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83www.biologiatotal.com.br Q U ÍM IC A O R G  N IC A ESTRUTURA E PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS Para identificar uma substância em Química, as propriedades físicas e químicas são imprescindíveis, pois são elas que orientam sua estrutura, tipos de átomos ligados e proporções entre eles. Existem várias propriedades físicas que descrevem as substâncias, como por exemplo: Densidade; Ponto de Fusão (temperatura específica em que ocorre a passagem do estado sólido para o líquido); Ponto de Ebulição (temperatura específica em que ocorre a passagem do estado líquido para o estado gasoso); Solubilidade; Índice de Refração; É importante lembrar que as propriedades físicas seguem uma definição de acordo com uma condição de temperatura e pressão definidos. Na Química Orgânica, muitos dos compostos orgânicos sofrem variações de suas propriedades físicas (ponto de fusão e ebulição) de acordo com sua estrutura, podendo esse fato ser explicado através de comparações de sua cadeia carbônica. O que é ponto de Fusão e ponto de Ebulição? A matéria que nos cerca, pode estar agregada em 3 principais estados físicos: Na imagem acima, temos a representação da água nos 3 estados físicos, porém quais os fatores que influenciam nas transformações físicas? Temperatura e Pressão externa, são as principais, pois dependendo dessas variáveis os estados de agregação para uma matéria podem ser sólido, líquido ou gasoso. Existem matérias que apresentam pontos de ebulição elevados, como é o caso das ligas metálicas, ou baixíssimos como é o caso do gás oxigênio. Isso se deve como as espécies químicas interagem umas com as outras, ou melhor, qual a força intermolecular entre elas. As principais são Dipolo Induzido (dispersões de London), Dipolo Permanente e Ligações de Hidrogênio (todas podem ser classificadas também como Forças de Van der Waals). Para cada grupo de moléculas orgânicas, vamos analisar a influência dessas forças nas propriedades físicas e também como a massa molar (g/mol) pode alterar. Veja o gráfico a seguir para os hidrocarbonetos- Q U ÍM IC A O R G  N IC A 84 Interpretando o gráfico, observa-se que a temperatura de ebulição dos hidrocarbonetos aumenta com o aumento da cadeia carbônica. Aumentar a cadeia carbônica, tem como consequência o aumento da massa molar. Como é possível explicar? Os hidrocarbonetos são compostos orgânicos que apresentam apenas carbono e hidrogênio, sendo a ligações entre esses átomos praticamente sem diferença de eletronegatividade significativa (0,4), conduzindo para moléculas apolares. Por não apresentar o par de elétrons deslocado intensamente para um dos átomos da ligação sigma, não apresenta polos parciais ou cargas parciais para ambos. Por esse motivo, são apolares. A medida que sua massa molecular aumenta, a temperatura aumenta devido as forças intermoleculares de dipolo induzido. Por não apresentarem polos parciais devido as ligações carbono e hidrogênio, as moléculas quando se aproximam apresentam uma repulsão eletrostática entre as eletrosferas de cada molécula. Essa situação provoca um acúmulo de elétrons em uma região da molécula, deixando uma região oposta positiva. Cria-se um dipolo, o mesmo é capaz de manter as moléculas unidas, fazendo com que seu ponto de fusão e ebulição aumente. Ponto de destaque: Moléculas lineares (apenas com carbonos primários e secundários) apresentam maior ponto de fusão e ebulição devido a área superficial de contato entre as moléculas apresentarem maior área de contato. Classes funcionais e polaridade As diferentes moléculas orgânicas, apresentam grupos funcionais que caracterizam a função química. Essas ‘regiões’ são importantes para compreender o quanto o ponto de fusão e ebulição variam entre as moléculas. POLARES Função: Ácido Carboxílico Função: Álcool Função: Amina 85www.biologiatotal.com.br Q U ÍM IC A O R G  N IC A Função: Amida Função: Fenol Função: Sais de Ácidos Carboxílicos Função: Nitrocompostos As funções químicas acima destacadas, apresentam uma acentuada polaridade na região que define o grupo funcional. Todas apresentam átomos com elevada eletronegatividade (oxigênio representado pela esfera vermelha e nitrogênio representado pela esfera azul) os quais são responsáveis por estabelecer polos na molécula, refletindo essa característica nas propriedades físicas dos compostos orgânicos para as classes químicas selecionadas. O compartilhamento de elétrons entre o carbono e o átomo mais eletronegativo, apresenta um deslocamento para o átomo com maior capacidade de atraí-los (F, O e N), conferindo uma carga parcial positiva (δ+) para o carbono e uma carga parcial negativa para o átomo mais eletronegativo (δ-), formando um dipolo permanente. Partindo do conhecimento sobre a polaridade das ligações, é possível explicar as propriedades físicas como o ponto de fusão e o ponto de ebulição. Propriedades Hidrocarbonetos Álcoois Interação Molecular Interações fracas de dipolo induzido Devido a polaridade na região que define o grupo funcional, entre as moléculas de álcool são estabelecidas ligações de hidrogênio, por esse motivo romper essa ligação eletrostática se torna mais difícil. Ponto de Fusão e Ebulição Baixos pontos de fusão e ebulição, devido as fracas interações de dipolo induzido entre as moléculas dos hidrocarbonetos. Quando comparado com massas moleculares similares de hidrocarbonetos, o ponto de fusão e ebulição é bem mais elevado. Representação Espacial Tanto os álcoois como os fenóis, ácidos carboxílicos, sais de ácido carboxílico, aminas, amidas também estabelecem ligações de hidrogênio entre suas moléculas, apresentando pontos de fusão e ebulição superiores quando comparados com hidrocarbonetos de massa molar similar. Em especial, destaca-se os ácidos carboxílicos responsáveis por realizar duas ligações de hidrogênio (dimerização) entre duas moléculas: Q U ÍM IC A O R G  N IC A 86 Por esse motivo os ácidos carboxílicos apresentam pontos de fusão e ebulição maiores quando comparados com os álcoois de massas molares similares. A polaridade dos compostos de sais de ácidos carboxílicos, é elevada por serem compostos iônicos. Na presença de água, apresentam interação íon-dipolo e também são compostos com elevado ponto de fusão de ebulição. Encontram-se no estado sólido em temperaturas ambientes. Para as aminas, é preciso CUIDADO. Tanto as aminas primárias e secundárias, são polares e realizam ligações de hidrogênio, porém as aminas terciárias não realizam. BAIXA POLARIDADE Função: Éter Função: Áldeído Função: Cetona Função: Ésteres Para os éteres, sua polaridade é bem baixa devido a geometria angular estabelecida na região do grupo funcional, vale destacar que não realizam ligações de hidrogênio entre suas moléculas, porém podem fazer com moléculas como água e etanol. As temperaturas de fusão e ebulição são próximas dos alcanos e são bem mais baixas quando comparadas com as classes funcionais polares. Para os aldeídos as forças que predominam entre suas moléculas são as de dipolo permanente, devido a diferença de eletronegatividade entre a ligação carbono e oxigênio. Por esse motivo apresentam