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Química Prof. Arilson ISOMERIA 01. (Enem 2014) A talidomida é um sedativo leve e foi muito utilizado no tratamento de náuseas, comuns no início da gravidez. Quando foi lançada, era considerada segura para o uso de grávidas, sendo administrada como uma mistura racêmica composta pelos seus dois enantiômeros (R e S). Entretanto, não se sabia, na época, que o enantiômero S leva à malformação congênita, afetando principalmente o desenvolvimento normal dos braços e pernas do bebê. COELHO, F. A. S. “Fármacos e quiralídade”. Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola, São Paulo, n. 3, maio 2 Essa malformação congênita ocorre porque esses enantiômeros a) reagem entre si. b) não podem ser separados. c) não estão presentes em partes iguais. d) interagem de maneira distinta com o organismo. e) são estruturas com diferentes grupos funcionais. Resposta:[D] Enantiômeros são estereoisômeros que são imagens especulares um do outro, que não se superpõem. Os enantiomorfos possuem propriedades físicas iguais, com exceção do desvio do plano da luz polarizada. As propriedades químicas podem ser diferentes, principalmente em sistemas biológicos (reações estereoespecíficas). Reações Estero específicas: reações que dependem do arranjo espacial e da quiralidade dos reagentes e catalisadores. 02. (Enem digital 2020) Os feromônios de insetos são substâncias responsáveis pela comunicação química entre esses indivíduos. A extração de feromônios para uso agronômico no lugar de pesticidas convencionais geralmente é inviável, pois são encontrados em baixa concentração nas glândulas de armazenamento. Uma das formas de solucionar essa limitação é a síntese em laboratório dos próprios feromônios ou de isômeros que apresentem a mesma atividade. Suponha que o composto apresentado seja um feromônio natural e que seu tautômero seja um potencial substituto. Com base na estrutura química desse feromônio, seu potencial substituto é representado pela substância: Resposta:[C] O tautômero de um aldeído ou de uma cetona é um enol, ou seja, um composto com uma hidroxila ligada a um carbono de dupla não aromático. 03. (Enem 2018) As abelhas utilizam a sinalização química para distinguir a abelha-rainha de uma operária, sendo capazes de reconhecer diferenças entre moléculas. A rainha produz o sinalizador químico conhecido como ácido 9-hidroxidec-2-enoico, enquanto as abelhas-operárias produzem ácido 10-hidroxidec-2- enoico. Nós podemos distinguir as abelhas-operárias e rainhas por sua aparência, mas, entre si, elas usam essa sinalização química para perceber a diferença. Pode-se dizer que veem por meio da química. LE COUTEUR, P.; BURRESON, J. Os botões de Napoleão: as 17 moléculas que mudaram a história. Rio de Janeiro: Jorge Zahar, 2006 (adaptado). As moléculas dos sinalizadores químicos produzidas pelas abelhas rainha e operária possuem diferença na a) fórmula estrutural. b) fórmula molecular. c) identificação dos tipos de ligação. d) contagem do número de carbonos. e) identificação dos grupos funcionais. Resposta:[A] A diferença entre o ácido 9-hidroxidec-2-enoico e o ácido 10-hidroxidec-2-enoico está na posição do grupo hidroxila (OH),ou seja, na fórmula estrutural.Estas duas moléculas são isômeros de posição. 04. (Enem PPL 2018) Várias características e propriedades de moléculas orgânicas podem ser inferidas analisando sua fórmula estrutural. Na natureza, alguns compostos apresentam a mesma fórmula arilsonmartino@hotmail.com 2 molecular e diferentes fórmulas estruturais. São os chamados isômeros, como ilustrado nas estruturas. Entre as moléculas apresentadas, observa-se a ocorrência de isomeria a) ótica. b) de função. c) de cadeia. d) geométrica. e) de compensação. Resposta:[A] Entre as moléculas apresentadas, observa-se a ocorrência de isomeria ótica devido à presença de carbono quiral ou assimétrico.Os compostos apresentados são enatiômeros. 05. (Enem 2018) Pesquisas demonstram que nanodispositivos baseados em movimentos de dimensões atômicas, induzidos por luz, poderão ter aplicações em tecnologias futuras, substituindo micromotores, sem a necessidade de componentes mecânicos. Exemplo de movimento molecular induzido pela luz pode ser observado pela flexão de uma lâmina delgada de silício, ligado a um polímero de azobenzeno e a um material suporte, em dois comprimentos de onda, conforme ilustrado na figura. Com a aplicação de luz ocorrem reações reversíveis da cadeia do polímero, que promovem o movimento observado. TOMA, H. E. A nanotecnologia das moléculas. Química Nova na Escola, n. 21, maio 2005 (adaptado). O fenômeno de movimento molecular, promovido pela incidência de luz, decorre do(a) a) movimento vibracional dos átomos, que leva ao encurtamento e à relaxação das ligações. b) isomerização das ligações N N,= sendo a forma cis do polímero mais compacta que a trans. c) tautomerização das unidades monoméricas do polímero, que leva a um composto mais compacto. d) ressonância entre os elétrons π do grupo azo e os do anel aromático que encurta as ligações duplas. e) variação conformacional das ligações N N,= que resulta em estruturas com diferentes áreas de superfície. Resposta:[B] O fenômeno de movimento molecular, promovido pela incidência de luz, decorre da reação de isomerização das ligações N N,= sendo a forma cis do polímero mais compacta do que a trans. 