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1 Química Orgânica ÁLCOOIS - NOMENCLATURA E PROPRIEDADES 2 SUMÁRIO Introdução .......................................................................................................................................3 Objetivos ..........................................................................................................................................3 Conceitos .........................................................................................................................................3 Um pouco de História.... ................................................................................................................3 Nomenclatura .................................................................................................................................3 Propriedades ...................................................................................................................................4 Exercícios .........................................................................................................................................4 Gabarito ...........................................................................................................................................5 Resumo ............................................................................................................................................6 3 Introdução Nesta aula abordaremos a parte da química orgânica que estuda a função orgânica álcool. Mais especificamente, trataremos dos seguintes tópicos: nomenclatura e as propriedades. Objetivos • Entender o que caracteriza uma molécula de álcool. • Compreender as regras da IUPAC para nomenclatura de álcoois. • Compreender os fatores que influenciam as propriedades físicas do álcool. Conceitos Nesse material, vamos estudar uma função orgânica bastante presente no nosso cotidiano, o álcool. Estudaremos qual o grupo funcional que caracteriza essa classe de compostos, aprender as regras de nomenclatura adotadas pela IUPAC, e entender os conceitos químicos por trás de algumas propriedades físicas. Um pouco de História.... Um dos álcoois mais presentes no nosso cotidiano é o etanol, também conhecido como álcool etílico. O etanol é conhecido pela humanidade desde a Antiguidade, quando era usado como componente de bebidas usadas em eventos sociais. Atualmente, o etanol é utilizado como antisséptico em vários produtos, como líquidos de gargarejo bucal, desodorantes entre outros itens de higiene. Na década de 1980, o etanol passou a ser utilizado como combustível para automóveis, e em consequência dos problemas causados pelos combustíveis fósseis, o etanol vem se tornado um importante componente da matriz energética do Brasil. Nomenclatura Álcoois são compostos que possuem um ou mais grupos hidroxila ligados a carbonos sp³ de um grupo alquila, ou seja, carbonos saturados. Se a hidroxila estiver ligada a um grupo benzênico, o composto não é um álcool, e sim um fenol. Se estiver ligada a um carbono secundário em uma cadeia aberta, o composto também não será um álcool, e sim um enol. Os álcoois podem ser classificados de acordo com a classificação do carbono que a hidroxila estiver ligada, podendo primários, secundários e terciários. De acordo com a IUPAC, quando o grupo hidroxila for o grupo funcional principal, o nome do álcool será derivado do nome do hidrocarboneto correspondente, substituindo a vogal “o” pelo sufixo “ol”. A posição da hidroxila é representada pelo número do carbono da cadeia principal que ela está ligada, de modo que este número seja o menor possível. 4 A figura acima é o propan-2-ol. Existem casos em que os álcoois são poli-hidroxilados, nesta situação os sufixos utilizados são diol, triol, tetraol, para 2, 3 e 4 hidroxilas na cadeia respectivamente seguido do número dos carbonos a qual a hidroxila está ligada. A figura acima é o butan-2,3-diol Propriedades Nos álcoois a temperatura de fusão e principalmente a temperatura de ebulição tende a se elevar de acordo com o aumento da massa molar. Quando comparado ao hidrocarboneto equivalente, o álcool apresenta uma temperatura de ebulição mais alta, e isto se deve a polaridade das moléculas devido à presença da hidroxila. As moléculas de álcool interagem umas com as outras por meio de ligação de hidrogênio, que é uma interação intermolecular bastante forte. A solubilidade dos álcoois depende do tamanho da cadeia carbônica e de quantos grupos hidroxila estão ligados a cadeia. Quanto maior a cadeia carbônica, mais a molécula tende a ser apolar, enquanto quanto mais hidroxilas, maior a polaridade da molécula. Exercícios 1. (Autor) Discuta a diferença entre as funções orgânicas álcool, fenol e enol. 2. (Autor) Utilizando a nomenclatura padrão da IUPAC nomeie o seguinte composto: 5 3. (Autor) Discuta a solubilidade em água do seguinte composto: Gabarito 1. A função orgânica álcool possui um ou mais grupos hidroxilas ligados a carbonos sp³, ou seja, saturados. A função orgânica fenol é caracterizada pela presença de uma hidroxila ligada diretamente a um anel benzênico. E por fim o enol é um composto que apresenta uma isomeria (tautomeria) com aldeídos ou cetonas, e a hidroxila está ligada a um carbono sp². 2. Primeiro descobriremos qual será a cadeia principal e quantos átomos de carbono, ela possui, no caso proposto a cadeia possui sete carbonos na cadeia principal, e o grupo hidroxila está ligado no quarto carbono da cadeia. Após isso identificaremos as ramificações e a quais carbonos elas estão ligadas. Com isso chegamos a que o nome da molécula de acordo com a IUPAC é 3- etil-4, 6-dimetil-heptan-4-ol. 3. A molécula apresentada é o etano-1, 2-diol, que possui uma cadeia carbônica curta (apenas 2 carbonos) e possui 2 grupos hidroxilas ligados a cadeia. A junção destes dois fatos torna a molécula bastante polar. E devido a presença da hidroxila, que formará ligações de hidrogênio com a água, o etano-1, 2- diol é solúvel em água. 6 Resumo Nomenclatura • Álcool - composto que possui um ou mais grupos hidroxila ligados a carbonos sp³, ou seja, saturado. • Fenol – composto que possui um grupo hidroxila ligado diretamente a um grupo benzênico. • Enol – composto que possui um grupo hidroxila ligado a carbonos sp². • Pela IUPAC, o nome do álcool será derivado do nome do hidrocarboneto correspondente, substituindo a vogal “o” pelo sufixo “ol”. A hidroxila é representada pelo número do carbono da cadeia principal que ela está ligada, de modo que este número seja o menor possível. • Em casos de haver mais de uma hidroxila na cadeia carbônica, o sufixo “ol” é substituído por “diol”, “triol”, “tetrol”, para os casos com 2, 3 ou 4 hidroxilas presentes na cadeia carbônica. Propriedades As temperaturas de fusão e ebulição dependem do tamanho da cadeia carbônica e da quantidade de hidroxilas ligadas a elas. Quanto maior a cadeia, maior tende a ser a temperatura de transição de fase, e vale para o número de hidroxilas, ou seja, quanto mais hidroxilas maior a temperatura de transição de fase. A solubilidade em água depende do tamanho da cadeia carbônica, cadeias longas tendem a ser pouco polares, e quanto mais hidroxilativer na cadeia, mais polar essa molécula será. 7 Referências Luiz Claudio de Almeida Barbosa, Introdução à Química Orgânica, 2ª ED,179-185. Tito e Canto. Química na Abordagem do Cotidiano. Volume único, parte C – Química Orgânica. Editora Saraiva 2005.
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