Reis Química

RETOMANDO A NOTÍCIA

O artigo da página 165 argumenta que a valorização do ter em detrimento do ser não nos deixa ver que o consumo exagerado de carne aumenta não só o sofrimento dos animais, mas também a degradação do meio ambiente e o aquecimento global. Você sabe por quê?

“Uma mudança global para uma dieta vegana é vital para salvar o mundo da fome, da pobreza de combustíveis e dos piores impactos da mudança climática, diz um novo relatório da ONU. A previsão é de que a população mundial chegue a 9,1 bilhões de pessoas em 2050 e o apetite por carne e laticínios é insustentável, diz o relatório do programa ambiental da ONU (UNEP). [...]

A pecuária, incluindo aqui produção de todos os derivados animais, é responsável pelo consumo de 70% de água fresca do planeta, 38% de uso da terra e 19% da emissão de gases estufa, diz o relatório, que foi liberado para coincidir com o dia Mundial do Meio Ambiente no sábado. [...]”

PASOLINI, Lobo. ANDA – Agência Nacional de Notícias de Direitos Animais. Disponível em: . Acesso em: 6 abr. 2016.

Quem antes de ingerir algum alimento reflete sobre como esse alimento foi produzido, sobre os custos ambientais e sociais que ele representa em sua mesa?

Fomos “adestrados” pela mídia a acreditar nas imagens das propagandas, nas embalagens coloridas, na vaquinha feliz do letreiro luminoso da churrascaria e a não questionar nada. E nos acomodamos com isso. A ilusão apregoada pelo marketing nos leva a viver um “sonho bom”. Mas a internet, o acesso a informações, a globalização, a poluição e os desastres naturais que são manchetes todos os dias nos obrigam a acordar e a encarar a realidade. Estamos sendo enganados. Não podemos continuar consumindo de olhos fechados o que nos oferecem porque isso está se voltando contra nós.

No caso da carne bovina, especificamente, há estimativas de que a produção de cada quilo desse produto exija, em termos de recursos naturais, 7,2 kg de soja (para fabricar a ração destinada a alimentar o boi) além de 15 000 litros de água, outro recurso precioso.

Se formos raciocinar em termos de coletividade (deixando o individualismo de lado), quantas pessoas é possível alimentar com 1 kg de carne? E com 7,2 kg de soja?

Quem fez a conta garante: é possível alimentar cerca de 40 pessoas com os cereais empregados na produção de um bife de 225 gramas.

Um caso emblemático a esse respeito ocorreu na Etiópia em 1984. Enquanto centenas de etíopes morriam diariamente de fome chocando o mundo com as imagens de agonia e desespero distribuídas pelos jornais (e ainda disponíveis na internet), o governo da Etiópia continuava cultivando e exportando grãos para alimentar o gado do Reino Unido e de outras nações da Europa.

Por tudo isso, não adianta continuarmos nos “horrorizando” com notícias sobre fome, trabalho escravo, mortalidade infantil e destruição ambiental se não estivermos dispostos a rever nossos hábitos de consumo de modo a não colaborar para que essas situações perdurem.

Não adianta sairmos em manifestações pedindo mudanças se não estamos dispostos a mudar nossos próprios hábitos e valores.

E é claro que a prática de um consumo consciente e ético não deve se restringir a carne bovina. Devemos nos empenhar em buscar informações sobre a origem de todos os produtos que consumimos, de chocolates a calças jeans, de celulares a bolsas de couro, de refrigerantes a diamantes, de cosméticos a analgésicos (no final do livro há uma lista de filmes disponíveis na internet a esse respeito).

As informações estão em toda a parte, basta procurar se apropriar do conhecimento e refletir: Eu concordo com isso? Quero isso para a minha vida? Para o meu semelhante? Para o meu futuro? Para o planeta? Se a resposta for não, busque alternativas, pois elas existem, e aos montes.