06. (Enem PPL 2018) Na hidrogenação parcial de óleos vegetais, efetuada pelas indústrias alimentícias, ocorrem processos paralelos que conduzem à conversão das gorduras cis em trans. Diversos estudos têm sugerido uma relação direta entre os ácidos graxos trans e o aumento do risco de doenças vasculares. RIBEIRO, A. P.B. et al. Interesterificação química: alternativa para obtenção de gordura zero e trans. Química Nova, n. 5, 2007 (adaptado). Qual tipo de reação química a indústria alimentícia deve evitar para minimizar a obtenção desses subprodutos? a) Adição. b) Ácido-base. c) Substituição. d) Oxirredução. e) Isomerização. Resposta:[E] Durante a hidrogenação parcial, algumas duplas com conformação cis mudam de conformação, formando a famosa gordura trans, de que você certamente já deve ter ouvido falar. A gordura trans é um composto artificial produzido pelas indústrias, o qual era adicionado aos alimentos para aumentar o prazo de validade, dar mais sabor, maciez e crocância. No entanto, foi descoberto que esse tipo de gordura facilita o aparecimento de doenças cardiovasculares, como a aterosclerose. As cadeias com duplas em trans se solidificam mais facilmente porque são lineares e possuem maior ponto de fusão. apenas parcial, restando ainda algumas instaurações na gordura. Isso é feito por que existem evidências médicas de que glicerídeos totalmente saturados podem provocar problemas cardiovasculares. arilsonmartino@hotmail.com 3 A indústria alimentícia deve evitar a isomerização, ou seja, a formação dos isômeros do tipo trans no processo de hidrogenação de óleos vegetais. 07. (Enem PPL 2017) Em algumas regiões brasileiras, é comum se encontrar um animal com odor característico, o zorrilho. Esse odor serve para proteção desse animal, afastando seus predadores. Um dos feromônios responsáveis por esse odor é uma substância que apresenta isomeria trans e um grupo tiol ligado à sua cadeia.A estrutura desse feromônio, que ajuda na proteção do zorrilho, é a) b) c) d) e) Resposta:[B] A função orgânica tioálcool, tiol ou mercaptana é caracterizada pelo grupo funcional -SH. E a denominação trans indica que o composto possui os hidrogênios da dupla em lados opostos.08. (Enem 2016) Os feromônios são substâncias utilizadas na comunicação entre indivíduos de uma espécie. O primeiro feromônio isolado de um inseto foi o bombicol, substância produzida pela mariposa do bicho- da-seda. O uso de feromônios em ações de controle de insetos- praga está de acordo com o modelo preconizado para a agricultura do futuro. São agentes altamente específicos e seus compostos químicos podem ser empregados em determinados cultivos, conforme ilustrado no quadro. Considerando essas estruturas químicas, o tipo de estereoisomeria apresentada pelo bombicol é também apresentada pelo feromônio utilizado no controle do inseto a) Sitophilus spp. b) Migdolus fryanus. c) Anthonomus rubi. d) Grapholita molesta. e) Scrobipalpuloides absoluta. Resposta:[E] Percebe-se que a estrutura do bombicol apresenta isomeria espacial do tipo geométrica. Este tipo de isomeria também ocorre no feromônio utilizado no controle do inseto Scrobipalpuloides absoluta. C C R H H R C C H R H H H R Cis H2 H2 Cis C C R H H R C C R H R H Trans Isomerização arilsonmartino@hotmail.com 4 09. (Enem PPL 2016) A busca por substâncias capazes de minimizar a ação do inseto que ataca as plantações de tomate no Brasil levou à síntese e ao emprego de um feromônio sexual com a seguinte fórmula estrutural: Uma indústria agroquímica necessita sintetizar um derivado com maior eficácia. Para tanto, o potencial substituto deverá preservar as seguintes propriedades estruturais do feromônio sexual: função orgânica, cadeia normal e isomeria geométrica original.A fórmula estrutural do substituto adequado ao feromônio sexual obtido industrialmente é: a) b) c) d) e) Resposta: [E] Fórmula do feromônio desenvolvido: Função orgânica: éster de ácido carboxílico ou éster. Cadeia carbônica: normal. Isomeria geométrica: cis e trans. Fórmula estrutural do substituto adequado, que apresenta estas características: 10. (Enem 2013) O citral, substância de odor fortemente cítrico, é obtido a partir de algumas plantas como o capim-limão, cujo óleo essencial possui aproximadamente 80%, em massa, da substância. Uma de suas aplicações é na fabricação de produtos que atraem abelhas, especialmente do gênero Apis, pois seu cheiro é semelhante a um dos feromônios liberados por elas. Sua fórmula molecular é C10H16O, com uma cadeia alifática de oito carbonos, duas insaturações, nos carbonos 2 e 6; e dois grupos substituintes metila, nos carbonos 3 e 7. O citral possui dois isômeros geométricos, sendo o trans o que mais contribui para o forte odor.Para que se consiga atrair um maior número de abelhas para uma determinada região, a molécula que deve estar presente em alta concentração no produto a ser utilizado é: a) b) c) d) e) Resposta:[A] O citral tem fórmula molecular C10H16O, com uma cadeia alifática de oito carbonos, duas insaturações, nos carbonos 2 e 6; e dois grupos substituintes metila, nos carbonos 3 e 7. O citral possui dois isômeros geométricos, sendo o E o que mais contribui para o forte odor que atrai as abelhas. Então, teremos: Infelizmente, nessa questão temos um grave erro conceitual. O autor da questão considera que uma dupla com estereoisomeria em E seja sinônimo de Trans, quando na verdade são sistemas distintos de nomenclatura da IUPAC. Sistema E/Z de nomenclatura As denominações E eZ podem ser utilizadas em qualquer estereoisômero, por isso, é o sistema