maior temperatura de fusão e ebulição (T.F. e T.E.) quando comparada com os hidrocarbonetos e éteres e mais baixas para compostos fortemente polares. Em compensação as cetonas são um pouco mais polares e superaram as propriedades de T. F e T. E. dos aldeídos. Para os ésteres sua polaridadeé comparada aos compostos apolares a medida que a massa molecular aumenta, assim o ponto de fusão e ebulição é mais baixa que a dos álcoois. Solubilidade O conceito relacionado com solubilidade expressa que é a capacidade máxima de um soluto dissolver-se em um líquido, para que isso seja possível é preciso levar em consideração a natureza do soluto e do solvente. Para os compostos orgânicos, as classes que apresentam -OH, -NH2 ou -NH realizam ligações de hidrogênio entre suas próprias moléculas e também com a água. Exemplos das funções químicas são: álcoois, ácidos carboxílicos, sais de ácidos carboxílicos, aminas, amidas. Para você sempre lembrar do conceito relacionado com solubilidade, guarde essa frase: “Semelhante dissolve semelhante” Isso significa que espécies químicas polares dissolve polares, da mesma forma que apolares dissolve apolares. CUIDADO, essa dica apresenta limitações, pois existem espécies químicas que são anfifílicas, isto é, são capazes de dissolver espécies polares e apolares (exemplo: sabões). 87www.biologiatotal.com.br Q U ÍM IC A O R G  N IC A SOLUBILIDADE EM ÁGUA Álcool A solubilidade dos álcoois está relacio- nado com o taman- ho de sua cadeia carbônica. Monoál- coois com mais de 4 carbonos são insolúveis em água (a parte da cadeia apolar prevalece sobre a parte polar do grupo funcional). O aumento de hi- droxila na molécula também aumenta a solubilidade. Fenol O benzenol apresen- ta uma solubilidade razoável, devido a presença da hidroxi- la. Em compensação os outro monofenóis são praticamente insolúveis. Cetonas Por realizar as ligações de hidrogê- nio, são solúveis em água Aldeídos Para essa classe de compostos orgânicos, seguimos o mesmo raciocínio dos álcoois, para moléculas menores com poucos átomos de carbono, o grupo funcional polar prev- alece sobre a parte a apolar da cadeia carbônica. A medida que a mesma au- menta, as moléculas tornam-se insolúveis em água. Aminas Solubilidade com até 5 carbonos, para cadeias carbônicas maiores são pratica- mente insolúveis. Amidas Em geral só as menores amidas (mais simples) são solúveis em água. As outras são solúveis em éter ou álcool. Ácidos Carboxílicos Para cadeias carbôni- cas até 4 carbonos, sendo alifática, são solúveis em água. Para 5 carbonos é parcialmente solúvel e acima desse valor insolúvel. Ésteres Na maioria dos ésteres são in- solúveis, sendo os de menores massa moleculares parcial- mente. Sais de Ácidos Carboxílicos Os sais dos ácidos carboxílicos de metais alcalinos e de amônio são solúveis e os de metais de transição são insolúveis. Éteres Baixa solubilidade em água, porém apresentam uma porcentagem discreta, pois realizam ligações de hidrogênio. Nitrocompostos Praticamente in- solúveis em água. Principais casos: 1º - Com o aumento de hidroxilas na molécula, além do aumento do ponto de fusão e ebulição temos também o aumento da solubilidade: Pentan-1- ol Pentan- 1, 2- diol Pental- 1, 2, 3 triol Pentan- 1, 2, 3, 4, 5- pentol A medida que a quantidade de hidroxilas aumentam para os álcoois, a possibilidade de ligações de hidrogênio também aumenta, logo a solubilidade para essas moléculas orgânicas também aumentam. Q U ÍM IC A O R G  N IC A 88 [H+] [A-] [HA] grau de ionização: α = Quantidade de mols ionizados Quantidade inicial de mols O mesmo se aplica para os compostos orgânicos, porém o seu grau de ionização quando comparado com os compostos inorgânicos, são bem menores, assim é possível escrever um equilíbrio químico para os ácidos e para as bases (conforme a teoria de Arrhenius): para o ácido: HA H+ + A- temos Ka = e pKa = -logKa para a base: BOH B+ + OH- temos K b = e pKb= -logKb pH= -log[H+] Quanto maior o pKa, significa dizer que o caráter ácido para o composto orgânico (C.O.) é pequeno, isto é, entende-se por um ácido fraco. O mesmo raciocínio é aplicado para o caráter básico das moléculas orgânicas, quanto maior o pKb menor a quantidade de hidroxilas presentes no meio aquoso. Revisado e estendido o conceito de ácido-base de Arrhenius para os compostos orgânicos, observa-se que muitas reações orgânicas (não somente na orgânica) apresentam esse caráter ácido-base para além do solvente. Logo se faz necessário expandir os conceitos estudados até o presente momento. A teoria de Brönsted- Lowry corrobora para essas moléculas orgânicas que extrapolam a definição anterior. Temos que: Ácidos Bases Toda espécie que pode doar prótons (H+). Toda substância que pode receber prótons (H+). Alguns exemplos: 2º - Todas as substâncias apolares são solúveis entre si, como os hidrocarbonetos por exemplo. Para outras moléculas apolares, como a gordura e os óleos, também são solúveis em hidrocarbonetos. 3º - Para substâncias anfifílicas, uma região da molécula é apolar e a outra polar. Veja o exemplo a seguir: Devido uma reação de salificação entre um ácido carboxílico e uma base de Arrhenius, obtém-se sais de ácidos carboxílicos os quais descrevem esse comportamento anfipático. CUIDADO, não somente essa classe de compostos orgânicos apresentam esse comportamento, os álcoois também desempenham tal caráter, porém em menor proporção. O caráter ácido-base na Química Orgânica Para conceituar os compostos inorgânicos em ácidos e base, utilizamos o conceito pautado nos estudos de Svante August Arrhenius. Para revisarmos seu conceito, estudamos que: Ácidos Bases São compostos que, em solução aquosa, se ioniza, produzindo como íon positivo apenas o cátion hidrônio (H+). São compostos que, por dissociação iônica, libera como íon negativo apenas a hidroxila (OH-). Também estudamos o grau de ionização/ dissociação para compreender o quanto um ácido ou uma base é forte mediante uma solução aquosa. Para isso é preciso recordar como cálculos essa capacidade por parte dos compostos inorgânicos: [B+] [OH-] [BOH] 89www.biologiatotal.com.br Q U ÍM IC A O R G  N IC A Eletronicamente: Observe que há quebra de uma ligação covalente e transferência do H+ de um molécula para outra. Por isso, a reação entre o ácido e a base é chamada também de protólise (próton= “H+”; lise= “quebra”). Esse conceito é muito importante na Química Orgânica, pois se aplica a muitos compostos orgânicos. Por exemplo: O íon positivo pelo álcool (íon alcoxônio) é bastante reativo. Lembre-se de que as moléculas orgânicas são, em geral covalentes e pouco reativas. Consequentemente, a formação de um íon (seja positivo ou negativo) é sempre bem -vinda, pois coloca á nossa disposição um reagente bem mais reativo. Do fato de as reações desse tipo serem reversíveis, surgiu uma definição importante: Ácidos e bases conjugados são os que diferem entre si por um H+ No exemplo anterior: Ponto de destaque: se o ácido é forte, sua base conjugada será fraca, e vice-versa. A reação do tipo ácido-base sempre ocorre no sentido de formar outro ácido e outra base, mais fracos que os iniciais. O Caráter Ácido na Química Orgânica Para iniciar uma análise de quanto uma molécula orgânica possui caráter ácido, além da teoria de Brönsted-Lowry, serão necessários conceitos complementares como: efeito indutivo e ressonante. O QUE É EFEITO RESSONANTE (OU DE RESSONÂNCIA)?Muitas estruturas na química orgânica apresentam ligações duplas (uma ligação é sigma σ e a outra é π), os elétrons pi (π) podem estar em constante deslocalização sem alterar a posição dos átomos na molécula. Para esse fenômeno é chamado de ressonância. O exemplo mais corriqueiro é do benzeno, veja: ⇌ O fato de utilizar duas ou mais fórmulas estruturais para representar a ressonância, são chamadas de fórmulas canônicas. 