Hidrocarbonetos

Alcanos

Reações

Reações de substituição

R ¾ H + Cl ¾ Cl	reação de ¾¾¾¾¾® cloração	HCl + R ¾ Cl	cloroalcano
R ¾ H + Br ¾ Br	reação de ¾¾¾¾¾® bromação	HBr + R ¾ Br	bromoalcano
R ¾ H + OH ¾ NO2	reação de ¾¾¾¾¾® nitração	H2O + R ¾ NO2	nitroalcano
R ¾ H + HO ¾ SO3H	reação de ¾¾¾¾¾® sulfonação	H2O + R ¾ SO3H	ácido alcanossulfônico

• Reatividade:
  H_terc > H_sec > H_prim
  Reatividade do Cl₂ > reatividade do Br₂.
  O iodo (I₂) não reage diretamente com os alcanos.

• Condições da halogenação:
  presença da luz ultravioleta ou aquecimento.

• Condições da nitração:
  HNO₃ conc. e aquecimento.

• Condições da sulfonação:
  H₂SO₄ fumante e aquecimento
  H₂SO₄ fumante = H₂SO₄ + SO₃

Reações de combustão

• Total:
  C_nH_2n+2 + (3n+1)/2 O₂ ® n CO₂ + (n+1) H₂O

• Parcial:
  C_nH_2n+2 + (2n+1)/2 O₂ ® n CO + (n+1) H₂O
  C_nH_2n+2 + (n+1)/2 O₂ ® n C + (n+1) H₂O

Reação de cracking

Exemplo: C16H34

500 - 700°C ¾¾¾¾¾®

C8H18 + C8H16

Reação de reforma catalítica

Exemplos:

n.hexano	D ¾¾¾¾® cat.	benzeno + hidrogênio
n.heptano	D ¾¾¾¾® cat.	tolueno + hidrogênio

Métodos de obtenção

• Wurtz
  2RX + 2Na ® R ¾ R + 2NaX

• Grignard
  R ¾ Mg ¾ X + H₂O ® R ¾ H + MgX(OH)

• Dumas

• Sabatier e Senderens

• Moissan
  Al₄C₃ + 12H₂O ® 4Al(OH)₃ + 3CH₄

Fontes do metano

Aplicações do metano

Alquenos

Reações

|		|		D		|		|
C	=	C	+ H2	¾¾®	H ¾	C	¾	C	¾ H
|		|		Ni		|		|
					alcano

|		|		(frio)		|		|
C	=	C	+ X2	¾¾®	X ¾	C	¾	C	¾ X
|		|				|		|
					di-halogenoalcano vicinal haleto de alquileno vicinal

|		|				|		|
C	=	C	+ HX	¾¾®	H ¾	C	¾	C	¾ X
|		|				|		|
						halogenoalcano haleto de alquila

=	+ H2SO4 ¾¾¾¾®	H - - - OSO3H	HOH ¾¾¾¾®	H - - - OH + H2SO4
				álcool

	O3/H2O ¾¾¾¾¾® (ozonólise)	= O	+	O =	+ H2O2
		aldeído ou cetona		aldeído ou cetona

Oxidação de Baeyer - Oxidação branda, com KMnO_{4 (aq)} neutra ou alcalina.

= + [O] + H2O ¾¾®	HO - - - OH
	diálcool vicinal glicol

Desaparece a cor violeta do MnO₄^- e forma-se um precipitado marrom de MnO₂.

Oxidação exaustiva ou enérgica - KMnO₄/H₂SO₄, K₂Cr₂O₇/H₂SO₄, CrO₃.