recomendado atualmente pela IUPAC pra diferenciar isômeros geométricos. Nesse sistema os grupos ligados a cada carbono da dupla ou do anel são colocados em ordem de prioridade. A prioridade é determinada pelo número atômico do átomo que está ligado diretamente a dupla ou anel. Considere o exemplo apresentado abaixo: arilsonmartino@hotmail.com 5 Por ser tratar de um alceno trissubstituído o sistema cis/trans não pode ser utilizado. A ordem de prioridade dos grupos ligados a dupla é a seguinte: 53I > 17Cl > 9F> 1H Se os grupos de maior prioridade estiverem em lados opostos o isômero será designado pela letra E (do alemão Entgegen, ‘opostos’) e se estiverem do mesmo lado Z(do alemão Zusammen, ‘juntos’). Quando os átomos ligados aos carbonos da ligação dupla ou ao anel forem iguais, o desempate de prioridade e feito comparando-se as prioridades dos elementos ligados a cada um desses átomos.Observe o seguinte exemplo: Atenção! Todo isômero cis é Z , mas nem todo isômero Z é cis. Todo isômero trans é E , mas nem todo isômero E é trans. 11. (Enem cancelado 2009) Sabe-se que a ingestão frequente de lipídios contendo ácidos graxos (ácidos monocarboxílicos alifáticos) de cadeia carbônica insaturada com isomeria trans apresenta maior risco para o desenvolvimento de doenças cardiovasculares, sendo que isso não se observa com os isômeros cis.Dentre os critérios seguintes, o mais adequado à escolha de um produto alimentar saudável contendo lipídios é: a) Se contiver bases nitrogenadas, estas devem estar ligadas a uma ribose e a um aminoácido. b) Se contiver sais, estes devem ser de bromo ou de flúor, pois são essas as formas mais frequentes nos lipídios cis. c) Se estiverem presentes compostos com ligações peptídicas entre os aminoácidos, os grupos amino devem ser esterificados. d) Se contiver lipídios com duplas ligações entre os carbonos, os ligantes de maior massa devem estar do mesmo lado da cadeia. e) Se contiver polihidroxialdeídos ligados covalentemente entre si, por ligações simples, esses compostos devem apresentar estrutura linear. Resposta:[D] O critério mais adequado é: no produto alimentar contendo lipídios com duplas ligações entre os carbonos, os ligantes de maior massa devem estar do mesmo lado da cadeia, assim teremos isômeros do tipo cis. Todo isômero cis possui os grupos de menores massa molares, os hidrogênios, do mesmo lado. E os grupos de maiores massas molares do outro lado. C C F H I Cl arilsonmartino@hotmail.com 6 REAÇÕES ORGÂNICAS 01. (Enem 2018) A hidroxilamina 2(NH OH) é extremamente reativa em reações de substituição nucleofílica, justificando sua utilização em diversos processos. A reação de substituição nucleofílica entre o anidrido acético e a hidroxilamina está representada. O produto A é favorecido em relação ao B, por um fator de 510 . Em um estudo de possível substituição do uso de hidroxilamina, foram testadas as moléculas numeradas de 1 a 5. Dentre as moléculas testadas, qual delas apresentou menor reatividade? a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 Resposta:[D] De acordo com os dados da questão, o produto A é obtido pela substituição do átomo de hidrogênio grupo hidroxila (-OH) ligado ao nitrogênio da hidroxilamina. Já o produto B é obtido pela substituição do átomo de hidrogênio (-H) ligado ao nitrogênio da hidroxilamina. Portanto, a reação só pode ocorrer caso a molécula reagente testada possua pelo menos um hidrogênio ligado diretamente ao oxigênio ou ao nitrogênio. Sendo assim, a molécula testada de número 4 não pode sofrer tal reação. Testando a molécula 4: Conclusão: A molécula 4 apresenta a menor reatividade, pois não apresenta nenhum hidrogênio ligado diretamente ao oxigênio ou ao nitrogênio, condição necessária para a ocorrência da reação. 02. (Enem 2018 - Adaptada) As abelhas utilizam a sinalização química para distinguir a abelha-rainha de uma operária, sendo capazes de reconhecer diferenças entre moléculas. A rainha produz o sinalizador químico conhecido como ácido 9-hidroxidec-2-enoico, enquanto as abelhas-operárias produzemácido 10-hidroxidec-2- enoico. Nós podemos distinguir as abelhas-operárias e rainhas por sua aparência, mas, entre si, elas usam essa sinalização química para perceber a diferença. Pode-se dizer que veem por meio da química. LE COUTEUR, P.; BURRESON, J. Os botões de Napoleão: as 17 moléculas que mudaram a história. Rio de Janeiro: Jorge Zahar, 2006 (adaptado). Em condições adequadas, as moléculas dos sinalizadores químicos produzidas pelas abelhas rainha e operária podem ser neutralizadas por a) metanol. b) dietiléter. c) anidrido acético. d) hidróxido de potássio. e) cloreto de sódio. Resposta:[D] O ácido 9-hidroxidec-2-enoico e o ácido 10-hidroxidec- 2-enoico têm caráter ácido (R COOH),− logo, podem reagir com uma base,veja: R-COOH + OH- → R-COO- + H2O Dentre as alternativas, o hidróxido de potássio: 2R COOH KOH H O R COO K . − +− + → + − 03. (Enem 2017) O biodiesel é um biocombustível obtido a partir de fontes renováveis, que surgiu como alternativa ao uso do diesel de petróleo para motores de combustão interna. Ele pode ser obtido pela reação entre triglicerídeos, presentes em óleos vegetais e gorduras animais, entre outros, e alcoóis de baixa massa molar, como o metanol ou etanol, na presença de um catalisador. Neste processo forma-se, também, um subproduto muito utilizado na indústria. Os nomes da reação representada e do subproduto formado são, respectivamente, a) Esterificação e glicol. b) Esterificação e glicerina. c) Transesterificação e glicol. d) Transesterificação e glicerina. e) Oxidação e propanotriol. Resposta:[D] A transesterificação consiste na reação de um éster com um álcool, resultando como produtos um outro éster e um outro álcool. O esquema geral da reação pode ser representado da seguinte maneira: arilsonmartino@hotmail.com 7 Atualmente a transesterificação é muito utilizada na produção de biodiesel, um biocombustível que pode ser obtido a partir de óleos e gorduras. 