Trabalho_Quimica_Alcanos_Metano

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Trabalho de Química
1. Propriedades Físicas e Químicas dos Alcanos
1.1 Propriedades Físicas dos Alcanos
Os alcanos são compostos orgânicos pertencentes à classe dos hidrocarbonetos saturados, ou seja, apresentam apenas ligações simples entre átomos de carbono (ligações sigma). São moléculas apolares, insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos como éter e benzeno. Os pontos de fusão e ebulição aumentam com o aumento da massa molecular e da cadeia carbônica.
1.2 Densidade dos Alcanos
Os alcanos possuem densidade menor que a da água, em torno de 0,7 g/cm³ a 0,8 g/cm³. Por isso, sempre flutuam quando em contato com água.
1.3 Propriedades Químicas dos Alcanos
Quimicamente, os alcanos são pouco reativos devido à estabilidade da ligação C–C e C–H. Entretanto, podem participar de reações de substituição, combustão e halogenação.
Reação de Substituição
Na reação de substituição, um átomo de hidrogênio do alcano é substituído por outro átomo ou grupo. Exemplo: Halogenação.
CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl (na presença de luz ultravioleta).
Halogenação
A halogenação é uma reação radicalar, onde átomos de halogênios substituem hidrogênios. Exemplo:
CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl (UV).
Migração
A migração refere-se à reorganização da cadeia carbônica durante reações químicas. Embora rara nos alcanos, pode ocorrer em condições especiais.
Sulfenação
A sulfenação é a substituição de um hidrogênio do alcano por um grupo sulfenila (–SR), normalmente realizada em condições específicas.
Reação de Combustão
A combustão dos alcanos ocorre na presença de oxigênio, liberando dióxido de carbono, água e energia:
CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O + energia.
2. Métodos de Obtenção dos Alcanos
2.1 Síntese de Wurtz
Consiste na reação de haletos de alquila com sódio metálico em meio anidro, formando alcanos de cadeia maior:
2R–Cl + 2Na → R–R + 2NaCl.
2.2 Método de Dumas
Utiliza sais de ácidos carboxílicos (acetatos) aquecidos com hidróxido de sódio e cal (NaOH + CaO), liberando alcanos de cadeia menor.
CH₃COONa + NaOH → CH₄ + Na₂CO₃.
2.3 Método de Sabatier-Senderens (Hidrogenação Catalítica)
É a hidrogenação de alcenos ou alcinos na presença de catalisadores como Ni, Pt ou Pd, resultando em alcanos:
CH₂=CH₂ + H₂ → CH₃–CH₃.
3. Metano: Ocorrência, Obtenção, Propriedades e Aplicações
3.1 Ocorrência do Metano na Natureza
O metano é o principal constituinte do gás natural e do biogás, também encontrado em jazidas de petróleo, pântanos e regiões vulcânicas.
3.2 Método de Obtenção de Metano
Pode ser obtido por: 
- Fermentação anaeróbica da matéria orgânica.
- Reação de sais de ácidos carboxílicos com hidróxidos (método de Dumas).
- Extração direta do gás natural.
4. Propriedades Físicas e Químicas do Metano
4.1 Propriedades Físicas
O metano (CH₄) é um gás incolor, inodoro, insolúvel em água e menos denso que o ar.
4.2 Propriedades Químicas
Reage principalmente por substituição, halogenação e combustão.
Reação de Combustão
CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O + energia.
Reação de Substituição
Em presença de halogênios e luz ultravioleta:
CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl.
Halogenação (Cloração)
A cloração do metano ocorre em várias etapas, formando diferentes produtos:
CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl
CH₃Cl + Cl₂ → CH₂Cl₂ + HCl
CH₂Cl₂ + Cl₂ → CHCl₃ + HCl
CHCl₃ + Cl₂ → CCl₄ + HCl.
5. Aplicações do Metano
O metano é utilizado como combustível doméstico e industrial, na produção de hidrogênio, metanol, amônia e como matéria-prima em indústrias petroquímicas.
6. Clorofluorcarbonetos (CFCs) e seus Efeitos no Meio Ambiente
Os CFCs são compostos derivados de alcanos, nos quais os átomos de hidrogênio foram substituídos por cloro e flúor. São gases estáveis, não inflamáveis e de baixa toxicidade. Foram usados como propelentes em aerossóis, refrigerantes e agentes expansores. Entretanto, possuem graves efeitos ambientais, pois contribuem para a destruição da camada de ozônio na estratosfera:
CFCl₃ + radiação UV → CFCl₂ + Cl•
Cl• + O₃ → ClO• + O₂
ClO• + O₃ → Cl• + 2O₂.
Esse processo reduz a concentração de ozônio, aumentando a incidência de radiação ultravioleta na superfície da Terra.