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Capítulo 7
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2 Outras reações de adição

Outros compostos da classe dos hidrocarbonetos que sofrem reações de adição são os alcinos, os alcadienos, os ciclanos e os aromáticos.

Reações de adição nos alcinos

Os alcinos podem sofrer as mesmas reações que os alcenos, porém podem adicionar o dobro da quantidade de matéria do reagente, uma vez que possuem duas ligações insaturadas.

Adição de hidrogênio a alcinos

Os alcinos podem fazer reação de adição de H₂(g) parcial ou total.

• A hidrogenação parcial de alcinos produz al cenos. Exemplo: adição parcial de hidrogênio ao etino produzindo eteno.

• A hidrogenação total de alcinos produz alcanos. Exemplo: adição total de hidrogênio ao etino produzin do etano.

Adição de haletos de hidrogênio

Essa reação, da mesma forma que a hidroge nação, pode ser parcial ou total e ocorre de acordo com a regra de Markovnikov.

• Adição parcial de haleto de hidrogênio produzindo compostos com halogênio ligado a átomo de car bo no insaturado (com ligação dupla).

Exemplo: adição parcial de cloreto de hidrogênio ao etino produzindo cloroeteno.

O cloroeteno, cloreto de etenila ou monocloreto de vinila (MVC) é a unidade básica (monômero) do policloreto de vinila ou PVC (polímero).

• A adição total de haleto de hidrogênio produz di-halogenetos gêminos, ou seja, compostos com dois halogênios no mesmo átomo de carbono.

Exemplo: adição de cloreto de hidrogênio ao etino produzindo 1,1-dicloroetano.

A formação de di-halogene tos gêmi nos ocor re segundo a regra de Markovnikov, pois, após a en tra da do primeiro átomo de cloro, o átomo de carbo no que não tem ligação com halogênio passa a ser o mais hidrogenado da dupla. O carbono mais hidroge nado é o mais propício a rece ber o átomo de hidrogênio.

Reações de adição e reações orgânicas 171
=PG=172=

Observe que as reações ao lado seguem a regra de Markovnikov.

Reações de adição nos alcadienos

Os alcadienos possuem duas ligações duplas e podem ser:

• Alcadienos isolados: aqueles que apresentam pelo menos um átomo de carbono saturado entre as duplas-ligações.

Exemplo: pent-1,4-dieno

• Alcadienos acumulados: aqueles que apre sentam duas ligações duplas seguidas.

Exemplo: pent-2,3-dieno

• Alcadienos conjugados: aqueles que apresen tam ligações duplas alternadas (separadas por apenas uma ligação simples).

Exemplo: but-1,3-dieno

Adição em alcadienos isolados e acumulados

Tanto os alcadienos isolados como os alcadienos acumulados sofrem os mesmos tipos de rea ções que os alcenos, só que em dobro, uma vez que possuem duas ligações duplas. Exemplos:

• cloração parcial do 1,4-heptadieno formando primeiro o 1,2-dicloro-hept-4-eno e depois o 1,2,4,5-tetracloro-heptano.

• hidratação do 1,4-pentadieno formando o diol estável 2,4-di-hidroxi pentano. 

• hidratação do 2,3-pentadieno formando o diol instável 3,3-di-hidroxi pentano, que se decompõe formando água e pentan-3-ona.

O composto 3,3-di-hidroxipentano é instável porque apresenta dois grupos hidróxi, — OH, no mesmo átomo de carbono. Suas moléculas sofrem decomposição, eliminando água e formando um grupo cetona.

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Capítulo 7
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Adição em alcadienos conjugados

Os alcadienos conjugados fazem um tipo especial de reação de adição, as reações de adição 1,4, importantes na fabricação de borrachas.

Nas reações de adição 1,4, um dos elétrons compartilhados nas ligações de cada carbono da dupla adiciona um substituinte, e os outros formam uma nova ligação dupla entre os carbonos.

