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AULA I REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO EM HIDROCARBONETOS DO TIPO ALCANOS QUÍMICA ORGÂNICA II Reações Envolvendo Substâncias Orgânicas Instituto Federal do Norte de Minas Gerais Química Orgânica II – Reações Orgânicas AULA I – REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO ❖ Matheus Marques Simões • Engenheiro Químico pela Universidade de Ribeirão Preto (2013) • Mestre em Tecnologia Ambiental pela Universidade de Ribeirão Preto (2016) Dissertação Apresentada: Plano Diretor de Abastecimento de Água do Município de Brodowski – SP • Doutor em Tecnologia Ambiental pela Universidade de Ribeirão Preto (2021) Tese Apresentada: Obtenção de Parâmetros para Dimensionamento do Sistema de Secagem Natural do Lodo de ETA em Estufa Piloto Química Orgânica II – Reações Orgânicas AULA I – REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO ❑ INTRODUÇÃO ▪ Exemplos de Reações que Envolvem Substâncias Orgânicas ✓ Substâncias do nosso cotidiano o Combustão completa dos hidrocarbonetos presentes no Gás de Cozinha Prof. Dr. Matheus Simões 1 Química Orgânica II – Reações Orgânicas AULA I – REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO ❑ INTRODUÇÃO ▪ Exemplos de Reações que Envolvem Substâncias Orgânicas ✓ Substâncias do nosso cotidiano o Neutralização do Ácido Etanoico (Ácido Acético) presente no Vinagre Prof. Dr. Matheus Simões 2 O Ácido Etanoico ou Ácido Acético é um tipo de Ácido Carboxílico Química Orgânica II – Reações Orgânicas AULA I – REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO ❑ INTRODUÇÃO ▪ Exemplos de Reações que Envolvem Substâncias Orgânicas ✓ Substâncias do nosso cotidiano o Oxidação do Etanol presente no Vinho, formando o Ácido Etanoico (Ácido Acético) Prof. Dr. Matheus Simões 3 Química Orgânica II – Reações Orgânicas AULA I – REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO ❑ INTRODUÇÃO ▪ Exemplos de Reações que Envolvem Substâncias Orgânicas ✓ Substâncias do nosso cotidiano o Fermentação da Glicose presente na Cana de Açúcar, formando Etanol Prof. Dr. Matheus Simões 4 Química Orgânica II – Reações Orgânicas AULA I – REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO ❑ REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO ▪ Conceitos Fundamentais ✓ É comum a ocorrência deste tipo de reação em hidrocarbonetos do tipo Alcanos ✓ Um átomo presente em uma determinada molécula orgânica é substituído por outro átomo ou grupo de átomos. ✓ As reações ocorrem pela substituição de um átomo de hidrogênio presente na molécula, sendo que, o hidrogênio mais facilmente substituído por outro átomo ou grupo de átomos, será aquele ligado a um carbono terciário. Prof. Dr. Matheus Simões 5 Química Orgânica II – Reações Orgânicas AULA I – REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO ❑ REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO ▪ Conceitos Fundamentais Prof. Dr. Matheus Simões 6 Química Orgânica II – Reações Orgânicas AULA I – REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO ❑ SUBSTITUIÇÃO EM ALCANOS ▪ Conceitos Fundamentais ✓ Os alcanos são hidrocarbonetos alifáticos saturados ✓ As reações de substituição em alcanos são lentas e somente ocorrem em condições específicas, como por exemplo, na presença de luz solar ou ultravioleta, e ou, sob aquecimento. Prof. Dr. Matheus Simões 7 Química Orgânica II – Reações Orgânicas AULA I – REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO ❑ SUBSTITUIÇÃO EM