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KAMILA VITÓRIA CIRINO MOREIRA Propriedades de alcanos, cicloalcanos, alcenos e cicloalcenos Relatório realizado por discente do 2º período de Farmácia da Universidade Federal do Piauí, como requisito para avaliação da disciplina Química Orgânica Experimental. Professor(a): Nilza Campos Andrade. Teresina 2021 SUMÁRIO RESUMO ................................................................................................................... 3 1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 4 2 PARTE EXPERIMENTAL ................................................................................... 5-7 3 RESULTADOS E DISCUSSÕES ......................................................................... 8-9 4 CONCLUSÃO ..................................................................................................... 10 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................ 11 QUESTIONÁRIO ................................................................................................. 12-16 3 RESUMO O relatório irá apresentar diversos experimentos, o primeiro com o intuito de comparar as propriedades físicas dos alcanos - Volatilidade e inflamabilidade = Gasolina>Parafina>Vaselina. Odor = Gasolina>Vaselina>Parafina e Viscosidade = Vaselina>Parafina>Gasolina; segundo foi analisada a solubilidade da gasolina e do ciclo-hexano que se misturaram com o tetracloreto de carbono e não com a água devido as polaridades; terceiro foi utilizado o teste de Bayer, dando positivo para o ciclo-hexeno e dando negativo para o hexano; quarto o teste de bromação, dando positivo para o ciclo-hexeno e negativo para o hexano; e por último foi adicionado ácido sulfúrico forte e água no ciclo-hexeno resultando na formação do ciclo- hexanol. 4 1 INTRODUÇÃO 1Alcanos, cicloalcanos, alcenos e cicloalcenos são hidrocarbonetos, ou seja, são compostos por apenas carbono e hidrogênio. Esses possuem características semelhantes, como: apolares (por ter interação intermolecular do tipo dipolo- induzido); O ponto de ebulição e fusão, geralmente, aumenta conforme o tamanho da molécula; Em condições normais de temperatura e pressão, hidrocarbonetos com quatro ou menos átomos de carbono estão em estado gasoso, 5 a 17 carbonos em estado líquido e mais de 17 carbonos são substâncias sólidas; A densidade é inferior que da água; São pouco reativos. Alcanos e Cicloalcanos são moléculas que possuem ligações sigma e, respectivamente, cadeia aberta e cadeia fechada, o que os diferem dos alcenos e cicloalcenos, é que estes possuem a presença da ligação pi, esta dá aos compostos uma maior reatividade, logo sendo possível a formação de várias substâncias em diversos tipos de reação. 1Exemplos de alcanos é o gás metano, que é liberado pelos ruminantes, nas refinarias e indústrias petroquímicas, o butano que compõe o gás de cozinha e o octano que forma a gasolina, e de cicloalcanos o ciclopropano que é muito aplicado em anestesias gerais por inalação e o ciclo-hexano utilizado na fabricação de náilon e como removedor e solvente de vernizes e tintas. Ao contrário das classes anteriores, alcenos e cicloalcenos são muito raros na natureza, muitos são preparados em laboratório, exemplos: eteno que se apresenta como um gás incolor e o benzeno que é tóxico e altamente cancerígenos, sendo utilizado como solvente orgânico em processos químicos. Stamp 5 2 PARTE EXPERIMENTAL Materiais e Reagentes Espátula; Bastão de vidro; Vidro de relógio; Pipeta de 5 e 10 mL; Proveta de 5 mL; Pipeta de Pasteur; Tubos de ensaio; Suporte p/tubos de ensaio; Gasolina (C5-C10); Querosene (C12-C15); Parafina (C21-C40); Vaselina (C18-C30); Hexano; Ciclo-hexano; Ciclo-hexeno; Tetracloreto de carbono (CCl4); Ácido sulfúrico concentrado; Sol. de NaOH - diluído; Sol. de KMnO4 a 0,5%; Água de bromo. Procedimento experimental Alcanos: a) Propriedades físicas - Foi colocado 1 ml de gasolina, 1 ml de vaselina e 1 ml de querosene em cada tubo de ensaio e no vidro de relógio foi adicionada a parafina. Tais substâncias foram observadas as características: volatilidade, odor e viscosidade. 