2º Exemplo: Nesse caso as fórmulas canônicas são escritas para o fenol, indicando a deficiência e excesso de elétrons. Q U ÍM IC A O R G  N IC A 90 O QUE É EFEITO INDUTIVO? Observe as representações abaixo: pKa = 3,77 pKa = 4,76 Ácido Metanóico Ácido Etanóico (ácido acético) Vimos anteriormente que quanto maior o pKa, menos ácido a molécula tende a ser, para esse exemplo acima citado, os valores de pKa indicam que o ácido etanoico é menos ácido quando comparado com o ácido metanoico. Esse fato é explicado pela cadeia carbônica do ácido acético apresentar maior quantidade de carbonos sendo responsável por um grupo doador de elétrons (elétron-doador ou efeito indutivo positivo). Existem exemplos em que o grupo é responsável por retirar elétrons (elétron- receptor ou efeito indutivo negativo, aumentando a característica ácida da molécula, compare: pKa = 4,76 pKa = 2,86 Ácido Etanóico Ácido 1 – cloro – etanoico (ácido cloro- acético) Para esse exemplo, a presença do átomo de cloro ligado no carbono para o cloro-acético, faz com que o pKa diminua drasticamente fazendo com que o caráter ácido seja bem mais ácido. Por esse motivo é considerado um grupo que retira elétrons. Ácidos Carboxílicos Devido a carboxila essa classe funcional apresenta caráter ácido, o grupo funcional é responsável por doar íons hidrônios (H+) para uma outra espécie química. Dependendo da cadeia carbônica (R) ligada na carboxila, o ânion carboxilato poderá estar com maior ou menor estabilidade. É possível escrever fórmulas canônicas para o ânion: Quanto maior a estabilidade do ânion, significa que os átomos ligados na cadeia carbônica do ácido carboxílico, de alguma forma retiram elétrons e disponibilizam mais íons hidrônio (H+), diminuindo o pH. Processo inverso é verdadeiro também. ácido fórmico (H COOH) Ka= 1,77 . 10 -4; pKa= 3,75; ácido acético (CH3 COOH) Ka= 1,76 . 10 -5; pKa= 4,75; ácido propiônico (CH3 CH2 COOH) Ka= 1,34 . 10 -5; pKa= 4,87. Os ácidos carboxílicos também reagem com compostos inorgânicos básicos, através de uma reação de neutralização. O produto formado são sais que apresentam as mesmas características dos sais inorgânicos. Fenóis Os fenóis apresentam um caráter levemente ácido, sendo superior quando comparado com 91www.biologiatotal.com.br Q U ÍM IC A O R G  N IC A os do álcoois. Suas estruturas de ressonância explicam essa baixa capacidade de doar íons hidrônios (H+). Para grupos que retiram elétrons (-NO2), por exemplo, tornam bem mais ácido a classe dos fenóis. Ponto de destaque: Tanto os álcoois, alcinos e alcanos apresentam uma certa acidez, porém é muito pequena. Observe essa sequência esquemática para ácidos: O Caráter Básico na Química Orgânica As principais classes orgânicas que desempenham esse caráter básico são as aminas, pois o nitrogênio presente no grupo funcional pode doar um par de elétrons para uma espécie química receptora do par. Como as aminas são derivadas da molécula de amônia, podemos utilizá-la para comparar: O caráter básico das aminas é devido ao par eletrônico livre que existe no nitrogênio, exatamente como amônia ( NH3). A amônia pe uma base fraca. De fato: NH3 + H2O NH4 + + OH-, em que: Kb= = 1,8 . 10-5 As aminas primárias, secundárias e terciárias são mais básicas que a amônia, pois o grupo alquila ligado tem um efeito indutivo positivo, aumentando a densidade eletrônica no nitrogênio facilitando a doação do par de elétrons para o H+. ATENÇÃO, a amina secundária é mais básica que a terciária, pois quando o nitrogênio está ligado a três cadeias carbônicas diferentes, acaba tendo um efeito chamado de impedimento estérico ou espacial. As aminas aromáticas são bases fraquíssimas, pois o par eletrônicodo nitrogênio migra para o anel (fenômeno de ressonância), de modo que o H+ dificilmente poderá protoná-lo: Generalizando, podemos dizer que qualquer grupo que empurre elétrons (grupos doadores de elétrons) para o nitrogênio aumenta a basicidade, temos, então: R2NH > R NH2 > R3N > NH3 > Ar NH2 > Ar2NH > Ar3N [NH4 +] . [OH-] [NH3] . [H2O] Gilbert Newton Lewis EX ER CÍ CI O S 92 4 3 2 1 a b c(FEPAR 2017) Os compostos orgânicos representam cerca de 90% de todos os compostos atualmente conhecidos. Não são apenas componentes fundamentais dos seres vivos; participam também ativamente da vida humana: estão presentes em nossos alimentos, vestuários, residências, combustíveis. A seguir estão representadas as fórmulas estruturais de algumas substâncias que costumam fazer parte de nosso cotidiano. Observe essas estruturas e avalie as afirmativas. ( ) O etanoato de isopentila e o propionato de isobutila são isômeros de cadeia. ( ) A vanilina apresenta temperatura de ebulição superior à da carvona. ( ) As funções ácido carboxílico e éster estão presentes no ácido acetilsalicílico. ( ) A oxidação da propanona produz o ácido propiônico. ( ) A ionização da 2-feniletilamina em água resulta em solução básica. (UEM 2017) Considere as estruturas gerais dos compostos abaixo e assinale o que for correto. Quando R1=R, o composto 1 apresenta maior acidez quando comparado ao composto 2. O composto 3 pode ser obtido a partir da reação de oxidação do composto 2. Quando, no composto 2, R= C17H35, então temos um exemplo de ácido graxo saturado, sendo que este possui maior ponto de fusão quando comparado ao composto com R=C17H33. 1 1R OH R COOH R COOR 1 2 3 − − − O composto 1 pode ser obtido diretamente de um alcano. Os compostos 1 e 2 reagem formando o composto 3 e água. (ITA 2017) Considere as substâncias o- diclorobenzeno e p-diclorobenzeno. Escreva as fórmulas estruturais de ambas as substâncias. Para ambas as substâncias, forneça um nome sistemático diferente daquele informado no enunciado. Qual das duas substâncias tem maior ponto de ebulição? Justifique sua resposta. (FEPAR 2017) A intolerância à lactose, também conhecida como deficiência de lactase, é a incapacidade que o corpo tem de digerir lactose – um tipo de açúcar encontrado no leite e em outros produtos lácteos. A enzima lactase é a responsável por hidrolisar esse açúcar em seus principais constituintes, a α-glicose e a β-galactose. Considere as informações e julgue as afirmativas. ( ) Na estrutura da lactose aparecem dois núcleos benzênicos. ( ) A lactose é um dissacarídeo de fórmula empírica C12H22O11. ( ) A estrutura da α-glicose apresenta 6 carbonos quirais. ( ) A estrutura da β-galactose apresenta cadeia alicíclica e o grupo aldeído. ( ) A β-galactose e a α-glicose são moléculas polares que estabelecem inúmeras ligações de hidrogênio com água (pontes de hidrogênio). 