ALCANOS ▪ Conceitos Fundamentais ✓ Conhecidos popularmente como parafinas (parum affinis, pouca afinidade, pouco reativos) (Alcanos com mais de 17 Carbonos) Prof. Dr. Matheus Simões 8 Química Orgânica II – Reações Orgânicas AULA I – REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO ❑ SUBSTITUIÇÃO EM ALCANOS ▪ Conceitos Fundamentais ✓ O Petróleo é a maior fonte natural de alcanos • Refinaria Gabriel Passos Betim – MGProf. Dr. Matheus Simões 9 Química Orgânica II – Reações Orgânicas AULA I – REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO ❑ SUBSTITUIÇÃO EM ALCANOS ▪ Conceitos Fundamentais ✓ Coluna de Destilação ou Torre de Fracionamento o Craqueamento do Petróleo o Pirólise Prof. Dr. Matheus Simões 10 Química Orgânica II – Reações Orgânicas AULA I – REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO ❑ SUBSTITUIÇÃO EM ALCANOS ▪ Conceitos Fundamentais ✓ Os principais tipos de reações de substituição que ocorrem em alcanos são: o 1. Halogenação: Elementos da Família 7 A o 2. Nitração: - NO2 (Reação com o Ácido Nítrico HNO3) o 3. Sulfonação: - HSO3 (Reação com o Ácido Sulfúrico H2SO4) Prof. Dr. Matheus Simões 11 Química Orgânica II – Reações Orgânicas AULA I – REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO ❑ SUBSTITUIÇÃO EM ALCANOS – 1. Reações de Halogenação ▪ O que são as Reações de Halogenação em Alcanos? ✓ São aquelas reações que ocorrem em moléculas de hidrocarbonetos do tipo alcanos COM moléculas formadas somente pelos elementos químicos da família 7 A da Tabela Periódica, também denominados de HALOGÊNIOS ✓ Em função da elevada Reatividade do Gás Flúor (reações muito violentas – perigo de explosão), normalmente se usa apenas moléculas formadas pelos elementos Cloro e Bromo Prof. Dr. Matheus Simões 12 Química Orgânica II – Reações Orgânicas AULA I – REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO ❑ SUBSTITUIÇÃO EM ALCANOS – 1. Reações de Halogenação ▪ O que são as Reações de Halogenação em Alcanos? ✓ A molécula de Iodo – I2 é muito pouco reativa (praticamente não reagem com alcanos) ✓ As Reações de Halogenação em Alcanos, são também denominadas por Reações de Substituição para Obtenção de Haletos Orgânicos Prof. Dr. Matheus Simões 13 Química Orgânica II – Reações Orgânicas AULA I – REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO ❑ SUBSTITUIÇÃO EM ALCANOS – 1. Reações de Halogenação ▪ Haletos de Alquila ✓ Reação de Substituição para obtenção do Clorometano ou Cloreto de Metila Prof. Dr. Matheus Simões 14 Química Orgânica II – Reações Orgânicas AULA I – REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO ❑ SUBSTITUIÇÃO EM ALCANOS – 1. Reações de Halogenação ▪ Haletos de Alquila ✓ Se utilizarmos cloro em excesso, a reação pode prosseguir, sendo possível obter o composto Clorofórmio Prof. Dr. Matheus Simões 15 Química Orgânica II – Reações Orgânicas AULA I – REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO ❑ SUBSTITUIÇÃO EM ALCANOS – 1. Reações de Halogenação ▪ Haletos de Alquila ✓ Se utilizarmos cloro em excesso, a reação pode prosseguir, sendo possível obter o composto Clorofórmio Prof. Dr. Matheus Simões 16 Utilizado como: - Solvente em vários produtos (vernizes, ceras, gorduras, óleos - Agente de limpeza a seco - Anestésico -Em extintores de incêndio -Intermediário na fabricação de corantes e agrotóxicos Química Orgânica II – Reações Orgânicas AULA I – REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO ❑ SUBSTITUIÇÃO EM ALCANOS – 1. Reações de Halogenação ▪ Haletos de