Lista_de_Exercicios_4_-_QFL-2340_2008

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QFL-2340 - Estrutura e Propriedades de Compostos Orgânicos – Diurno 
Lista 4 – 2008 
 
1. Arranje os alcanos a seguir na ordem crescente de ponto de ebulição, explicando o porquê da ordem 
escolhida. 
(a) 2-metilheptano, octano, 2,2,4-trimetilpentano 
(b) butano, decano, hexano 
(c) 3,3-dimetilheptano, 2,2,4-trimetilpentano, nonano 
(d) 2-metilbutano, 2,2-dimetilpropano, pentano 
 
2. Dentre os grupos de compostos abaixo, indique quais são isômeros. 
(a) butano, ciclobutano, isobutano, 2-metilbutano 
(b) ciclopentano, neopentano, 2,2-dimetilpentano, 2,2,3-trimetilbutano 
(c) ciclohexano, hexano, metilciclopentano, 1,1,2-trimetilciclopropano 
(d) etilciclopropano, 1,1-dimetilciclopropano, cicloproprilpropano, ciclopentano 
(e) 4-metiltetradecano, 2,3,4,5-tetrametildecano, pentadecano, 4-ciclobutildecano 
 
3. Iodometano reage com HI em condições radicalares, fornecendo metano e iodo. Escreva a equação 
geral para esta reação. Escreva um mecanismo para este processo, classificando as etapas como iniciação, 
propagação e terminação. Calcule as mudanças de entalpia, associadas com a reação global e com cada 
uma das etapas. 
 
4. Calcule o G0 para a reação abaixo (a 25°C): 
+ 
H0 = + 22,4 Kcal mol-1, S0 = + 33,3 e.u. 
(a) Nesta temperatura, a reação é termodinamicamente favorável a 25 ºC? Em qual temperatura a reação 
torna-se favorável? 
(b) No caso da reação acima, partiu-se de uma molécula, gerando duas. Explique o que aconteceria com a 
entropia do sistema se duas moléculas reagissem formando apenas uma. 
 
5. Explique o comportamento descrito no gráfico a seguir: 
2 
 
4 5 6 7 8 9 10
-40
0
40
80
120
160
200
Bo
ilin
g 
Po
in
t, 
o C
 (1
 a
tm
)
Number of Carbon Atoms in Alkane
 2-Methyl-Branched Alkane
 Unbranched Alkane
 
 
6. Liste os seguintes radicais em ordem crescente de estabilidade. Explique. 
CH3(CH3)2CHCH2 C
CH3
CH3
H3CH2C CH3CH2CH CH3
 
7. Desenhe as fórmulas estruturais de todos os possíveis produtos da monohalogenação nas seguintes 
reações: 
(a) Cl2 + ciclopentano luz 
(b) Br2 + 2,3-dimetilbutano luz 
(c) Cl2 + 2-metilpentano luz 
(d) Cl2 + metilciclopentano luz 
 
8. A velocidade da reação de bromação do metano é diminuída pela adição de HBr. Por quê? Como você 
provaria experimentalmente que esta afirmação é verdadeira? 
 
9. Quais dos seguintes compostos podem ser preparados com elevado grau de pureza (isto é, sem a 
presença de isômeros) através da halogenação regiosseletiva de um alcano. 
(a) 2-Cloropentano 
(b) Clorociclopentano 
(c) 2-Bromo-2-metilbutano 
(d) 2-Bromo-3-metilbutano 
(e) 2-Bromo-2,4,4-trimetilpentano 
(f) Bromociclohexano 
 
10. Escreva o mecanismo para a cloração do etano, gerando cloroetano. Calcule o H° para cada etapa. 
 
11. Escreva equações balanceadas para a combustão de cada uma das seguintes substâncias. 
(a) metano 
(b) decano 
(c) metilciclononano 
(d) ciclopentilciclopentano 
3 
 