01 02 04 16 08 EXERCÍCIOS EX ER CÍ CI O S 93www.biologiatotal.com.br a a a b b c c d d e 9 8 7 6 5(UDESC 2016) A história da borracha natural teve início no século XVI, quando os exploradores espanhóis observaram os índios sul-americanos brincando com bolas feitas de um material extraído de uma árvore local, popularmente conhecida como seringueira. Do ponto de vista estrutural, sabe-se que essa borracha, chamada látex, é um polímero de isopreno, conforme ilustrado na reação a seguir. Com relação à estrutura do isopreno e à da borracha natural, analise as proposições. I. A molécula de isopreno apresenta quatro carbonos com a configuração sp . II. As duplas ligações do polímero formado apresentam configuração Z. III. A borracha natural realiza ligações de hidrogênio entre suas cadeias. IV. Segundo a nomenclatura oficial, a molécula de isopreno é denominada 3-metil-1,3- buteno. Assinale a alternativa correta. Somente a afirmativa IV é verdadeira. Somente a afirmativa III é verdadeira. Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras. Somente a afirmativa II é verdadeira. (UEPG 2016) Sobre o composto abaixo, assinale o que for correto. É um éster. Tem ponto de ebulição menor que um ácido carboxílico de mesma massa molecular. Sua hidrólise pode gerar o ácido propanoico. É produzido em uma reação de esterificação entre ácido acético e 2-propanol. Este composto pode fazer ligação de hidrogênio com outra molécula idêntica a esta. (UEPG 2016) Sobre os compostos abaixo representados, assinale o que for correto. Apresentam a mesma massa molecular. São compostos aromáticos. Têm a mesma função química. Apresentam o mesmo ponto de ebulição. (PUCSP 2016) O eugenol e o anetol são substâncias aromáticas presentes em óleos essenciais, com aplicações nas indústrias de cosméticos e farmacêutica. O eugenol está presente principalmente nos óleos de cravo, canela e sassafrás, já o anetol é encontrado nos óleos essenciais de anis e anis estrelado. Sobre esses compostos foram feitas as seguintes afirmações. I. Ambos apresentam isomeria geométrica. II. O eugenol apresenta funções fenol e éter, enquanto que o anetol apresenta função éter. III. A fórmula molecular do eugenol é C10H12O2, enquanto que o anetol apresenta fórmula molecular C10H12O. IV. O anetol apresenta temperatura de ebulição maior do que o eugenol. Estão corretas APENAS as afirmações: I e II. I e IV. II e III. III e IV. (UEPG 2016) Dentre os compostos relacionados abaixo, identifique aqueles que se caracterizam por serem insolúveis em água e assinale o que for correto. Tetracloreto de carbono. Metanol. Acetileno. Éter dimetílico. (UEL 2016) A gasolina é constituída por uma mistura de compostos de carbono, predominantemente por alcanos. O ponto de ebulição desses compostos aumenta, proporcionalmente, com o aumento do número de átomos de carbono presentes nas respectivas estruturas. Entretanto, a presença de ramificações em estruturas de alcanos contendo o mesmo número de átomos de carbono promove diminuição do ponto de ebulição. De acordo com essas considerações, responda aos itens a seguir. Disponha os alcanos, a seguir em ordem crescente de ponto de ebulição, usando os números de I a V. (I) 2-metil-hexano (II) heptano (III) 3,3-dimetilpentano 01 01 02 02 04 04 16 08 08 01 02 04 08 10 EX ER CÍ CI O S 94 13 12 11 15 14 (IV) hexano (V) 2-metilpentano Quantos isômeros estruturais possui o hexano? Represente a fórmula estrutural completa para cada isômero estrutural. (IMED 2016) Considere os seguintes alcoóis: I. CH3 – OH II. CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – OH III. CH3 – CH2 – CH2 – OH IV. CH3 – CH2 – OH Assinale a alternativa que apresenta em ordem crescente a solubilidade desses alcoóis em água. II< III< IV< I II < I < IV < III I < IV < III < II I < II < III < IV III < II < I <IV (UEG 2016) A característica que os átomos de carbono possuem de ligar-se entre si leva a uma formação de grande variedade de moléculas orgânicas com diferentes cadeias carbônicas, o que influencia diretamente suas propriedades físicas. Dentre os isômeros da molécula do heptano, aquele que apresentará a menor temperatura de ebulição é o: 2 - metilhexano 2, 2 - dimetilpentano 2, 3 - dimetilpentano 2, 2, 3 - trimetilbutano (UPF 2016) Sobre os compostos A, B e C são fornecidas as seguintes afirmações. A= CH3COOH B= ClCH2COOH C= Cl2CHCOOH I. O composto A tem maior caráter ácido do que o composto B, ou seja, A é um ácido mais forte do que B. II. O valor de Ka (constante de equilíbrio do ácido ou constante de ionização), em meio aquoso, a 25 ºC, é maior no composto C do que no composto A. III. Todos esses compostos, ao reagirem com uma solução aquosa de hidróxido de sódio, produzem os carboxilatos correspondentes. IV. Todos esses compostos apresentam, em meio aquoso, a 25ºC, o mesmo valor de Ka, porque todos são da mesma função orgânica. Está correto apenas o que se afirma em: I. II. II e III. III e IV. I e IV. (UECE 2016) A quimioesfoliação (peeling químico) consiste na aplicação de substâncias químicas na pele, visando à renovação celular e eliminação de rugas. Apesar de envolver algum risco à saúde, algumas pessoas utilizam esse processo para manter uma imagem jovem. Para um peeling superficial ou médio, costuma-se usar uma solução da seguinte substância: Atente ao que se diz a respeito dessa substância: I. Essa substância é um éster. II. Libera H+ quando se encontra em solução aquosa. III. Uma diminuição da concentração de H+ leva também a uma diminuição do pH. IV. Na reação de ionização, essa substância se transforma na seguinte espécie: É correto o que se afirma somente em: I e III. II. I e IV. II, III e IV. (UEM 2016) Considerando os compostos abaixo, assinale o que for correto. a a a a b b b b b c c c c d d d d d e EX ER CÍ CI O S 95www.biologiatotal.com.br 16 O n-butanol deve ebulir a uma temperatura mais elevada do que o etanol, uma vez que a maior cadeia carbônica do primeiro aumenta a possibilidade de interações intermoleculares por forças de dispersão de London. Todos os compostos podem formar ligações de hidrogênio com a água e, por isso, são igualmente solúveis nesse solvente. O n-butanol possui maior ponto de ebulição em relação ao t-butanol. O fenol é capaz de reagir com NaOH, formando fenóxido de sódio e água. Alcoóis são mais ácidos do que água. (UNISINOS 2016) Acidente entre caminhões bloqueia BR-290 em Arroio dos Ratos Colisão aconteceu por volta das 6h e resultou no vazamento da carga de gasolina. (Disponível em http://zh.clicrbs.com.br. Acesso em 04 out. 2015.) A gasolina, combustível de grande parte dos automóveis que circulam no mundo, e outros produtos, como o gás natural, GLP, os produtos asfálticos, a nafta petroquímica, o querosene, os óleos combustíveis, os óleos lubrificantes, o óleo diesel e o combustível de aviação, são obtidos por meio da __________ do petróleo. Esta é uma operação que se baseia nas diferenças de __________ dos componentes da mistura de hidrocarbonetos. O petróleo é um líquido oleoso, escuro, __________ em água e __________ denso que a água, encontrado em jazidas do subsolo da crosta terrestre. As lacunas são corretamente