H CO O H CH 3 H + O + CH 3 OH CH 3CO O H O O O CH 3 Com base no esquema acima e em seus conhecimentos, analise as afirmativas abaixo e marque a INCORRETA. a) Tanto o ácido salicílico quanto o ácido acetilsalicílico são compostos fenólicos. b) A conversão do ácido salicílico em ácido acetilsalicílico é uma reação de esterificação. c) O outro composto que se forma como produto na reação é o ácido acético. d) A hidrólise do ácido acetilsalicílico deve produzir ácido salicílico e ácido acético. Gab: A 35 - (UERJ/1999) A reação de esterificação consiste em fazer reagir um álcool com um ácido orgânico mineral. O produto orgânico resultante desse processo é um éster. + C H 3 C H 2O H OH á cid o á lc o o l H + _ é s te r O C _ _ O C _ _ _ Observe o exemplo abaixo: + H 2O O C H 2C H 3 água 00000000000 Esse processo de esterificação pode ser também classificado como uma reação de: a) adição b) oxidação c) eliminação d) substituição Gab: D 36 - (UEPA/2002) O metanol e o metanal são duas substâncias que apresentam importantes aplicações. A primeira, entre outras aplicações, é utilizada como Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 146 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 combustível dos carros de corrida da Fórmula Indy e a segunda, em solução aquosa (conhecida como formol) na conservação de pequenos animais e órgãos do corpo humano. Com relação às duas substâncias assinale a alternativa correta. a) O metanal apresenta maior solubilidade em água. b) O metanol é a substância com maior polaridade. c) Ambas as substâncias pertencem à função aldeído. d) A oxidação do metanal leva à formação do metanol. e) O metanol possui dois carbonos em sua estrutura. Gab: B 37 - (UFES/2005) O coentro (Coriandrum sativum) é uma planta da família Umbeliferae e é muito usado na culinária capixaba. Dele, e de outras umbelíferas, como a salsa (Petroselinum sativum), extrai-se o ácido carboxílico petrosselínico. Como mostra a reação abaixo, a clivagem por ozonólise desse ácido leva à produção de dois ácidos: o ácido láurico, utilizado na produção de detergentes; o ácido adípico, utilizado na preparação de um importante polímero sintético, o náilon. 1O 3 C 18 H 34 O 2 Á c id o C H 3( C H 2) 10C O O H 2 H 2O Á c id o lá u r ic o + H O O C ( C H 2) 4C O O H Á c id o a d íp ic o p e tr o s s e lín ic o Sobre as substâncias acima, pode-se afirmar que: a) a estrutura do ácido petrosselínico possui apenas uma ligação dupla. b) o ácido petrosselínico possui uma insaturação no carbono 6 de sua cadeia carbônica. c) a cadeia carbônica do ácido láurico é aberta, saturada e heterogênea. d) o ácido petrosselínico é formado por uma cadeia carbônica cíclica, saturada, 00000000000 heterogênea. e) ácido adípico possui uma cadeia carbônica alicíclica, insaturada e ramificada. Gab: B 38 - (UFMA/2000) O terpineno é um monoterpeno de aroma agradável extraído do óleo de manjericão. A hidrogenação catalisada por paládio consome 2 moles de hidrogênio produzindo um composto de fórmula molecular C 10H20. A ozonólise e redução com zinco/ácido acético fornece dois compostos: Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 147 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 gliox al 6-metil - 2,5-heptanodiona Assinale a opção que mostra a estrutura do terpineno. a b ) c ) ) d e ) ) Gab: A 39 - (UEPB/2006) Os detergentes são substâncias denominadas de tensoativos, isto é, reduzem a tensão superficial da água permitindo que óleos e gorduras sejam retirados do meio em que se encontram. Uma classe de detergentes bastante 00000000000 utilizados no Brasil são os alquilbenzeno-sulfonatos, dos quais o mais comum é o dodecilbenzenosulfonato de sódio. A síntese deste composto pode ser obtida a partir do benzeno, passando por três reações, como indicado nas equações químicas abaixo. Reação 1) C 12 H 25 + C 12 H 25 C l HCl + Reação 2) Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 148 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 C 12 H 25 C 12 H 25 + H 2S O 4 H 2O + S O 3H Reação 3) C 12 H 25 C 12 H 25 + A S O 3H H 2O + SO 3 N a Com base nas equações químicas acima, quais os nomes das reações 1 e 2 e da substância representadas por A? a) acilação, substituição e cloreto de sódio b) alquilação, sulfonação e hidróxido de sódio c) alquilação, sulfonação e cloreto de sódio d) acilação, sulfonação e hidróxido de sódio e) halogenação, nitração e cloreto de sódio Gab: B 40 - (PUC RJ/1997) Dada a reação: C2H5Br + OH- C2H5OH + Br a) uma adição nucleofílica onde OH- é o agente nucleófilo. b) uma adição nucleofílica onde C2H5Br é o agente nucleófilo. c) uma substituição eletrofílica onde OH- é o agente eletrófilo. d) uma adição eletrofílica onde C2H5Br é o agente eletrófilo. e) uma substituição nucleofílica onde OH- é o agente nucleófilo. 00000000000 Gab: E 41 - (UNESP SP/2004) O composto orgânico 2,2-dimetil-3-metil-butano é um hidrocarboneto saturado que apresenta cadeia orgânica acíclica, ramificada e homogênea. Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 149 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Escreva a reação de cloração desse hidrocarboneto, considerando apenas a a) obtenção do produto formado em maior quantidade. Gab: a) CH3 H 3C C CH3 Cl CH CH3 + C l2 H 3C C CH3 CH3 C CH3 CH3 CH3 42 - (UFG GO/1997) Os hidrocarbonetos saturados apresentam pouca reatividade, sendo, por isso, chamados parafínicos. Podem, entretanto, sofrer reação de substituição radicalar, como a halogenação. a) escreva a equação de substituição radicalar entre o alcano de menor massa molar e o cloro molecular. b) escreva os nomes IUPAC dos possíveis produtos dessa reação. Gab: a) essa reação ocorre em presença de luz ultravioleta CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl b) Clorometano Dclorometano Ticlorometano Tetraclorometano 43 - (UNIFOR CE/2006) Um dos métodos de obtenção de hidrocarbonetos consiste na fusão de sais de sódio de ácidos carboxílicos com cal sodada (mistura de NaOH 00000000000 com CaO): O R C + - + N a O H (s ) O + N a (s ) fu sã o R H ( g) + N a 2C O 3( s ) De acordo com esse método, no caso de R ser o grupo fenila deve-se obter a) metano. b) etano. c) propano. d) benzeno. e) fenantreno. Gab: D Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 150 de 151 00000000000 - DEMO Química para Perito Criminal TO cargo: Perito Criminal Teoria e exercícios Prof. WAGNER LUIZ – Aula 00 Caro concursando: - Habitue-se a reconhecer e aplicar as principais regras básicas de nomenclatura; - Observe as principais diferenças entre os grupos funcionais. Espero que você tenha gostado da aula. E seja muito benvindo ao meu curso. Estou sempre à sua disposição. Até a próxima aula !!!!!!!!!! 00000000000 Prof. Wagner Luiz www.estrategiaconcursos.com.br Página 151 de 151 00000000000 - DEMO