04. (Enem 2017) A ozonólise, reação utilizada na indústria madeireira para a produção de papel, é também utilizada em escala de laboratório na síntese de aldeídos e cetonas. As duplas ligações dos alcenos são clivadas pela oxidação com o ozônio 3(O ), em presença de água e zinco metálico, e a reação produz aldeídos e/ou cetonas, dependendo do grau de substituição da ligação dupla. Ligações duplas dissubstituídas geram cetonas, enquanto as ligações duplas terminais ou monossubstituídas dão origem a aldeídos, como mostra o esquema. Considere a ozonólise do composto 1-fenil-2-metilprop- 1-eno: Quais são os produtos formados nessa reação? a) Benzaldeído e propanona. b) Propanal e benzaldeído. c) 2-fenil-etanal e metanal. d) Benzeno e propanona. e) Benzaldeído e etanal. Resposta:[A] A reação de um alceno com ozônio seguida de hidrólise, pode gerar aldeídos e/ou cetonas. Trata-se de uma reação que rompe completamente a dupla ligação, quebrando a molécula do alceno em moléculas menores. Sendo assim, teremos como produtos da ozonólise do 1-fenil-2-metilprop-1-eno os seguintes produtos: Resumindo, em uma ozonólise temos apenas que quebrar a dupla e adicionar um oxigênio a cada um dos fragmentos. 05. (Enem PPL 2017 - Adaptada) A ozonólise, reação utilizada na indústria madeireira para a produção de papel, é também utilizada em escala de laboratório na síntese de aldeídos e cetonas. As duplas ligações dos alcenos são clivadas pela oxidação com o ozônio 3(O ), em presença de água e zinco metálico, e a reação produz aldeídos e/ou cetonas, dependendo do grau de substituição da ligação dupla. Ligações duplas dissubstituídas geram cetonas, enquanto as ligações duplas terminais ou monossubstituídas dão origem a aldeídos, como mostra o esquema. Considere a ozonólise do composto 1,2-fenil-prop-1- eno: Quais são os produtos formados nessa reação? a) Ácido benzoico e etil-fenil-cetona. b) Ácido benzoico e benzaldeído. c) 2-fenil-etanal e metil-fenil-cetona. d) Benzaldeído e fenil-metil-cetona. e) Benzaldeído e etil-fenil-cetona. Resposta:[D] arilsonmartino@hotmail.com 8 06. (Enem 2016) O esquema representa, de maneira simplificada, o processo de produção de etanol utilizando milho como matéria-prima. A etapa de hidrólise na produção de etanol a partir do milho é fundamental para que a) a glicose seja convertida em sacarose. b) as enzimas dessa planta sejam ativadas. c) a maceração favorece a solubilização em água. d) o amido seja transformado em substratos utilizáveis pela levedura. e) os grãos com diferentes composições químicas sejam padronizados. Resposta:[D] 07. (Enem 2016) Nucleófilos (Nu ) − são bases de Lewis que reagem com haletos de alquila, por meio de uma reação chamada substituição nucleofílica N(S ), como mostrado no esquema: R X Nu R Nu X− −− + → − + (R = grupo alquila e X = halogênio) A reação de NS entre metóxido de sódio 3(Nu CH O ) − −= e brometo de metila fornece um composto orgânico pertencente à função a) éter. b) éster. c) álcool. d) haleto. e) hidrocarboneto. Resposta:[A] Os reagentes que promovem substituição em haletos orgânicos são os nucleófilos, devido ao efeito indutivo negativo causado pelos átomos de halogênio. Devido à natureza do reagente, esse tipo de reação é denominada substituição nucleofílica, sendo representada pelo seguinte esquema geral: Quando o nucleófilo é um alcóxido (sal de álcool), teremos nessa reação a formação de um éter. Alcóxido + haleto → éter + sal Substituindo 3Nu (CH O ) − − e o brometo de metila 3(CH Br) na equação fornecida no enunciado, vem: 08. (Enem 2015) Hidrocarbonetos podem ser obtidos em laboratório por descarboxilação oxidativa anódica, processo conhecido como eletrossíntese de Kolbe. Essa reação é utilizada na síntese de hidrocarbonetos diversos, a partir de óleos vegetais, os quais podem ser empregados como fontes alternativas de energia, em substituição aos hidrocarbonetos fósseis. O esquema ilustra simplificadamente esse processo. R X R NuNu + + X (nucleófilo) (haleto) -- arilsonmartino@hotmail.com 9 Com base nesse processo, o hidrocarboneto produzido na eletrólise do ácido 3,3-dimetil-butanoico é o a) 2,2,7,7-tetrametil-octano. b) 3,3,4,4-tetrametil-hexano. c) 2,2,5,5-tetrametil-hexano. d) 3,3,6,6-tetrametil-octano. e) 2,2,4,4-tetrametil-hexano. Resposta:[C] A reação mostrada no enunciado da questão é a seguinte: Com base nesse exemplo podemos deduzir que o esquema geral da reação é o seguinte: A reação promove a união das cadeias laterais dos ácidos carboxílicos formando um hidrocarboneto. Para o ácido 3,3-dimetilbutanoico, vem: 09. (Enem 2015) O permanganato de potássio 4(KMnO ) é um agente oxidante forte muito empregado tanto em nível laboratorial quanto industrial. Na oxidação de alcenos de cadeia normal , como o 1- fenilprop-1-eno ilustrado na figura, o 4KMnO é utilizado para a produção de ácidos carboxílicos. Os produtos obtidos na oxidação do alceno representado, em solução aquosa de 4KMnO , são: a) Ácido benzoico e ácido