preenchidas, respectivamente, por: destilação fracionada; ponto de fusão; insolúvel; menos. destilação simples; ponto de ebulição; insolúvel; menos. destilação fracionada; ponto de ebulição; solúvel; mais. extraçãocom solvente; ponto de ebulição; solúvel; mais. destilação fracionada; ponto de ebulição; insolúvel; menos. (UFSM 2015) O homem tem buscado a melhoria da qualidade de vida, não somente no âmbito alimentar, mas também no que tange à produção de novos materiais. A questão da saúde tem sido preocupação constante da Ciência. Muitos dos fármacos hoje comercializados tiveram sua origem na natureza, como é o caso da Aspirina. Tudo iniciou com Hipócrates, em 400 a.C., que receitava o uso da casca do salgueiro para o tratamento de dores. Em 1826, graças aos avanços tecnológicos, Brugnatelli e Fontana elucidaram que o princípio ativo da casca do salgueiro era a salicina, embora apenas em 1859 Kolbe consiga obter em laboratório um derivado da salicina: o ácido salicílico. O medicamento foi muito utilizado no combate à febre, no entanto, sua acidez prejudicava o estômago ocasionando úlceras. Assim, em 1893, Hoffmann, preocupado com a artrite de seu pai, sintetizou o ácido acetilsalicílico, princípio ativo da Aspirina, que apresentava menor irritabilidade para a mucosa estomacal. Grande parte do conforto do mundo moderno é consequência do esforço científico em busca de novas descobertas. Fonte: CISCATO, Carlos A. M.; PEREIRA, Luís F. Planeta Química. Vol. único.São Paulo: Ática, 2008. p.671-673. (adaptado) Observe a reação de síntese da Aspirina: Analise as afirmativas: I. A molécula da aspirina possui cadeia cíclica heterogênea e saturada. II. A molécula do ácido salicílico apresenta função álcool e função ácido carboxílico, enquanto a do ácido acetilsalicílico apresenta funções éster e ácido carboxílico. III. A reação entre o ácido salicílico e o anidrido acético pode ser considerada uma reação ácido-base de Lewis. IV. A molécula do ácido acetil salicílico possui 8 átomos de carbono hibridizados sp2 e 1 hibridizado sp3. Estão corretas: apenas I e II. apenas II e III. apenas I e IV. apenas II e IV. apenas III e IV. (PUCPR 2015) Durante muito tempo acreditou-se que a cafeína seria a droga psicoativa mais consumida no mundo. Ao contrário do que muitas pessoas pensam, a cafeína não está presente apenas no café, mas sim em uma gama de outros produtos, por exemplo, no cacau, no chá, no pó de guaraná, entre outros. Sobre a cafeína, cuja fórmula estrutural está apresentada abaixo, são feitas as seguintes afirmações. a a b b c c d e d e 01 02 04 16 08 17 18 EX ER CÍ CI O S 96 20 19 23 22 21 I. Apresenta em sua estrutura as funções amina e cetona. II. Apresenta propriedades alcalinas devido à presença de sítios básicos de Lewis. III. Todos os átomos de carbono presentes nos anéis estão hibridizados na forma sp2. IV. Sua fórmula molecular é C8H9N4O2. São VERDADEIRAS: somente as afirmações I, II e III. somente as afirmações II e III. somente as afirmações I e IV. somente as afirmações III e IV somente as afirmações II, III e IV. (PUCRJ 2015) Considere as seguintes afirmações a respeito da acidez e da basicidade dos compostos orgânicos citados. I. Metilamina (CH3NH2) possui caráter básico, pois o par de elétrons livres do átomo de nitrogênio pode receber próton dando origem a uma ligação. II. Metilamina (CH3NH2) possui caráter básico, pois um dos átomos de hidrogênio ligados ao átomo de nitrogênio pode ser doado facilmente. III. Fenol (C6H5OH) possui um caráter ácido fraco, mas ainda assim ele pode doar íon H+ quando reage, por exemplo, com uma base forte. É correto APENAS o que se afirma em: I II I e II I e III II e III (UFU 2015) O ácido tricloroacético é uma substância aquosa com grande poder cauterizante e muito utilizado no tratamento de feridas, em doenças de pele, calos, verrugas, entre outros males. Seu caráter ácido é maior que o do ácido acético. Essa diferença pode ser explicada pelo: elevado grau de ionização do H+ no ácido acético, que disponibiliza mais esse íon para a solução. valor da constante ácida (Ka) do ácido acético ser maior do que a constante ácida (Ka) do ácido tricloroacético. efeito que os átomos de cloro exercem na estrutura do ácido tricloroacético. número de átomos de cloro na estrutura do tricloroacético, que fixa melhor o hidrogênio ionizável, aumentando a acidez. (UEM 2015) Assinale o que for correto. Se compararmos moléculas com o mesmo número de átomos de carbono, podemos afirmar que o ponto de ebulição de álcoois é sempre menor do que o ponto de ebulição de cetonas. Os fenóis são ácidos mais fortes do que os álcoois e, em solução alcalina, produzem o íon fenóxido. O metil fenol é um ácido mais fraco do que o fenol. Dadas duas soluções 0,01 mol/litro de cada ácido monoprótico, a do ácido benzoico terá pH menor do que a do ácido 4- clorobenzoico. Sabões e detergentes possuem grande cadeia polar e extremidade apolar, podendo formar coloides protetores ou emulsões quando misturados com água e óleo. (UERN 2015) Entre os principais compostos da função dos ácidos carboxílicos utilizados no cotidiano temos o ácido metanoico, mais conhecido como ácido fórmico, e o ácido etanoico ou ácido acético. O ácido fórmico é assim chamado porque foi obtido pela primeira vez através da destilação de formigas vermelhas. Esse ácido é o principal responsável pela dor intensa e coceira sentida na picada desse inseto. O ácido acético é o principal constituinte do vinagre, que é usado em temperos na cozinha, em limpezas e na preparação de perfumes, corantes, seda artificial e acetona. (Disponível em: http://www.mundoeducacao.com/quimica/os- acidos-carboxilicos.htm.) Acerca desses dois compostos, é correto afirmar que: não se dissolvem em água. ambos possuem o mesmo ponto de ebulição. o ácido acético possui ponto de ebulição menor. o ácido acético é menos ácido que o ácido fórmico. (UFSC 2015) O benzoato de sódio é um conservante bactericida e fungicida utilizado na indústria de bebidas e alimentos. A utilização de benzoato de sódio é permitida pela legislação brasileira (ANVISA, RDC n. 05, de 15/01/2007), sendo a concentração máxima de 0,05 g/100 mL para bebidas não alcoólicas gaseificadas e não gaseificadas. Sua presença em bebidas e alimentos pode ser considerada uma fonte de consumo de sódio. Disponível em: <http://www.nutramax.com.br/conservantes.html> [Adaptado] Acesso em: 15 ago. 2014. Esquema reacional para a produção de benzoato de sódio: Sobre o assunto tratado acima, é CORRETO afirmar que: o composto I possui um átomo de hidrogênio ionizável e o composto II é o hidróxido de sódio. para obter 9,0 g de benzoato de sódio, são necessários 6,0 g do composto I. em uma garrafa contendo dois litros de refrigerante, a quantidade máxima permitida de benzoato de sódio é de um grama. o ponto de fusão do benzoato de sódio é menor do que o do composto I. a a a a b b b b c c c c d d d e d e 01 01 02 02 04 04 16 08 EX ER CÍ CI O S 97www.biologiatotal.com.br o benzoato de sódio é um sal de ácido carboxílico obtido por meio de uma reação de neutralização. no benzoato de sódio, ocorre ligação covalente entre o átomo de oxigênio e o de sódio. o