R1		R2		R1		R2
			3[O] ¾¾¾®	= O	+	= O
H		R3		OH		R3
				ácido carboxílico		cetona

R1		H		R1
	=		5[O] ¾¾¾®	= O	+ CO2 + H2O
H		H		OH

Polimerização

Métodos de obtenção

Obtenção industrial

Petróleo bruto	Þ	Petróleo craqueado	Þ	Gases	Þ	Alquenos gasosos (1 a 4 C)
			Þ	Nafta	Þ	Outros alquenos
			Þ	Frações menos voláteis

Obtenção em laboratório

• Desidratação de álcoois

-		-	-	- H2O ¾¾¾®	=
	H		OH

Alcadienos conjugados

Reação típica: adição em 1-4

	H		H
- = - = - + H2 ¾® -		- = -	-

Polímeros - Borracha natural e sintética

( - CH2 -		= CH - CH2 - ) n
	CH3
borracha natural polímero do isopreno

( - CH2 - CH = CH - CH2 - ) n

buna polímero do 1,3 butadieno

( - CH2 -		= CH - CH2 - ) n
	Cl
neopreno ou duopreno polímero do cloropreno

Buna-S - polímero do (1,3-butadieno + estireno)

Buna-N - polímero do (1,3-butadieno + acrilnitrilo)

Alquinos

Reações

X

X

X

X

- C º C -

+ X2 ¾¾¾®

-

=

-

+ X2 ¾¾¾®

-

-

-

X

X

di-halogeno- alqueno

tetra-halogeno- alcano

H

X

H

X

- C º C -

+ HX ¾¾¾®

-

=

-

+ HX ¾¾¾®

-

-

-

H

X

halogenoalqueno haleto de alquenila

di-halogenoalcano haleto de alquilideno

									H
- C º C - + HOH	H+/Hg++ ¾¾¾¾¾®	-	=	-	tautomeria ¾¾¾¾¾¾®	-		-		-
			OH	H			O		H
		enol				aldeído, cetona

CnH2n-2	+ H2 ¾¾¾¾® Ni/D	CnH2n	+ H2 ¾¾¾¾® Ni/D	CnH2n+2
alquino		alqueno		alcano

• Trimerização

D ¾¾¾® Fe

hidrocarboneto aromático

• Oxidação enérgica

R - C º C - H	[O] ¾¾® H2O	R - COOH + CO2 + H2O
R - C º C - R1	[O] ¾¾® H2O	R - COOH + HOOC - R2

• Reação particular de alcinos verdadeiros

• Acetileno em particular

	calcário CaCO3		hulha
	¯D		¯D
	cal virgem CaO	¾¾¾¾¾¾¾ ¯D	carvão coque
		carbureto CaC2
		¯HOH
A C E T I L E N O
¯H2	¯HCl	¯HCN	¯HOH			¯O2 comb.
etileno H2C = CH2	cloreto de vinila H2C = CHCl	acrilnitrilo H2C = CH - C º N	aldeído acético H3C - CHO			CALOR (maçaricos)
¯H2	¯polimerização	¯polimerização		¯H2	¯[O]
etano H3C - CH3	PVC policloreto de vinila	poliacrilnitrilo ORLON	álcool etílico H3C - CH2OH		ácido acético H3C - COOH

Hidrocarbonetos aromáticos

Benzeno - Obtenção e aplicações

	petróleo		hulha
	¯		¯
	hexano C6H14	alcatrão da hulha
	¯ - 4H2		¯
B E N Z E N O
¯H2 D/pressão Ni	¯Cl2 D/luz	¯Cl2 FeCl3	¯HNO3	¯Cl2 FeCl3
cicloexano C6H12 solvente	B.H.C. C6H6Cl6 inseticida	- Cl	- NO2	- Cl
		¯Cl3 - COH	¯H2	¯NaOH
		D.D.T. inseticida	anilina - NH2 fab. de corantes	fenol - OH fab. de plásticos fab. de corantes desinfetante

Reações de Friedel-Crafts

- H + R - X

AlCl3 ¾¾¾¾®

- R + HCl

- H + Cl -		- R	AlCl3 ¾¾¾¾®	-		- R + HCl
	O				O

Tolueno

• As reações de substituição no núcleo aromático se dão nas posições orto e para.

• Sua maior aplicação é na fabricação do TNT.

• Matérias-primas usadas na fabricação do tolueno: carvão (hulha) e petróleo.

Principais orto-para dirigentes
¾NH2 ¾OH ¾R (alquil) ¾X (Cl, Br, I)

Principais meta dirigentes
¾NO2 ¾SO3H ¾COOH ¾CONH2 ¾CHO ¾C º N