6 Pegou-se uma quantidade cada amostra e colocou-se em um bastão de vidro que foi submetido ao bico de Bunsen, com o objetivo da análise da inflamabilidade. Em um tubo de ensaio foi adicionado 1 ml de ciclo-hexano e 2 ml de água, mirou-se a solubilidade e foi comparada as densidades. Posteriormente foi feito o mesmo, primeiro usando 1 ml de tetracloreto de carbono invés de água, segundo usando gasolina invés de ciclo-hexano. b) Solução permanganato de potássio - 1 ml de hexano foi colocado em um tubo de ensaio + 2 ml de solução de KMnO4 a 0,5%, agitou-se levemente por alguns segundos e foi observado se houve presença de reação. c) Solução da água de bromo – Em dois tubos de ensaio foi adicionado 1 ml de hexano + 1 ml de água de bromo, agitou-se bem as soluções, e uma foi guardada no escuro e outra foi exposta ao sol durante 15 minutos. Alcenos: a) Água de bromo - 2 ml de água de bromo foi colocado em um tubo de ensaio e adicionou-se gotas de ciclo-hexeno enquanto agitava a amostra. Observou-se a reação pelo teste na capela. b) Solução permanganato de potássio - Colocou-se 1 mL de solução de KMnO4 a 0,5% em um tubo de ensaio e foram adicionadas gotas de solução diluída de hidróxido de sódio, mais tardar, gostas de ciclo-hexeno, agitando. c) Ácido sulfúrico concentrado - 7 1 mL de ciclo-hexeno foi colocado em um tubo de ensaio + 3 gotas de ácido sulfúrico concentrado. Foram aguardados 5 minutos e adicionou-se 3 ml de água. 8 3 RESULTADOS E DISCUSSÕES 3Quanto maior o tamanho da molécula, mais energia será necessária para que o composto entre em ponto de ebulição, o que configura o conceito de volatilidade. A gasolina tem 8 carbonos na sua molécula, a parafina mais de 20 carbonos e a vaselina mais de 25 carbonos, logo a ordem de volatilidade é inversamente proporcional a ordem do tamanho da cadeia. 4A viscosidade é definida pela medida interna de um fluído ao fluxo, ou seja, quanto mais viscoso, maior será a volatilidade desse devido a sua resistência, assim a viscosidade é inversamente proporcional a volatilidade. 5Os compostos orgânicos na maioria dos casos são inflamáveis, e quanto maior a cadeia mais calor o composto deverá ser exposto para entrar em combustão, portanto, foi observado no experimento que a inflamabilidade foi inversamente proporcional a quantidade de carbonos. 6O odor pode ser ranqueado como: gasolina>vaselina>parafina O ciclo-hexano e a gasolina foram colocados com água, esses não se misturaram, isso porque os solutos são compostos apolares e a água polar; a fase de ciclo-hexano e da gasolina ficaram acima da fase da Alcanos Odor Viscosidade Volatilidade Inflamabilidade Gasolina (C8H18) +++ + +++ +++ Vaselina (hidrocarbonetos > C25) ++ +++ + + Parafina (hidrocarbonetos > C20) + ++ ++ ++ 9 água, devido as suas menores densidades, entretanto, quando foi substituída a água pelo tetracloreto de carbono, configurou-se uma mistura, uma vez que todos são apolares. 7A adição da solução de permanganato de potássio no hexano e no ciclo-hexeno é conhecida como teste de Bayer. Ao adicionar no ciclo- hexeno, houve reação, pois a solução antes violeta, passou a ser descorada e com precipitadocastanho, isso porque ocorreu a oxidação do composto, havendo a formação de um diol vicinal, logo apresentando cor descorada e óxido de manganês IV (precipitado); já quando foi adicionado ao hexano não houve mudança de cor e nem aparecimento de precipitado. 8Enquanto a água de bromo é um teste chamado de bromação, este serve para identificação de cicloalcanos e compostos insaturados (que é o caso do ciclo-hexeno), pois haverá reação de halogenação. A solução permaneceu avermelhada (cor da água de bromo) quando foi adicionado o hexano, ou seja, não houve reação, mas quando foi adicionado o ciclo-hexeno, a solução se tronou incolor, indicando a presença da instauração do ciclo-hexeno. Ademais, a adição de ácido sulfúrico forte e água no ciclo-hexeno confirmou a presença da molécula, isso porque foi observado a formação de um líquido incolor, a reação formou o ciclo-hexanol. 