composto I é o ácido benzoico, cuja fórmula molecular é C7H6O2. (UEL 2014) Os efeitos especiais do isoeugenol presente na noz-moscada são conhecidos desde a antiga China. É notória a importância que essa molécula exerceu no comércio e na construção e destruição de cidades. Sobre essa molécula, atribua V (verdadeiro) ou F (falso) às afirmativas a seguir. ( ) A molécula apresenta estruturaalicíclica insaturada. ( ) Apresenta 2 carbonos primários, 7 carbonos secundários e 1 carbono terciário. ( ) É uma estrutura com grupos funcionais compostos. ( ) O grupo funcional hidroxila é caracterizado como álcool. ( ) Segundo o conceito ácido-base de Arrhenius, essa molécula apresenta caráter básico. Assinale a alternativa que contém, de cima para baixo, a sequência correta. V – F – V – V – F. V – F – F – F – V. F – V – V – F – F. F – V – F – V – V. F – F – V – V – F. (PUCRS 2014) Analise o texto abaixo, que contém lacunas, e as fórmulas a seguir. A carne de panela é um prato muito apreciado da culiná¬ria tradicional, mas em geral é bastante gorduroso, o que o torna inconveniente para muitas pessoas. Para obter uma carne de panela saborosa e com pouca gordura, uma possibilidade é cozinhá- la normalmente, com bas¬tante molho, e deixá- la esfriar; depois, levar à geladeira. Devido a sua __________, a gordura forma placas sólidas por cima do molho, podendo ser facilmente removida. Depois, é só aquecer novamente e tem-se uma carne de panela saborosa e pouco gorda. Esse método é bom para retirar a gordura e o colesterol (sempre presente na gordura animal), mas há uma desvantagem. É que muitos nutrientes são constituídos de moléculas de baixa polaridade, dissolvendo-se preferencialmente em __________. Por isso, são perdidos na remoção das placas, o que poderia levar, por exemplo, à perda do __________. Os termos que completam corretamente as lacunas são: massa e volume molares – carboidratos – caroteno polaridade e densidade – hidrocarbonetos – ácido pantotênico temperatura de fusão – água – caroteno massa e volume molares – proteínas – ácido pantotênico polaridade e densidade – lipídios – caroteno TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: O gás de cozinha contém GLP (gases liquefeitos de petróleo) uma mistura constituída, principalmente, por 50% em volume de butano, C4H10 e 50% em volume de propano, C3H8. Obtém-se o GLP em uma das etapas iniciais do refino do petróleo, a destilação e uma forma de armazená-lo é em botijões que devem ser comercializados, manuseados e utilizados respeitando-se algumas normas de segurança. (IFBA 2014) A destilação permite a separação de várias frações de hidrocarbonetos constituintes do petróleo. Dessa forma, ao se levar em conta as propriedades dos compostos e das misturas, bem como o processo de separação das frações do petróleo, pode-se afirmar que: a destilação do petróleo, à pressão atmosférica, permite separar os hidrocarbonetos através de um processo químico. as forças intermoleculares predominantes nos hidrocarbonetos saturados do petróleo são do tipo dispersão de London. devido à alta concentração de eletrólitos na água do mar, esta solubiliza o petróleo em maior proporção que a água pura. as frações de destilado que contêm o butano e o propano são obtidas com destilação à pressão reduzida do petróleo. o propano e o 2-metilpropano são gases à temperatura ambiente sendo que o 2-metilpropano tem maior momento de dipolo devido à ramificação da cadeia carbônica. (UFRN 2013) O etino (C2H2), conhecido como acetileno, é bastante usado em solda de metais. Quando obtido na indústria, pode apresentar impurezas como o sulfeto de hidrogênio (H2S), molécula de geometria angular. Se o gás acetileno contiver essa impureza, pode ser purificado fazendo-o passar através de: a a a b b b c c c d e d e d e 16 64 32 26 25 24 27 EX ER CÍ CI O S 98 29 30 28 éter metílico (CH3OCH3), pois o H2S é dissolvido, e o etino, pelo fato de ser formado por moléculas polares, não se dissolve nele. tetracloreto de carbono líquido (CCl4), pois o H2S é dissolvido, e o etino, pelo fato de ser formado por moléculas apolares, não se dissolve nele. água líquida (H2O), pois o H2S é dissolvido, e o etino, pelo fato de ser formado por moléculas apolares, não se dissolve nela. pentano (C5H12), pois o H2S é dissolvido, e o etino, pelo fato de ser formado por moléculas polares e apolares, não se dissolve nele. (UFSJ 2012) Os terpenos formam uma classe de compostos naturais de origem vegetal e estão presentes em sementes, flores, folhas, caules e raízes. Um exemplo é o geraniol, encontrados nos óleos essenciais de citronela, gerânio, limão, rosas e outros. Ele apresenta um agradável odor de rosas, o que justifica seu vasto emprego pelas indústrias de cosméticos e perfumaria. A estrutura do geraniol é apresentada a seguir: Considerando-se a estrutura desse composto, é INCORRETO afirmar que: sua temperatura de ebulição é maior que a do seu isômero não ramificado. sua fórmula química é C10H18O, que também pode ser a fórmula de uma cetona. apresenta isomeria do tipo cis-trans. tem massa molar igual a do 4-decenal. (UNIOESTE 2012) Um dos grandes problemas de poluição mundial é o descarte de detergentes não biodegradáveis nos rios, lagos e mananciais. Os detergentes não biodegradáveis formam densas espumas que impedem a entrada de gás oxigênio na água e com isso afeta a vida das espécies aeróbicas aquáticas. Para resolver ou amenizar este problema surgiu o detergente biodegradável, a qual sua estrutura pode ser observada abaixo: Com relação aos detergentes biodegradáveis, pode-se afirmar que: sua cadeia carbônica saturada apresenta somente uma ramificação. sua estrutura apresenta uma porção polar e uma apolar. o anel aromático é monossubstituído. a parte apolar apresenta uma cadeia insaturada. a porção sulfônica apresenta ligação metálica. (UFJF 2012) Considere as substâncias abaixo e responda às questões relacionadas a elas. Em um laboratório, massas iguais de éter etílico, benzeno e água foram colocadas em um funil de decantação. Após agitação e repouso, mostre, por meio de desenhos, no funil de decantação, como ficaria essa mistura, identificando cada substância, considerando a miscibilidade de cada uma delas. Dados de densidades (g . mL-1): água = 1,00; benzeno = 0,87; éter etílico = 0,71. Que procedimento permitiria a separação de uma mistura de iguais volumes de éter etílico e cicloexano? Justifique sua resposta. (Dados: ponto de ebulição: éter etílico= 35,0 ºC; cicloexano= 80,74 ºC) Em um laboratório, existem três frascos contendo compostos puros, identificados por A, B e C. O quadro abaixo apresenta algumas informações sobre esses compostos. Rótulo Ponto de ebulição Solubilidade Informações adicionais A 163,0 solúvel Reage com solução de NaHCO3 B 76,7 imiscível Mais denso que a água C -47,7 imiscível Reage com água de bromo Com base nessas informações, indique quais dos compostos representados pelos números de 1 a 6 correspondem aos rótulos A, B e C. Dê uma justificativa, em termos de interação intermolecular, para o ponto de ebulição do composto com o rótulo A ser superior. O composto orgânico butanoato de etila confere o aroma de abacaxi a alimentos