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Preparação e Propriedades dos Alcenos
Os alcanos são uma classe fundamental de hidrocarbonetos, que são compostos orgânicos compostos exclusivamente por átomos de carbono e hidrogênio. Sua fórmula geral é C n H 2n+2
, onde n
representa o número de átomos de carbono. Os alcanos também são conhecidos como parafinas e são hidrocarbonetos saturados, pois contêm apenas ligações simples. Este documento explorará vários métodos de preparação de alcanos e discutirá suas propriedades com exemplos para melhorar a compreensão.
Preparação de alcenos
Existem muitas maneiras de preparar alcanos. Estes métodos incluem processos naturais, químicos e métodos de laboratório. Os métodos bem conhecidos são dados abaixo:
1. Hidrogenação de alcenos
A hidrogenação envolve a adição de hidrogênio a um alcano para formar um alcano. Por exemplo, considere a conversão de eteno em etano:
C 2 H 4 + H 2 → C 2 H 6
Esta reação geralmente requer um catalisador como platina, paládio ou níquel.
Diagrama Visual:
2. Descarboxilação de ácidos carboxílicos
Os alcenos também podem ser preparados por descarboxilação de ácidos carboxílicos. Neste processo, o alcano é formado pela remoção de uma molécula de dióxido de carbono do ácido carboxílico.
RCOOH + NaOH → RH + NaCO 3
A descarboxilação é realizada na presença de cal de soda.
Exemplo de resposta:
CH 3 COONa + NaOH + CaO → CH 4 + Na 2 CO 3
3. Reação de Wurtz
A reação de Wurtz é uma reação de acoplamento na qual dois haletos alquilo reagem na presença de sódio para formar alcenos superiores. Este mecanismo, geralmente realizado em éter seco, envolve espécies radicais.
RX + 2Na + XR' → RR' + 2NaX
Exemplo:
2CH 3 Cl + 2Na → C 2 H 6 + 2NaCl
4. Eletrólise de Kolbe
Os alcenos podem ser formados pela eletrólise de uma solução aquosa de sal sódico ou potássico de um ácido carboxílico. Durante a eletrólise, os íons carboxilato são oxidados para formar radicais, que reagem bivalventemente para formar alcenos.
Exemplo:
2 CH 3 COOK → C 2 H 6 + 2 CO 2 + KOH
Propriedades dos Alcenos
Os alcanos são caracterizados por sua estrutura saturada, composta inteiramente por ligações simples entre átomos de carbono. Suas propriedades podem ser discutidas em diferentes contextos, como propriedades físicas, químicas e estruturais.
Propriedades físicas
- Estado: Alcanos inferiores (por exemplo, metano, etano) são gases à temperatura ambiente, enquanto alcanos intermediários são líquidos e alcanos superiores (por exemplo, octadecano) são sólidos.
- Ponto de fusão e ponto de ebulição: Os alcanos têm pontos de fusão e ebulição relativamente baixos, que aumentam com o peso molecular devido ao aumento das forças de van der Waals.
- Solubilidade: Os alcanos são geralmente apolares e insolúveis em água, mas são solúveis em solventes apolares como hexano ou benzeno.
Propriedades químicas
Os alcenos são menos reativos devido às suas fortes ligações simples entre carbono-carbono e carbono-hidrogênio. No entanto, eles passam por tipos específicos de reações:
Queima
Os alcanos queimam prontamente na presença de oxigênio, produzindo dióxido de carbono, água e energia.
C n H 2n+2 + (3n+1)/2 O 2 → nCO 2 + (n+1)H 2 O
Reações de substituição
Embora os alcenos sejam menos reativos, eles podem sofrer reações como halogenação em condições específicas, especialmente sob luz UV.
Exemplo:
CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + HCl
Propriedades estruturais
A estrutura dos alcanos pode ser linear (cadeia reta) ou ramificada. Seu isomerismo é principalmente isomerismo constitucional, à medida que o ramal aumenta com o número de carbonos.
Exemplo de diferença estrutural:
Butano ( C4H10 ): CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 (n-butano) Isobutano ( C4H10 ) : CH 3 -CH(CH 3 )-CH 3 (2-metilpropano)
Em resumo, os alcanos, apesar de simples, apresentam uma notável variedade de métodos de preparação e propriedades. Compreender estes hidrocarbonetos envolve equilibrar a consideração de sua estrutura química com seu comportamento químico e físico em diferentes ambientes. Este conhecimento serve como base fundamental para uma exploração mais aprofundada de compostos orgânicos mais complexos na química.