Dessa forma, por exemplo, o produto da adição de hidrogênio (hidro genação) de um alcadieno conjugado é um alceno e não um alcano, como ocorre com alcadienos isolados e acumulados. Exemplos:

• adição de H₂(g) ao 1,3-butadieno, formando but-2-eno.

• adição de brometo de hidrogênio, HBr, ao but-1,3-dieno (eritreno), forman do o 1-bromobut-2-eno.

• adição de água, HOH, ao pent-1,3-dieno, formando, assim, o álcool insaturado pent-3-en-2-ol. Note que não se trata de um enol porque o grupo hidróxido, — OH, está ligado a um carbono saturado.

Na estrutura ao lado trocamos o traço que representa o par de elétrons compartilhados na ligação dupla por duas bolinhas coloridas. As bolinhas representam os elétrons. Foram utilizadas duas cores fantasia (elétrons não têm cor) para facilitar a explicação. Note que isso é apenas um modelo utilizado para ilustrar uma teoria que pode ser checada experimentalmente.

Pan Xunbin/Shutterstock/Glow Images

Observe que a reação acima segue a regra de Markovnikov.

Adição em aromáticos

Hidrocarbonetos aromáticos na presença de halo gênios e luz () sofrem reação de adição.

Um exemplo importante é a obtenção do benzeno hexaclorado (BHC) ou 1,2,3,4,5,6-hexaclorociclo-hexano.

Michael J Thompson/Shutterstock/Glow Images

O BHC é um inseticida também conhecido por gamaxane, que continua sendo vendido para uso no tratamento de madeira (contra brocas e cupins), apesar de seu uso na agricultura ser proibido atualmente.

Reações de adição e reações orgânicas 173
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Modelo da molécula de ciclo-hexano

Adição em ciclanos

Os ciclanos são hidrocarbonetos cíclicos e satu rados, ou seja, em que os carbonos fazem 4 ligações simples. Nesse caso, a estabilidade da molécula é máxima quando os elétrons se arranjam no espaço em um ângulo igual a 109°28’ (geometria tetraédrica), pois este é o ângulo que permite a distância máxima entre 4 eixos (os elétrons) que partem de um mesmo ponto central (o átomo).

Vimos na página 45, porém, que em alguns ciclanos o ângulo entre as ligações C — C não é esse. Observe:

• no ciclopropano as ligações entre os carbonos encontram-se num ângulo de 60°;

• no ciclobutano as ligações entre os carbonos encontram-se num ângulo de 90°;

• no ciclopentano as ligações entre os carbonos encontram-se num ângulo de 105°.

Apenas do ciclo-hexano em diante as ligações se aproximam do ângulo de máxima estabilidade igual a 109°28’ porque as moléculas não são coplanares.

Desse modo, da mesma forma que os alcanos, os ciclanos fazem preferen cial mente reação de substitui ção, mas os ciclanos que apresentam tensão nas ligações podem fazer reações de adição, como mostra o quadro a seguir.

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Capítulo 7
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Exercício resolvido

2 (Fuvest-SP) Dois hidrocarbonetos insaturados, que são isômeros, foram submetidos, separadamente, à hidrogenação catalítica. Cada um deles reagiu com H ₂ na proporção, em mols, de 1 : 1, obtendo-se, em cada caso, um hidrocarboneto de fórmula C₄H₁₀. Os hidrocarbonetos que foram hidrogenados poderiam ser:

a) but-1-ino e but-1-eno.

b) but-1,3-dieno e but-2-eno.

c) but-1-eno e ciclobutano.

d) metilprop-2-eno e but-2-ino.

e) metilciclopropano e but-2-eno.

Resolução 

Os hidrocarbonetos podem ser o but-1-eno ou but-2-eno e o ciclobutano.

Alternativa c.

Exercícios

ATENÇÃO! Não escreva no seu livro!