e pode ser obtido a partir do ácido butanoico (5). Equacione a reação que permite obter esse composto e escreva o nome dessa reação. a a a a b b b b c c c c d d e d d 99www.biologiatotal.com.br Q U ÍM IC A O R G  N IC A PROPRIEDADES FÍSICAS DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS 1- F – V – V – F – V. [F] O etanoato de isopentila (aroma de banana) e o propionato de isobutila (aroma de rum) apresentam isomeria de posição. [V] A vanilina apresenta temperatura de ebulição maior por apresentar ligações de hidrogênio. [V] Teremos: [F] As cetonas não sofrem reações de oxidação. [V] Teremos:2- 04 + 16 = 20. [010 Incorreta. Quando R1= R, a cadeia do álcool será do mesmo tamanho do ácido carboxílico, porém, isso não irá fazer com que a acidez desses dois compostos se tornem iguais. O ácido carboxílico continuará sendo muito mais ácido que um álcool: ácidos carboxílicos possui um Ka= 10-5 e os álcoois Ka= 10-18. [02] Incorreta. Os ácidos carboxílicos não sofrem oxidação, a exceção do ácido metanoico. O composto 3, um éster, é obtido pela reação entre um ácido carboxílico e um álcool. [04] Correta. Ácidos graxos são formados por ácidos monocarboxílicos de cadeia normal ligado a uma longa cadeia alquílica podendo ser saturado ou não. O ponto de fusão é maior, pois, nos ácidos graxos, o ponto de fusão, aumenta com o aumento da cadeia, mas diminui com o aumento do número de insaturações, que é o caso do composto R= C17H33. [08] Incorreta. Os três principais métodos de obtenção de álcoois são: redução de aldeídos e cetonas (com a formação de álcoois primários e secundários, respectivamente), hidratação de alcenos e reações de Grignard com aldeídos, cetonas e ésteres. [16] Correta. Os ésteres são obtidos através de reações de esterificação, ou seja, reação entre um ácido carboxílico e um álcool. 3- a) Fórmulas estruturais: b) Nomes sistemáticos: o-diclorobenzeno: 1,2-diclorobenzeno. p-diclorobenzeno: 1,4-diclorobenzeno. c) Quanto maior a força intermolecular, maior a temperatura ou ponto de ebulição. No caso destes compostos, quanto maior o vetor momento dipolo elétrico resultante, maior a força intermolecular e maior o ponto de ebulição, então: Conclusão: o o-diclorobenzeno tem o maior ponto de ebulição, pois possui o maior vetor momento dipolo elétrico resultante. 4- F – V – F – F – V. [F] Na estrutura da lactose aparecem duas cadeias carbônicas heterogêneas não aromáticas que não são núcleos benzênicos. [V] A lactose é um dissacarídeo (dois monossacarídeos formam um dissacarídeo) de fórmula empírica C12H22O11. [F] A estrutura da α- glicose apresenta cinco carbonos quirais ou assimétricos (*) em cadeia fechada. [F] A estrutura da β- galactose apresenta cadeia fechada e não aromática (alicíclica) e heterogênea, ou seja, constata-se nesta cadeia a presença do “grupo” éter. GABARITO DJOW Q U ÍM IC A O R G  N IC A 100 [V] A β- galactose e a α- glicose são moléculas polares que estabelecem inúmeras ligações de hidrogênio com a água, pois apresentam grupos OH. 5- [E] [I] Incorreta. A molécula de isopreno apresenta 4 carbonos sp2 e 1 carbono sp3. [II] Correta. Apresentam ligantes iguais, posicionados no mesmo lado do plano, configuração Z. [III] Incorreta. Todos os hidrocarbonetos são apolares, portanto, não apresentam ligações de hidrogênio entre suas cadeias. [IV] Incorreta. A nomenclatura oficial será: metilbut-1,3-dieno ou 2-metilbut-1,3-dieno. 6- 01 + 02 + 04 = 07. [01] Correta. [02] Correta. Os ésteres, por não apresentar ligações de hidrogênio em sua estrutura, apresenta pontos de fusão e ebulição menores que os ácidos carboxílicos e álcoois de mesma massa molecular. [04] Correta. [08] Incorreta. A hidrólise entre o ácido acético e o 2-propanol irá formar o etanoato de isopropila. [16] Incorreta. Para fazer ligações de hidrogênio o composto deve possuir o hidrogênio ligado ao flúor, oxigênio ou nitrogênio, e no caso desse composto isso não ocorre. 7- 01 + 02 = 03. [01] Correta. Os 3 compostos apresentam a fórmula molecular: C8H10O de massa igual a 122 g/mol. [02] Correta. Todos os compostos apresentados possuem um anel aromático. [04] Incorreta. Teremos: [08] Incorreta. Os pontos de ebulição desses compostos diferem entre si devido as forças de interação moleculares fenol e álcool (ligações de hidrogênio) e o éter apresenta ligações do tipo dipolo-dipolo. 8- [C] [I] Incorreta. Apenas o anetol possui isomeria geométrica, ou seja, os carbonos da dupla ligação ilustrado, possui 2 ligantes diferentes. [II] Correta. [III] Correta. C10H12O2 (eugenol) C10H12O(anetol) [IV] Incorreta. A hidroxila presente na estrutura do eugenol, formam ligações de hidrogênio, fazendo com que seu P.E. seja maior que o anetol. 9- 01 + 04 = 05. [01] Correta. Trata-se de um composto apolar, portanto, insolúvel em água, que é polar. [02] Incorreta. O metanol é um composto polar, portanto, solúvel em água. [04] Correta. O acetileno, por ser um hidrocarbonetos é apolar e insolúvel em água. [08] Incorreta. O éter devido a presença do oxigênio, apresenta uma certa polaridade, sendo portanto, solúvel em água. 10- a) V < IV< III < I < II. b) Total de 5 isômeros: 101www.biologiatotal.com.br Q U ÍM IC A O R G  N IC A 11- [A] A solubilidade dos alcoóis em água diminui conforme aumenta a cadeia carbônica, assim, o menos solúvel será o composto com quatro carbonos na cadeia, seguido de três, dois e um carbono, ou seja, II < III < IV < I. 12- [D] O ponto de ebulição é menor para as cadeias mais ramificadas, assim, o composto 2,2,3-trimetilbutano é o que irá possuir a menor temperatura de ebulição. 13- [C] Análise das afirmações: [I] Incorreta: Os compostos B e C têm maior caráter ácido do que o composto A devido à presença do(s) átomo(s) de cloro em sua estrutura (efeito indutivo). [II] Correta: O valor de Ka (constante de equilíbrio do ácido ou constante de ionização), em meio aquoso, a 25º C, é maior no composto C do que no composto A, devido à presença de dois átomos de cloro em sua estrutura do composto C. [III] Correta: Todos esses compostos, ao reagirem com uma solução aquosa de hidróxido de sódio, produzem os carboxilatos correspondentes: 3 3 2 2 2 2 CH COOH NaOH HOH CH COO Na C CH COOH NaOH HOH C CH COO Na C CHCOOH NaOH HOH C CHCOO Na − + − + − + + → + + → + + → + [IV] Incorreta: Esses compostos apresentam, em meio aquoso, a 25ºC, valores diferentes de Ka, devido ao efeito indutivo gerado pela presença do(s) átomo(s) de cloro. 14- [B] É correto o que se afirma somente em [II]: 15- 01 + 04 + 08 = 13. [01] Correta. Neste caso quanto maior o tamanho da cadeia carbônica, maiores as interações intermoleculares e maior a temperatura de ebulição do álcool. [02] Incorreta. Dos compostos representados, aqueles que apresentam hidroxilas (OH) podem interagir com a água por ligações ou pontes de hidrogênio. [04] Correta. Quanto mais ramificada for a cadeia do isômero, menor a interação intermolecular. [08] Correta. [16] Incorreta. Alcoóis (Ka ≈ 10-18) são menos ácidos do que água (Kw= 10-14). 