etanoico. b) Ácido benzoico e ácido propanoico. c) Ácido etanoico e ácido 2-feniletanoico. d) Ácido 2-feniletanoico e ácido metanoico. e) Ácido 2-feniletanoico e ácido propanoico. Resposta:[A] Em meio ácido, o permanganato é um agente oxidante muito enérgico que leva à cisão da dupla ligação do alceno (oxidação enérgica), formando compostos oxigenados de cadeias menores. Durante a quebra da ligação dupla, os carbonos da insaturação são convertidos de acordocom as seguintes regras. ●Carbono insaturado com 2H(primário) → <H2CO3 > → CO2 e H2O ●Carbono insaturado com 1H(secundário) → ácido carboxílico ●Carbono insaturado com nenhum hidrogênio(terciário) → cetona Sendo assim, temos : 10. (Enem 2014) Grande quantidade dos maus odores do nosso dia a dia está relacionada a compostos alcalinos. Assim, em vários desses casos, pode-se utilizar o vinagre, que contém entre 3,5% e 5% de ácido acético, para diminuir ou eliminar o mau cheiro. Por exemplo, lavar as mãos com vinagre e depois enxaguá- las com água elimina o odor de peixe, já que a molécula de piridina 5 5(C H N) é uma das substâncias responsáveis pelo odor característico de peixe podre. SILVA, V. A.; BENITE, A. M. C.; SOARES, M. H. F. B. “Algo aqui não cheira bem… A química do mau cheiro”. Química Nova na Escola, v. 33, n. 1, fev. 2011 (adaptado). A eficiência do uso do vinagre nesse caso se explica pela a) sobreposição de odor, propiciada pelo cheiro característico do vinagre. b) solubilidade da piridina, de caráter ácido, na solução ácida empregada. c) inibição da proliferação das bactérias presentes, devido à ação do ácido acético. d) degradação enzimática da molécula de piridina, acelerada pela presença de ácido acético. e) reação de neutralização entre o ácido acético e a piridina, que resulta em compostos sem mau odor. Resposta:[E] A eficiência do uso do vinagre, nesse caso, se explica pela reação de neutralização entre o ácido acético e a piridina, que apresenta caráter básico nos conceito de Bronsted e Lewis, o que resulta em um sal inodoro. ácido acéticopiridina 5 5 3 2 5 5 3C H N CH COOH H O [C H N ][CH COO ] + −+ → + Aminas e iminas possuem caráter básico devido ao par de elétrons isolado do átomo de nitrogênio, que permite que esses compostos recebam um H+ proveniente de um ácido. arilsonmartino@hotmail.com 10 O costume de se utilizar limão ou vinagre para diminuir o forte cheiro dos peixes é baseado no caráter básico dos compostos nitrogenados voláteis (principalmente aminas) responsáveis pelo forte odor dos peixes. Tais compostos são neutralizadas pelos ácidos presentes no limão e no vinagre, formando sais inodoros. 11. (Enem 2012) A própolis é um produto natural conhecido por suas propriedades anti-inflamatórias e cicatrizantes. Esse material contém mais de 200 compostos identificados até o momento. Dentre eles, alguns são de estrutura simples, como é o caso do C6H5CO2CH2CH3, cuja estrutura está mostrada a seguir. O ácido carboxílico e o álcool capazes de produzir o éster em apreço por meio da reação de esterificação são, respectivamente, a) ácido benzoico e etanol. b) ácido propanoico e hexanol. c) ácido fenilacético e metanol. d) ácido propiônico e cicloexanol. e) ácido acético e álcool benzílico. Resposta:[A] A reação de esterificação segue o seguinte esquema geral: Sendo assim, a obtenção do benzoato de etila ocorre por meio da seguinte reação: 12. (Enem 2012) O benzeno é um hidrocarboneto aromático presente no petróleo, no carvão e em condensados de gás natural. Seus metabólitos são altamente tóxicos e se depositam na medula óssea e nos tecidos gordurosos. O limite de exposição pode causar anemia, câncer (leucemia) e distúrbios do comportamento. Em termos de reatividade química, quando um eletrófilo se liga ao benzeno, ocorre a formação de um intermediário, o carbocátion. Por fim, ocorre a adição ou substituição eletrofílica. Disponível em: www.sindipetro.org.br. Acesso em: 1 mar. 2012 (adaptado). Com base no texto e no gráfico do progresso da reação apresentada, as estruturas químicas encontradas em I, II e III são, respectivamente: a) b) c) d) e) Resposta:[A] Os compostos aromáticos, como o benzeno, são muito estáveis devido à deslocalização dos seus elétrons pi, ocasionada pelo fenômeno da ressonância. Os compostos insaturados tendem a sofrer reações de adição. No entanto, esse raciocínio não vale para os compostos aromáticos, apesar de serem bastante insaturados. Por que não? As reações de adição implicam a quebra de pelo menos uma ligação pi, que teria como consequência a perda da aromaticidade do anel e, consequentemente, a diminuição da estabilidade. Sendo assim, o produto de adição (produto II) por não ser aromático possui maior energia e o de substituição (produto III) por ser aromático possui menor energia. arilsonmartino@hotmail.com 11 Por isso, reações de substituição dos hidrogênios do anel são mais prováveis que reações de adição. A única letra que representa corretamente os produtos I e II é a letra A. 13. (Enem 2011) A bile é produzida pelo fígado, armazenada na vesícula biliar e tem papel fundamental na digestão de lipídeos. Os sais biliares são esteroides sintetizados no fígado a partir do colesterol, e sua rota de síntese envolve várias etapas. Partindo do ácido cólico representado na figura, ocorre a formação dos ácidos glicólico e taurocólico; o prefixo glico- significa a presença de um resíduo do aminoácido glicina e o prefixo tauro-, do ácido taurina A combinação entre o ácido cólico e a glicina ou taurina origina a função amida, formada pela reação entre o grupo amina desses aminoácidos e o grupo a) carboxila do ácido cólico. b) aldeído do ácido cólico. c) hidroxila do ácido cólico. d) cetona do ácido cólico. e) éster do ácido cólico. Resposta:[A] O grupo funcional do ácido cólico que pode reagir com um grupo amina formando um grupamento amida é a sua carboxila. O grupo amina reage com o grupo carboxila formando o grupo amida: Esse tipo de ligação unindo moléculas com a formação do grupamento amida é denominada ligação peptídica. 