6 A reação entre o ácido clorídrico, HCℓ, e o propino, C₃ H₄, produz em maior quantidade (produto prin cipal) o seguinte haleto orgânico:

a) 1,3-dicloropropano.

b) 1,1-dicloropropano.

c) 2,2-dicloropropano.

d) 1,2-dicloropropeno.

e) 1,1,2,2-tetracloropropano.

7 (Unicamp-SP) A reação do propino, HC C — CH₃, com o bromo, Br₂, pode produzir dois isômeros cis-trans que contêm uma ligação dupla e dois átomos de bromo nas respectivas moléculas.

a) Escreva a equação dessa reação química entre propino e bromo.

b) Escreva a fórmula estrutural de cada um dos isômeros cis-trans.

8 (Unisinos-RS) O dimetilbut-1,3-dieno, ao sofrer reação de adição de uma molécula de hidrogênio, origina:

a) 2,3-dimetilbutano.

b) hex-2,3-dieno.

c) hex-1-eno.

d) 2,3-dimetilbut-2-eno.

e) 2,3-dimetilbut-3-eno.

9 (Unirio-RJ) O etino, sob o ponto de vista industrial, constitui uma das mais importantes maté rias-primas. A partir dele pode-se obter o cloroeteno ou cloreto de vinila, precursor para a fabricação de canos e tubulações de plástico, cortinas para boxe, couro artificial, etc. A preparação do cloroeteno a partir do etino e do ácido clorídrico é uma reação de:

a) adição.

b) eliminação.

c) oxidação.

d) sulfonação.

e) saponificação.

10 (UPM-SP) Sobre um alcadieno sabe-se que: I. sofre adição 1,4; II. quando hidrogenado parcialmente, produz, em maior quantidade, o hex-3-eno. O nome desse dieno é:

a) hex-1,2-dieno.

d) hex-1,4-dieno.

b) hex-1,3-dieno. 

e) hex-2,4-dieno.

c) hex-2,3-dieno.

11 A reação de hidratação do alcino a seguir produz:

a) butanol e butanona.

b) butanol e butanal.

c) but-en-2-ol e butanal.

d) but-2-en-2-ol e butanona.

e) but-2-en-1-ol e butanona.

Reações de adição e reações orgânicas 175
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De onde vem... para onde vai?

Acetileno e derivados

O etino ou acetileno é o ponto de partida para a obtenção de uma série de produtos de extensa aplicação industrial e pode ser obtido do gás natural, do craqueamento do petróleo ou a partir do carbeto de cálcio ou carbureto de cálcio, CaC₂.

O carbeto de cálcio, por sua vez, é formado pela reação entre uma mistura de óxido de cálcio, CaO(s), e carvão coque, C_n(s), feita em forno elétrico, a temperaturas entre 2 000 °C e 2 100 °C.

O CaC ₂ reage violentamente com a água e deve ser armazenado em recipientes vedados para evitar o contato com a umidade do ar atmosférico. A obtenção do acetileno ocorre justamente pela adição de água ao CaC₂.

Essa reação ocorre em geradores, onde o CaC₂(s) é tratado com grande excesso de água, para que as impurezas fiquem retidas na solução.

Praticamente 90% de toda a produção mundial de acetileno é consumida na indústria química. O restante é utilizado em maçaricos oxiacetilênicos (que queimam a 3 000 °C e podem cortar chapas de aço).

Obtenção do etanal ou acetaldeído

A obtenção do etanal a partir do etino é feita por meio de uma reação de adição de água, catalisada por íons mercúrio II, Hg²⁺.

O processo consiste em injetar acetileno gasoso em uma solução aquosa de sulfato de mercúrio II, acidificada com ácido sulfúrico.

Numa primeira etapa é obtido o etenol (um enol) que, por ser instável, entra em tautomeria e forma o etanal.

O etanal tende a sofrer oxidação, forma ácido etanoico e provoca a redução dos íons Hg ²⁺ (aq) a mercúrio metálico, Hg(ℓ).