16- [E] Os derivados do petróleo são separados pela técnica da destilação fracionada, cujo princípio é baseado na separação dos componentes de uma mistura, por diferença no ponto de ebulição de cada composto. Por serem compostos apolares, são imiscíveis em água que é polar (semelhante dissolve semelhante). São menos densos que a água, fato que pode ser observado quando ocorre derramamento de petróleo no mar, pela formação de imensas manchas escuras sobre a água. 17- [E] [I] Incorreta. A molécula de aspirina possui cadeia cíclica heterogênea e insaturada. [II] Incorreta. A molécula de ácido salicílico apresenta função ácido carboxílico e fenol, enquanto a do ácido acetilsalicílico apresenta funções éster e ácido carboxílico. [III] Correta. A reação ocorre entre ácido salicílico (base de Lewis) que doa par de elétrons e o anidrido acético (ácido de Lewis) que recebe o par de elétrons. [IV] Correta. Todos os átomos de carbono envolvidos em dupla ligação, possuem hibridação sp2, total de 8, somente o carbono do grupo metil (CH3) possui apenas ligações simples, portanto, hibridação do tipo sp3. 18- [B] [I] Incorreta. [II] Correta. Base de Lewis são compostos que doampar de elétron, assim o átomo de nitrogênio possui par de elétrons disponível para uma possível ligação, pois possui 5 elétrons na camada de valência e apenas 3 estão envolvidas nas ligações. [III] Correta. Os átomos de carbono que estão presentes em ambos os anéis possuem ligação dupla, possuem assim hibridação sp2. [IV] Incorreta. A fórmula molecular correta da cafeína será: C8H10N4O2. 19- [D] [I] Correta. O átomo de nitrogênio pode aceitar próton (teoria de Bronsted-Lowry) dando origem a uma ligação química. [II] Incorreta. Caso a metilamina pudesse doar o hidrogênio, seria um doador de próton, possuindo um caráter ácido. [III] Correta. O fenol é considerado um ácido fraco devido à ressonância do anel e, na presença de uma base (NaOH) irá perder o átomo de hidrogênio da hidroxila (reação ácido base). 20- [C] Quanto maior a quantidade de átomos de cloro ligados ao carbono ligado à carboxila, mais os elétrons das ligações covalentes são atraídos na direção deles “enfraquecendo” o átomo de oxigênio da hidroxila que fica “positivado” e consequentemente libera o hidrogênio com mais facilidade, ou seja, a força ácida aumenta. Q U ÍM IC A O R G  N IC A 102 21- 02 + 04 = 06. Se compararmos moléculas com o mesmo número de átomos de carbono, podemos afirmar que o ponto de ebulição de alcoóis é sempre maior do que o ponto de ebulição de cetonas, pois os alcoóis fazem ligação (ou ponte) de hidrogênio. Dadas duas soluções 0,01 mol/litro de cada ácido monoprótico, a do ácido benzoico terá pH maior do que a do ácido 4-clorobenzoico, pois a presença do cloro provoca indução e consequente facilitação na liberação do cátion H+. Sabões e detergentes possuem grande cadeia apolar e extremidade polar, podendo formar micelas. 22- [D] Numa série, com a elevação do número de átomos de carbono na cadeia carbônica de um ácido carboxílico, ocorre a diminuição da acidez. Conclusão: o ácido etanoico (2 carbonos) é mais fraco do que o ácido metanoico (1 carbono). 23- 01 + 04 +16 + 64 = 85. [01] Correta. A reação será: [02] Incorreta. Para se obter 9g de benzoato de sódio, são necessários 7,625g de ácido benzoico. [04] Correta. [08] Incorreta. O benzoato de sódio por ser um sal, apresenta ponto de fusão maior que o ácido. [16] Correta. A reação entre o ácido benzoico (ácido) e o hidróxido de sódio (base) formam o benzoato de sódio (sal) e água em uma reação de neutralização. [32] Incorreta. O sódio é um metal alcalino e forma ligação iônica. [64] Correta. O ácido benzoico, Possui fórmula molecular: C7H6O2. 24- [C] [Falsa] Trata-se de uma cadeia carbônica mista e insaturada. [Verdadeira] Carbono primário está ligado apenas a um carbono, sendo o carbono do éter também considerado primário ou nulário. Carbono secundário está ligado a 2 átomos de carbono e o terciário a 3 átomos de carbono. Observe a molécula com os carbonos assinalados: ácido benzoico benzoato de sódio 122g 144g x 9g x 7,625g= 0,05g 100mL x 2000mL x 1,0g= [Verdadeira] Possui as funções fenol e éter. [Falsa] A hidroxila ligada diretamente ao anel aromático caracteriza um fenol. [Falsa] O conceito de Arrhenius é valido somente em meio aquoso, pois a base segundo esse cientista libera o íon OH-, nesse caso o oxigênio desse composto é estabilizado pela ressonância do anel aromático, o que facilita somente a liberação do íon H+, o que caracterizaria como um composto ácido. 25- [E] O texto trata do caroteno, um composto apolar e lipofílico, ou seja, solúvel em gorduras e insolúvel em água e de densidade menor que a parte aquosa. 26- [B] [A] Incorreta. A destilação, como todo processo de separação, trata-se de um processo físico. [B] Correta. Pelo fato dos hidrocarbonetos serem apolares, as forças predominantes são as do tipo dispersão de London. [C] Incorreta. Tanto a água do mar quanto a água pura não se misturam ao petróleo devido à diferença de polaridade entre esses compostos. [D] Incorreta. Tanto o propano quanto o butano, são obtidos principalmente, pelo processo do craqueamento catalítico do petróleo. [E] Incorreta. Ambas são moléculas apolares, portanto, possuem momento dipolar igual à zero. 27- [C] A molécula de H2S apresenta, além de sua geometria angular, caráter polar, fazendo com que esse gás seja solúvel em água. O etino, assim como todos os hidrocarbonetos, é apolar, não sendo solúvel em água. 28- [A] Observações sobre as afirmativas: [A] No caso de isômeros de cadeias, podemos considerar que aquele com cadeia mais ramificada, em geral, apresenta menor temperatura de ebulição. Isto se explica devido à menor intensidade das forças de London devido à menor superfície das cadeias ramificadas. [B] Verdadeira. Observe a fórmula estrutural abaixo: [C] A ligação assinalada abaixo mostra que o composto apresenta isomeria cis-trans. 103www.biologiatotal.com.br Q U ÍM IC A O R G  N IC A [D] A estrutura do 4-decenal é: e sua formula molecular é C10H18O. Sendo assim, apresenta a mesma massa molar do geraniol. 29- [B] [A] Falsa. A cadeia carbônica saturada não apresenta ramificação, pois não possui carbono terciário. [B] Verdadeira. A estrutura do detergente mostra uma região apolar formada pela cadeia carbônica e outra polar formada pela ligação iônica do grupo sulfonato com o cátion sódio. [C] Falsa. O anel aromático está dissubstituido. [D] Falsa. A cadeia carbônica apolar é saturada. [E] Falsa. A porção sulfônica apresenta uma ligação iônica, o que confere a esta região um caráter polar. 30- a) Éter etílico é miscível em benzeno e ambos não são miscíveis em água, então teremos: b) O procedimento adequado seria a destilação fracionada, pois tem-se uma mistura homogênea de dois líquidos com pontos de ebulição distantes. c) Teremos: Rótulo Ponto de ebulição/°C Solubilidade em água Informações adicionais A 163,0 (elevadas f o r ç a s in termolecu lares, presença de grupo OH) Solúvel (A é polar e a p r e s e n t a grupo OH) Reage com solução de NaHCO3 (A é ácido) B 76,7 (maior superfície de contato do que C) Imiscível (B é apolar) Mais denso que a água C -47,7 (menor superfície de contato do que B) Imiscível (C é apolar) R e a g e com água de bromo (C possui insaturação) Conclusão: d) A reação é uma esterificação: ANOTAÇÕES