14. (Enem 2010) No ano de 2004, diversas mortes de animais por envenenamento no zoológico de São Paulo foram evidenciadas. Estudos técnicos apontam suspeita de intoxicação por monofluoracetato de sódio, conhecido como composto 1080 e ilegalmente comercializado como raticida. O monofluoracetato de sódio é um derivado do ácido monofluoracético e age no organismo dos mamíferos bloqueando o ciclo de Krebs, que pode levar à parada da respiração celular oxidativa e ao acúmulo de amônia na circulação. O monofluoracetato de sódio pode ser obtido pela a) desidrataçao do ácido monofluoracético, com liberação de água. b) hidrólise do ácido monofluoracético, sem formação de água. c) perda de íons hidroxila do ácido monofluoracético, com liberação de hidróxido de sódio. d) neutralização do ácido monofluoracético usando hidróxido de sódio, com liberação de água. e) substituição dos íons hidrogênio por sódio na estrutura do ácido monofluoracético, sem formação de água. Resposta:[D] O composto em questão é um sal de ácido carboxílico. A metodologia mais comum para a obtenção de um sal é a reação de neutralização entre um ácido e uma base. A única letra que menciona tal reação é a letra d.Sendo assim, temos: 15. (Enem 2008) A biodigestão anaeróbica, que se processa na ausência de ar, permite a obtenção de energia e materiais que podem ser utilizados não só como fertilizante e combustível de veículos, mas também para acionar motores elétricos e aquecer recintos. O material produzido pelo processo esquematizado na figura e utilizado para a geração de energia é o a) biodiesel, obtido a partir da decomposição de matéria orgânica e/ou por fermentação na presença de oxigênio. arilsonmartino@hotmail.com 12 b) metano 4(CH ), biocombustível utilizado em diferentes máquinas. c) etanol, que, além de ser empregado na geração de energia elétrica, é utilizado como fertilizante. d) hidrogênio, combustível economicamente mais viável, produzido sem necessidade de oxigênio. e)metanol, que, além das aplicações mostradas no esquema, é matéria-prima na indústria de bebidas. Resposta:[B] O metano 4(CH ) é produzido na decomposição da matéria orgânica e sua queima pode ser representada por: 4 2 2 2CH 2O CO 2H O+ → + . O metano é um gás incolor e inodoro.O metano produzido pela decomposição de matéria orgânica recebe os apelidos de “gás dos pântanos” ou “gás do lixo”. Biomassa Biogás Resíduo Combustível Fertilizante Decomposição em biodegestor CH4 H2S CO2, , 16. (Enem PPL 2020) A pentano-5-lactama é uma amida cíclica que tem aplicações na síntese de fármacos e pode ser obtida pela desidratação intramolecular, entre os grupos funcionais de ácido carboxílico e amina primária, provenientes de um composto de cadeia alifática, saturada, normal e homogênea. O composto que, em condições apropriadas, dá origem a essa amida cíclica é a) 3 2 2 2 2CH NHCH CH CH CO H. b) 2 2 2HOCH CHCH CH CONH .= c) 2 2 2 2CH (NH )CH CH CHCO H.= d) 2 2 2 2 2 2CH (NH )CH CH CH CO H. e) 2 2 3 2 2CH (NH )CH(CH )CH CO H. Resposta:[D] Lactamas são amidas cíclicas formadas por reações de ciclização envolvendo compostos de função mista do tipo aminoácidos. Esse tipo de reação é classificada como eliminação. OBS: Ésteres cíclicos são denominados Lactonas e éteres cícilicos de Epoxidos. 17. (Enem digital 2020) O elemento ferro é essencial em nossa alimentação, pois ajuda a prevenir doenças como a anemia. Normalmente, na alimentação é ingerido na forma de 3Fe ,+ sendo necessário o uso de agentes auxiliares de absorção, como o ácido ascórbico (vitamina C), cuja ação pode ser representada pelo esquema reacional a seguir. A ação do ácido ascórbico ocorre por meio de uma reação de a) eliminação. b) substituição. c) oxirredução. d) neutralização. e) hidrogenação. Resposta:[C] A ação do ácido ascórbico ocorre por meio de uma reação de oxirredução, pois a partir da análise da reação, percebe-se que o Nox do ferro varia de +3 para +2 no processo, ou seja, o cátion ferro sobre redução. Já os carbonos ligados por dupla ligação sofrem oxidação passando de nox 1+ para 2+. 18. (Enem PPL 2018) Na hidrogenação parcial de óleos vegetais, efetuada pelas indústrias alimentícias, ocorrem processos paralelos que conduzem à conversão das gorduras cis em trans. Diversos estudos têm sugerido uma relação direta entre os ácidos graxos trans e o aumento do risco de doenças vasculares. RIBEIRO, A. P.B. et al. Interesterificação química: alternativa para obtenção de gordura zero e trans. Química Nova, n. 5, 2007 (adaptado). Qual tipo de reação química a indústria alimentícia deve evitar para minimizar a obtenção desses subprodutos? a) Adição. b) Ácido-base. c) Substituição. d) Oxirredução. e) Isomerização. arilsonmartino@hotmail.com 13 Resposta:[E] Durante a hidrogenação parcial, algumas duplas com conformação cis mudam de conformação, formando a famosa gordura trans, de que você certamente já deve ter ouvido falar. A gordura trans é um composto artificial produzido pelas indústrias, o qual era adicionado aos alimentos para aumentar o prazo de validade, dar mais sabor, maciez e crocância. No entanto, foi descoberto que esse tipo de gordura facilita o aparecimento de doenças cardiovasculares, como a aterosclerose. As cadeias com duplas em trans se solidificam mais facilmente porque são lineares e possuem maior ponto de fusão. apenas parcial, restando ainda algumas instaurações na gordura. Isso é feito por que existem evidências médicas de que glicerídeos totalmente saturados podem provocar problemas cardiovasculares. A indústria alimentícia deve evitar a isomerização, ou seja, a formação dos isômeros do tipo trans no processo de hidrogenação de óleos vegetais. 