Dessa forma, a concentração de íons Hg²⁺ no sistema diminui, reduz a atividade do catalisador e forma mercúrio metálico, um resíduo altamente indesejado. Para corrigir esse problema, procura-se fazer com que o tempo de permanência do etanal no reator seja sempre o menor possível. Além disso, adiciona-se sulfato de ferro III, Fe₂, à solução catalítica para provocar a oxidação de qualquer resíduo de mercúrio metálico que possa ter se formado e para repor os íons Hg²⁺ no sistema.

A reação de formação do etanal ocorre a uma temperatura de aproximadamente 90 °C, sob pressão atmosférica. Por esse sistema é possível obter o etanal numa concentração de 99,5%.

Uma das principais aplicações do etanal é a obtenção da borracha sintética, por meio de uma sequên cia de reações:

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Capítulo 7
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Obtenção da acrilonitrila

A acrilonitrila é uma das substâncias mais importantes derivadas do acetileno e pode ser obtida pela reação com o ácido cianídrico, conforme mostra a reação a seguir.

Nesse processo utiliza-se excesso de acetileno (proporção de 6 de acetileno para 1 de HCN) de modo a garantir que todo ácido cianídrico seja consumido no processo. Dessa forma, apenas 15% do acetileno

N injetado inicialmente sofre conversão, o restante é reenviado de volta ao ciclo.

O reator é revestido internamente de ebonite (borracha vulcanizada). O catalisador consiste em uma solução aquosa de cloreto de cobre II, CuCℓ₂, ácido clorídrico, HCℓ, e cloreto de amônio, NH₄ Cℓ. A temperatura é de 80 °C, e a pressão, ligeiramente maior que 1 atm.

No final obtém-se acrilonitrila com concentração de 99,5%, destinada principalmente à fabricação de fibras e resinas sintéticas. 

Obtenção do acetato de vinila

O acetato de vinila é obtido pela reação entre o acetileno e o ácido acético.

A reação normalmente é feita borbulhando-se acetileno gasoso sobre ácido acético glacial (na forma de cristais) na proporção, respectivamente, de 75% para 25%. Procura-se manter a temperatura da reação (que é exotérmica) num intervalo entre 75 °C e 80 °C.

A catálise (heterogênea) é obtida pela adição de grânulos de carvão ativado, impregnados de acetato de zinco, Zn(H₃C — COO)₂.

O produto da reação é purificado por meio de uma série de destilações para separar as impurezas, gerando no final o acetato de vinila numa concentração próxima a 99,5%. O acetato de vinila tem forte tendência a polimerização e, por isso, precisa receber a adição de agentes estabilizantes antes de ser estocado.

Trabalho em equipe

Em relação ao acetileno, pesquise:

a) Como funcionam e do que são constituídos os maçaricos oxiacetilênicos?

b) Entre os gases mais utilizados em maçaricos profissionais estão o acetileno e o MAPP (mistura de metilacetileno ou propino e propadieno). Pesquise sobre as vantagens e desvantagens de cada tipo.

c) Quais as principais medidas de segurança no uso do maçarico?

A sala pode ser dividida em grupos. Cada grupo vai pesquisar um tópico e apresentá-lo aos demais.

Reações de adição e reações orgânicas 177
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3 Reações de eliminação

As reações de eliminação são aquelas em que, partindo-se de um único composto orgânico, obtêm-se outros dois, um orgânico e um inorgânico.

Podem ser intramoleculares (intra = dentro) ou intermoleculares (inter = entre, no meio).