 
12. Dado o valor de H° para a reação: 
H2(g) + ½O2(g) H2O(l) H° = -286 kJ 
E os calores de combustão para o etileno e para o etano, que são 1410 kJ.mol-1 e 1560 kJ.mol-1, 
respectivamente; 
(a) calcule o H° para a hidrogenação do etileno. 
CH2=CH2(g) + H2(g) CH3-CH3(l) H° = -286 kJ 
(b) calcule o valor de H° para a hidrogenação do acetileno para o etileno, sabendo que o calor de 
combustão do acetileno é 1300 kJ.mol-1. 
(c) calcule o valor de H° para a reação hipotética: 
2 CH2=CH2(g) CH3-CH3(g) + CH CH 
 
13. Uma evidência experimental para o mecanismo em cadeia radicalar é a observação que traços 
de oxigênio inibem fortemente a reação de halogenação de alcanos. 
a) Que aspecto da estrutura eletrônica do oxigênio é importante neste contexto? Faça a 
distribuição dos elétrons nos orbitais moléculas para a molécula de O2. 
b) Sugira uma maneira pelo qual o oxigênio interfira com a etapa chave da reação de halogenação 
de alcanos. 
 
14. Se metilciclopropano é tratado com t-BuOCl, vários produtos podem ser obtidos, sendo que os 
produtos majoritários são A e B. Em temperatura mais baixa, mais do produto A é obtido, e em 
temperatura mais alta, obtém-se mais de B. Explique. 
Cl
 
Cl 
(A) (B) 
 
15. Classifique as reações abaixo: os substratos orgânicos estão sendo oxidados, reduzidos ou 
sofrendo outro processo que não oxidação/redução? 
(a) CH3C CH + 2Na + 2NH3 CH3CH=CH2 + 2NaNH2 
(b) 3 
OH
 + Cr2O7
2- + 8H+ 3 
O
+ 2Cr3+ + 7H2O 
4 
 
(c) CH2=CH2 + Br2 BrCH2CH2Br 
(d) 
NO2
+ 2Fe + 7H+ 
NH3
 + 2Fe3+ + 2H2O 
(e) CH2=CH2 + H2O CH3CH2OH 
(f) HOCH2CH2OH + HIO4 2 CH2=O+ HIO3 + H2O 
(g) 6CH2=CH2 + B2H6 2(CH3CH2)3B 
 
5 
 
Anexo: 
 
Tabela 1. Energias de dissociação homolítica de ligações simples a 25°C. 
Ligação Energia 
(kJ.mol-1) 
Ligação Energia 
(kJ.mol-1) 
Ligação Energia 
(kJ.mol-1) 
H-H 435 CH3CH2-OH 383 (CH3)3C-OCH3 326 
D-D 444 CH3CH2-OCH3 335 C6H5CH2-H 356 
F-F 159 CH3CH2CH2-H 410 CH2=CHCH2-H 356 
Cl-Cl 243 CH3CH2CH2-F 444 CH2=CH-H 452 
Br-Br 192 CH3CH2CH2-Cl 341 C6H5-H 460 
I-I 151 CH3CH2CH2-Br 289 HC C-H 523 
H-F 569 CH3CH2CH2-I 224 CH3-CH3 368 
H-Cl 431 CH3CH2CH2-OH 383 CH3CH2-CH3 356 
H-Br 366 CH3CH2CH2-OCH3 335 CH3CH2CH2-H 356 
H-I 298 (CH3)2CH-H 395 CH3CH2-CH2CH3 343 
CH3-H 435 (CH3)2CH-F 439 (CH3)2CH-CH3 351 
CH3-F 452 (CH3)2CH-Cl 339 (CH3)3C-CH3 335 
CH3-Cl 349 (CH3)2CH-Br 285 HO-H 498 
CH3-Br 293 (CH3)2CH-I 222 HOO-H 377 
CH3-I 234 (CH3)2CH-OH 385 HO-OH 213 
CH3-OH 383 (CH3)2CH-OCH3 337 (CH3)3CO-OC(CH3) 157 
CH3-OCH3 335 (CH3)2CHCH2-H 410 C6H5C(O)O-O(O)CC6H5 139 
CH3CH2-H 418 (CH3)3C-H 381 CH3CH2O-OCH3 184 
CH3CH2-F 444 (CH3)3C-Cl 328 CH3CH2O-H 431 
CH3CH2-Cl 331 (CH3)3C-Br 264 CH3C(O)-H 364 
CH3CH2-Br 289 (CH3)3C-I 207 
CH3CH2-I 224 (CH3)3C-OH 379