19. (Enem PPL 2018) O ácido acetilsalicílico é um analgésico que pode ser obtido pela reação de esterificação do ácido salicílico. Quando armazenado em condições de elevadas temperaturas e umidade, ocorrem mudanças físicas e químicas em sua estrutura, gerando um odor característico. A figura representa a fórmula estrutural do ácido acetilsalicílico. Esse odor é provocado pela liberação de a) etanol. b) etanal. c) ácido etanoico. d) etanoato de etila. e) benzoato de etila. Resposta:[C] Esse odor de vinagre é provocado pela liberação de ácido etanoico (acético). Esse ácido é formado na reação de hidrólise ácida do grupo éster do ácido acetilsalicílico. 20. (Enem PPL 2018) A figura apresenta um processo alternativo para obtenção de etanol combustível, utilizando o bagaço e as folhas de cana-de-açúcar. Suas principais etapas são identificadas com números. Em qual etapa ocorre a síntese desse combustível? a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 Resposta:[D] O etanol (combustível) é sintetizado durante a fermentação do caldo, ou seja, na etapa 4. A hidrólise da celulose libera moléculas de glicose que sofrem fermentação de acordo com a seguinte reação: C6H12O6(aq) → 2CO2(g) + 2C2H5OH(l) 21. (Enem PPL 2017) Pesquisadores avaliaram a qualidade da água potável distribuída em cidades brasileiras. Entre as várias substâncias encontradas, destacam-se as apresentadas no esquema. A presença dessas substâncias pode ser verificada por análises químicas, como uma reação ácido-base, mediante a adição hidróxido de sódio. Apesar de não ser perceptível visualmente, por casa das condições de diluição, essa análise apresentará resultado positivo para o(a) a) cafeína. b) atrazina. c) triclosan. d) benzo[a]pireno. e) dipirona sódica. Resposta:[C] C C R H H R C C H R H H H R Cis H2 H2 Cis C C R H H R C C R H R H Trans Isomerização arilsonmartino@hotmail.com 14 Apesar de não ser perceptível visualmente, por casa das condições de diluição, essa análise apresentará resultado positivo para o triclosan, pois este composto apresenta a função fenol que tem caráter ácido fraco. Os fenóis são neutralizados por bases fortes produzindo sal e água. 22. (Enem PPL 2016) Na preparação da massa do pão, presente na mesa do café da maioria dos brasileiros, utiliza-se o fungo Saccharomyces cerevisiae vivo, contido no fermento. Sua finalidade é fazer com que a massa cresça por meio da produção de gás carbônico. Esse processo químico de liberação de gás é causado pela a) glicogênese lática. b) fermentação alcoólica. c) produção de ácido lático. d) produção de lactobacilos. e) formação do ácido pirúvico. Resposta:[B] Esse processo químico de liberação de gás(CO2(g)) é causado pela fermentação alcoólica.A hidrólise da sacarose libera moléculas de glicose e frutose (isômeros de função C6H12O6) que sofrem fermentação de acordo com a seguinte reação: C6H12O6(aq) → 2CO2(g) + 2C2H5OH(l) 23. (Enem 2ª aplicação 2016) A descoberta dos organismos extremófilos foi uma surpresa para os pesquisadores. Alguns desses organismos, chamados de acidófilos, são capazes de sobreviver em ambientes extremamente ácidos. Uma característica desses organismos é a capacidade de produzir membranas celulares compostas de lipídeos feitos de éteres em vez dos ésteres de glicerol, comuns nos outros seres vivos (mesófilos), o que preserva a membrana celular desses organismos mesmo em condições extremas de acidez.A degradação das membranas celulares de organismos não extremófilos em meio ácido é classificada como a) hidrólise. b) termólise. c) eterificação. d) condensação. e) saponificação. Resposta:[A] Os principais constituintes das membranas celulares de seres vivos (mesófilos), são lipídios que apresentam grupamentos ésteres em suas estruturas. Ésteressofrem hidrólise em meio ácido. 24. (Enem PPL 2015) O papel tem na celulose sua matéria-prima, e uma das etapas de sua produção é o branqueamento, que visa remover a lignina da celulose. Diferentes processos de branqueamento usam, por exemplo, cloro 2(C ), hipoclorito de sódio (NaC O), oxigênio 2(O ) ozônio 3(O ) ou peróxido de hidrogênio 2 2(H O ). Alguns processos de branqueamento levam à formação de compostos organoclorados. São apresentadas as estruturas de um fragmento da lignina e do tetracloroguaiacol, um dos organoclorados formados no processo de branqueamento. Os reagentes capazes de levar à formação de organoclorados no processo citado são a) 2 3O e O . b) 2 2C e O . c) 2 2 2H O e C . arilsonmartino@hotmail.com 15 d) 3NaC O e O . e) 2NaC O e C . Resposta:[E] Os reagentes capazes de levar à formação de organoclorados no processo citado devem possuir cloro em sua composição, já que a celulose não possui. Portanto, os agentes oxidantes capazes de introduzir cloro são 2NaC O (C O ) e C − . 