• Eliminações intramoleculares 

Ocorrem quando uma molécula do composto orgânico elimina alguns de seus

átomos. Geral mente o grupo de átomos eliminado dá origem a uma molécula de água ou de um haleto de hidrogênio. Forma-se, desse modo, um composto orgânico insaturado (com dupla-ligação). Esquematizando de maneira geral, temos: 

• Eliminações intermoleculares Ocorrem quando duas moléculas do composto orgânico interagem unindo-se

numa única molécula com a eliminação simultânea de determinado grupo de átomos. Obedecem ao seguinte esquema geral:

Desidratação de álcoois

No caso da desidratação de álcoois a eliminação de água pode ser intramolecular ou intermolecular. Consequentemente, o produto orgânico formado vai depender das condições em que ocorre a reação, como mostra o quadro a seguir.

Veremos agora exemplos mais detalhados de cada caso, principalmente quando existe a possibilidade de formar mais de um produto orgânico diferente.

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Capítulo 7
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Desidratação intramolecular de álcoois

Algumas vezes existe apenas uma possibilidade de hidrogênio que pode ser eliminado junto ao grupo — OH da molécula do álcool.

Exemplo: desidratação intramolecular do metilpropan-2-ol produzindo o metilpropeno.

Mas há casos em que existem duas possibilidades diferentes de hidrogênio que pode ser eliminado junto ao grupo — OH da molécula do álcool, formando produtos diferentes.

É o caso, por exemplo, da molécula do 2-metil pen tan-3-ol, cuja fórmula estrutural encontra-se esquematizada a seguir.

Em casos como esse, o resultado da reação será uma mistura dos dois compostos resultantes de cada eliminação.

A quantidade obtida de cada composto depende do tipo de átomo de carbono ao qual o átomo de hidrogênio que será eliminado estiver ligado.

Formam-se em maior quantidade compostos provenientes de eliminação de hidrogênio de carbono terciário, depois de carbono secundário e, por último, de carbono primário.

Isso pode ser explicado em termos de eletronegatividade: 

I. O carbono terciário (que estabelece ligações com outros três átomos de carbono) tem caráter ^1–. 

II. O carbono secundário (que estabelece ligações com outros dois átomos de carbono) tem caráter ^2– .

III. O carbono primário (que estabelece ligações com apenas um outro átomo de carbono) tem caráter ^3– . Quanto menor o caráter negativo do carbono, mais fraca será a ligação com o hidrogênio e, portanto, mais facilmente ele será eliminado da molécula. Observe o esquema a seguir:



Reações de adição e reações orgânicas 179
=PG=180=

Na desidratação intramolecular do 2-metil pen tan-3-ol (equação não balanceada esquema tizada a seguir), vamos obter uma mistura de:

• 2-metil pent-2-eno (em maior quantidade)

• 4-metilpent-2-eno (em menor quantidade).

Os coeficientes da reação não foram indicados porque, da mesma forma que nas reações de subs tituição, o ba lanceamento não se baseia apenas numa questão de estequiometria. Os átomos se conservam dos reagentes para os produtos, mas a quantidade de cada substância formada é estatística.

Desidratação intermolecular de álcoois

Com aquecimento mais baixo que o usado para a desidratação intramo lecular (cerca de 140 °C) e na presença de ácido forte, os álcoois sofrem desi dratação intermolecular e produzem éteres.

Exemplo: desidratação intermolecular do etanol produz o éter dietílico (etoxietano), que também é conhecido por éter sulfúrico, justamente porque sua obtenção envolve a participação do ácido sulfúrico.

A desidratação intermolecular também pode ocorrer com uma mistura de dois ou mais álcoois.

Nesse caso, forma-se uma mistura de éteres pro ve nientes das combinações possíveis entre as diver sas moléculas de álcoois presentes.

Exemplo: desidratação intermolecular de uma mistura de etanol e de metilpropan-2-ol, que produz éter dietílico, éter di-t-butílico e éter etil-t-butílico.

Uma das principais aplicações do éter sulfúrico é como solvente. Em hospitais, por exemplo, ele pode ser utilizado para remover a cola do esparadrapo que fica no corpo após a retirada de um curativo.

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