10 4 CONCLUSÃO Puderam ser observadas as propriedades dos alcanos, cicloalcanos, alcenos e cicloalcenos em laboratório, e a confirmação da presença de alguns desses compostos, através dos diversos experimentos apresentados. 11 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1 LAYSA BERNARDES. Hidrocarbonetos. Disponível em <https://brasilescola.uol.com.br/quimica/hidrocarbonetos.htm>. Acesso em: 02/05/2021. 2 LÍRIA ALVES. Alcenos. Disponível em <https://brasilescola.uol.com.br/quimica/alcenos.htm#:~:text=Alcenos%20s%C3% A3o%20hidrocarbonetos%20de%20cadeia,%C3%BAnica%20dupla%20liga%C3 %A7%C3%A3o%20e%20homog%C3%AAneo.>. Acesso em: 02/05/2021. 3 NORMAN L. ALLINGER, MICHAEL P. CAVA, DON C. DE JONGH, CARL R. JOHNSON, NORMAN A. LEBEL E CARLVIN L. STEVENS. Química orgânica. 1976. 4 PORTAL SÃO FRANCISCO. Viscosidade. Disponível em < https://www.portalsaofrancisco.com.br/fisica/viscosidade#:~:text=A%20viscosidad e%20%C3%A9%20uma%20medida,lhe%20d%C3%A1%20muita%20fric%C3%A 7%C3%A3o%20interna.>. Acesso em: 03/05/2021. 5 LÍRIA ALVES. Características gerais. Disponível em <https://brasilescola.uol.com.br/quimica/caracteristicas-gerais-dos-compostos- organicos.htm>. Acesso em: 03/05/2021. 6 Ana, Giovanna, Eline, Maria Clara, Marília, Thawany. Propriedades fisico quimicas de alcanos e alcenos. 2017. Disponível em <https://www.passeidireto.com/arquivo/60719433/alcanos-e-alcenos-relatorio>. Acesso em: 03/05/2021. 7 JENNIFER FOGAÇA. Teste de Baeyer. Disponível em <https://educador.brasilescola.uol.com.br/estrategias-ensino/teste-baeyer.htm>. Acesso em: 03/05/2021. 8 JENNIFER FOGAÇA. Reações de adição. Disponível em < https://www.manualdaquimica.com/quimica-organica/reacoes- adicao.htm#:~:text=A%20broma%C3%A7%C3%A3o%20(adi%C3%A7%C3%A3o %20de%20bromo,possui%20cor%20castanha%20(amarronzada).>. Acesso em: 03/05/2021. 12 QUESTIONÁRIO 1. Quais os tipos de reações que ocorrem com os alcanos? Exemplificar. Halogenação; Pirólise; Nitração; Sulfonação. 13 2. Quais os tipos de reações que ocorrem com os alcenos? Exemplificar. Formação de haloidrina; Halogenação; Hidratação; 14 Halidrificação; Hidrogenação; Ozonólise; Reação com periácidos; 15 Reação com ácido sulfúrico. 3. O que se pode concluir a respeito da reatividade dos alcanos e alcenos. Exemplificar. O tipo das ligações é uma das principais características para diferença de reatividade entre alcanos e alcenos. Os alcanos possuem apenas ligações sigmas, estas são muito fortes, logo lhe conferem uma menor reatividade, ao contrário dos alcenos que possuem tanto ligações sigmas como pi, estas são mais fracas, assim se tornando mais reativo. O exemplo é que os alcanos estão entre os compostos orgânicos menos reativos frente aos reagentes comuns de laboratório, enquanto os alcenos não, o eteno, por exemplo, tem a propriedade de formar líquidos oleosos quando em reação com cloro ou bromo. 4. Por que os alcanos podem ser usados como solventes orgânicos na realização de medidas, reações e extrações de materiais. Para realização de medidas, reações e extrações, o solvente utilizado deve ter certa estabilidade, de forma que não interfira na análise dos resultados. Os alcanos têm propriedades que permitem isso, uma vez que são pouco reativos, com isso não formando novos compostos ao entrar em contato com o soluto, e possuem baixa polaridade, portanto não se misturando com solventes muito polares, como a água que é de fácil acesso e muito utilizada. 16 5. Escrever e equação da reação que ocorre quando um alceno é tratado com uma solução de bromo em tetracloreto de carbono. Comparar com a reação ocorrida quando se usa água de bromo ao invés de Br2/CCl4. 6. Indicar reações que poderiam ser usadas para distinguir um alcano de um alceno. Explicar com um exemplo. Duas reações que podem distinguir alcanos de alcenos é a de hidrogenação e hidratação, pois essas acontecem devido à quebra da dupla ligação presente nos alcenos, com isso, os alcanos por só possuírem ligações químicas, não sofrem dessas.
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