Alquila ✓ A cloração total do Metano, fornece o Tetracloro-metano ou Tetracloreto de Carbono Prof. Dr. Matheus Simões 17 Química Orgânica II – Reações Orgânicas AULA I – REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO ❑ SUBSTITUIÇÃO EM ALCANOS – 1. Reações de Halogenação ▪ Haletos de Alquila ✓ A cloração total do Metano, fornece o Tetracloro-metano ou Tetracloreto de Carbono Prof. Dr. Matheus Simões 18 Utilizado como: -Em extintores de incêndio - Gases Refrigerantes - Solvente Orgânico - Aditivo de Combustível - Desengordurante Metálico Química Orgânica II – Reações Orgânicas AULA I – REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO ❑ SUBSTITUIÇÃO EM ALCANOS – 1. Reações de Halogenação ▪ Haletos de Alquila ✓ Reação de Substituição em Alcanos com 3 ou mais átomos de Carbono Prof. Dr. Matheus Simões 19 Química Orgânica II – Reações Orgânicas AULA I – REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO ❑ SUBSTITUIÇÃO EM ALCANOS – 1. Reações de Halogenação ▪ Haletos de Alquila ✓ Reação de Substituição para obtenção do Bromoetano ou Brometo de Etila Prof. Dr. Matheus Simões 20 Química Orgânica II – Reações Orgânicas AULA I – REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO ❑ SUBSTITUIÇÃO EM ALCANOS – 1. Reações de Halogenação ▪ Haletos de Alquila ✓ Reação de Substituição para obtenção do 2-Cloro-2-Metil-Butano Prof. Dr. Matheus Simões 21 Química Orgânica II – Reações Orgânicas AULA I – REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO ❑ SUBSTITUIÇÃO EM ALCANOS – 1. Reações de Halogenação ▪ Haletos de Alquila ✓ Reação de Substituição para obtenção do 2-Cloro-2-Metil-Butano Prof. Dr. Matheus Simões 22 Química Orgânica II – Reações Orgânicas AULA I – REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO❑ SUBSTITUIÇÃO EM ALCANOS – 2. Reações de Nitração ▪ O que são as Reações de Nitração em Alcanos? ✓ São aquelas reações que ocorrem em hidrocarbonetos do tipo alcanos COM o Ácido Nítrico ✓ Um Hidrogênio será substituído por um grupo - NO2 Prof. Dr. Matheus Simões 23 Química Orgânica II – Reações Orgânicas AULA I – REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO ❑ SUBSTITUIÇÃO EM ALCANOS – 2. Reações de Nitração ▪ O que são as Reações de Nitração em Alcanos? o Reação do Metano com o Ácido Nítrico Prof. Dr. Matheus Simões 24 Química Orgânica II – Reações Orgânicas AULA I – REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO ❑ SUBSTITUIÇÃO EM ALCANOS – 2. Reações de Nitração ▪ O que são as Reações de Nitração em Alcanos? o Reação do Propano com o Ácido Nítrico Prof. Dr. Matheus Simões 25 Química Orgânica II – Reações Orgânicas AULA I – REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO ❑ SUBSTITUIÇÃO EM ALCANOS – 3. Reações Sulfonação ▪ O que são as Reações de Sulfonação em Alcanos? ✓ São aquelas reações que ocorrem em hidrocarbonetos do tipo alcanos COM o Ácido Sulfúrico ✓ Um Hidrogênio será substituído por um grupo - HSO3 Prof. Dr. Matheus Simões 26 Química Orgânica II – Reações Orgânicas AULA I – REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO ❑ SUBSTITUIÇÃO EM ALCANOS – 3. Reações Sulfonação ▪ O que são as Reações de Sulfonação em Alcanos? o Reação do Metano com o Ácido Sulfúrico Prof. Dr. Matheus Simões 27 Slide 1 Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11 Slide 12 Slide 13 Slide 14 Slide 15 Slide 16 Slide 17 Slide 18 Slide 19 Slide 20 Slide 21 Slide 22 Slide 23 Slide 24 Slide 25 Slide 26 Slide 27 Slide 28 Slide 29
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