25. (Enem 2ª aplicação 2014) Nos tempos atuais, grandes esforços são realizados para minimizar a dependência dos combustíveis fósseis, buscando alternativas como compostos provenientes de fontes renováveis, biodegradáveis e que causem menos impacto na atmosfera terrestre. Um combustível renovável (X) de grande importância econômica é obtido a partir da equação genérica: 6 12 6 2Sacarose C H O X CO→ → + Com base na equação, o referido combustível renovável é o a) etanol. b) butano. c) propano. d) biodiesel. e) gás natural. Resposta:[A] Com base na equação, o referido combustível renovável é o etanol 2 6(C H O ou 2 5C H OH). Esquematicamente: 12 22 11 6 12 6 2 6 2C H O C H O C H O CO .→ → + 26. (Enem 2ª aplicação 2014) Alguns materiais poliméricos não podem ser utilizados para a produção de certos artefatos, seja por limitações das propriedades mecânicas, seja pela facilidade com que sofrem degradação, gerando subprodutos indesejáveis para aquela aplicação. Torna-se importante, então, a fiscalização, para determinar a natureza do polímero utilizado na fabricação do artefato. Um dos métodos possíveis baseia-se na decomposição do polímero para a geração dos monômeros que lhe deram origem.A decomposição controlada de um artefato gerou a diamina 2 2 6 2H N(CH ) NH e o diácido 2 2 4 2HO C(CH ) CO H. Logo, o artefato era feito de a) poliéster. b) poliamida. c) polietileno. d) poliacrilato. e) polipropileno. Resposta:[B] Os polímeros cujos monômeros são poliamidas e poliácidos são as poliamidas. O grupamento amida sofre hidrólise gerando um grupamento ácido e um grupamento amina. O processo consiste na quebra da ligação peptídica ou amídica do polímero. As principais poliamidas são as proteínas , Nylon , Kevlar e Nomex. 27. (Enem PPL 2012) Um dos métodos de produção de biodiesel envolve a transesterificação do óleo de soja utilizando metanol em meio básico (NaOH ou KOH), que precisa ser realizada na ausência de água. A figura mostra o esquema reacional da produção de biodiesel, em que R representa as diferentes cadeias hidrocarbônicas dos ésteres de ácidos graxos. A ausência de água no meio reacional se faz necessária para a) manter o meio reacional no estado sólido. b) manter a elevada concentração do meio reacional. c) manter constante o volume de óleo no meio reacional. d) evitar a diminuição da temperatura da mistura reacional. e) evitar a hidrólise dos ésteres no meio reacional e a formação de sabão. Resposta:[E] A ausência de água no meio reacional é necessária para evitar a hidrólise dos glicerídeos (ésteres) no meio reacional e a formação de sabão, ou seja, para que não ocorra saponificação (hidrólise básica de ésteres). A hidrólise de um glicerídeos libera ácidos graxos que na arilsonmartino@hotmail.com 16 presença de uma base forte, nesse caso NaOH, são convertidos em sabão que são sais de ácidos graxos. Reação de saponificação (hidrólise básica de estér) éster + base → álcool + sal de ácido carboxílico 28. (Enem PPL 2011) O biodiesel é um biocombustível que pode ser obtido a partir do processo químico em que óleos ou gorduras são transformados em ésteres metílicos ou etílicos de ácidos graxos. Suas principais vantagens de uso relacionam-se principalmente ao fato de serem oriundos de fontes renováveis e produzirem muito menos poluição do que os derivados de combustíveis fósseis. A figura seguinte mostra, de forma esquemática, o processo de produção de biodiesel a partir do óleo de soja: De acordo com o descrito, a etapa que representa efetivamente a formação das moléculas orgânicas combustíveis que compõem o biodiesel está representada na figura pelo número a) 1. b) 2. c) 3. d) 4. e) 5. Resposta:[A] A transesterificação consiste na reação de um éster com um álcool, resultando como produtos um outro éster e um outro álcool. O esquema geral da reação pode ser representado da seguinte maneira: Atualmente a transesterificação é muito utilizada na produção de biodiesel, um biocombustível que pode ser obtido a partir de óleos e gorduras. 29. (Enem PPL 2011) A explosão de uma plataforma de petróleo em frente à costa americana e o vazamento de cerca de mil barris de petróleo por dia no mar provocaram um desastre ambiental. Uma das estratégias utilizadas pela Guarda Costeira para dissipar a mancha negra foi um recurso simples: fogo. A queima da mancha de petróleo para proteger a costa provocará seus próprios problemas ambientais, criando enormes nuvens de fumaça tóxica e deixando resíduos no mar e no ar. HIRST, M. Depois de vazamento, situação de petroleira britânica se complica. BBC. Disponível em: http://www.bbc.co.uk. Acesso em: 1 maio 2010 (adaptado). Além da poluição das águas provocada pelo derramamento de óleo no mar, a queima do petróleo provoca a poluição atmosférica formando uma nuvem negra denominada fuligem, que é proveniente da combustão a) completa de hidrocarbonetos. b) incompleta de hidrocarbonetos. c) completa de compostos sulfurados. d) incompleta de compostos sulfurados. e) completa de compostos nitrogenados. Resposta:[B] A fuligem é proveniente da combustão incompleta de hidrocarbonetos presentes no petróleo devido à falta de gás oxigênio para que a combustão completa seja alcançada.Genericamente: Combustão incompleta x y 2 2 FuligemHidrocarboneto x y 2 C H O x C x CO y H O 2 + + ⎯⎯⎯⎯⎯⎯→ + + O O O CO CO CO R R R 3NaOH OH OH OH R C O ONa+ 3+ sabão GlicerinaGlicerídio
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