Apostila-Nivelamento Quimica
37 pág.

Apostila-Nivelamento Quimica

Disciplina:Refino de Petróleo90 materiais370 seguidores
Pré-visualização11 páginas
os alcanos de 1 a 4 carbonos são gases; com 5 a 17 carbonos são líquidos e com 18 carbonos em diante são sólidos.

O petróleo é uma enorme mistura de hidrocarbonetos e você sabe que esse liquido flutua no mar. Isso ocorre porque a densidade dos hidrocarbonetos líquidos é menos que a da água.

Propriedades químicas dos alcanos:
A principal reação química dos alcanos é a combustão , que pode ser completa ou não, dependendo das quantidades relativas de combustível e gás oxigênio.

Combustão completa: CH4 + 2 O2 ( CO2 + 2 H2O

Combustão incompleta: CH4 + O2 ( C + 2 H2O

 	(fuligem)

Propriedades bioquímicas dos alcanos:

As propriedades fisiológicas dos alcanos variam de acordo com o tamanho da cadeia. O metano parece ser fisiologicamente inerte. Em um aposento com alta concentração dessa substância, há riscos que não derivam de uma ação biológica desse gás. Uma amostra de ar contendo 15% de metano, por ex. torna-se explosiva sob a ação de uma simples faísca. Um outro ex. pode ser a respiração humana em uma atmosfera carregada de metano. Nesse ambiente a respiração pode ser prejudicada não pela ação do metano em si, mas pela proporção de gás oxigênio na mistura, que pode provocar asfixia. Alcanos gasosos não possuem cheiro. Para que se possa detectar vazamentos em botijões domiciliares, costuma-se acrescentar ao gás de botijão outro gás de cheiro forte, como as mercaptanas. Alcanos com cadeias maiores, como os componentes líquidos da gasolina, podem provocar náuseas e vômitos, quando ingeridos ocasionalmente, ou problemas de pele (dermatites), quando manuseados. Mas, por outro lado, alcanos obtidos com grande massa molecular, são usados como creme amaciante. A vaselina, por ex., é um dos componentes empregados na fabricação de cremes cosméticos.

Estruturas dos alcanos:
As fórmulas para os alcanos dadas na tabela estão escritas em uma notação chamadas fórmulas estruturais condensadas. Essa notação revela a maneira pela qual os átomos estão ligados uns aos outros, mas não exige o desenho de todas as ligações.

 H H H H			H3C – CH2 – CH2 – CH3

 H – C – C – C – C – H 				 ou

 H H H H			 CH3CH2CH2CH3

Por ex., a estrutura de Lewis e as fórmulas estruturais para o butano (C4H10) são apresentadas acima.

Usaremos freqüentemente as estruturas de Lewis ou as fórmulas estruturais condensadas para representar os compostos orgânicos. Observe que cada átomo de C em um alcano tem 4 ligações simples, enquanto cada átomo de H forma uma ligação simples. Observe, também, que cada composto seguinte na série relacionada na tabela acima tem unidade CH2 adicional.

Os alcanos relacionados na tabela são chamados hidrocabonetos de cadeia linear porque todos os átomos de C estão unidos em uma cadeia contínua. Os alcanos consistindo em 4 ou mais átomos de C podem também formar hidrocarbonetos de cadeias ramificadas. Os compostos com a mesma fórmula molecular, mas com diferentes arranjos de ligação (e, conseqüentemente, diferentes estruturas) são chamados isômeros estruturais. Os isômeros estruturais de determinado alcano diferem ligeiramente um do outro nas propriedades físicas. Observe os pontos de fusão e ebulição dos isômeros do butano e pentano abaixo.

 H H H H			 H H H

 H – C – C – C – C – H 			H – C – C – C – H 	

 H H H H 			 H H

 Butano: p.f. = -135ºC			 H	 C H

 p.e. = -0,5ºC

 H

 Isobutano (2-metilpropano):

			 p.f. = -145ºC

			 p.e. = -10ºC

 H H H H H			 H H H H

 H – C – C – C – C – C – H			H – C – C – C – C – H 	

 H H H H H 			 H H H

 Pentano: p.f. = -130ºC			 H	 C H

 p.e. = +36ºC

 H

 Isopentano (2-metilbutano):

			 p.f. = -160ºC

			 p.e. = +28ºC

O número possível de isômeros estruturais aumenta rapidamente com o número de átomos de C no alcano. Existem 18 isômeros possíveis tendo a mesma fórmula molecular C8H18, por ex., e 75 isômeros possíveis com a fórmula molecular C10H22.

Nomenclatura dos alcanos:
Os primeiros nomes dados para os isômeros estruturais acima são chamados nomes comuns. O isômero no qual, um grupo CH3 está ramificada da cadeia principal é chamado isômero isso- (por ex., isobutano). À medida que o numero de isômeros cresce, torna-se impossível encontrar um prefixo apropriado para denominar o isomero. Os químicos de todo o mundo, independentemente de suas nacionalidades ou afiliações políticas, concordam com um sistema comum para dar nomes aos compostos. Os nomes da Iupac para os isômeros do butano e pentano são aqueles dados entre parênteses para cada composto. Esses nomes, bem como aqueles de outros compostos orgânicos, têm 3 partes:

Prefixo base sufixo

 Quantos carbonos?

 Quais substituintes? Qual família?

As seguintes etapas resumem os procedimentos usados para chegar aos nomes dos alcanos, todos com nomes finalizados com o sufixo –ano.

Encontre a cadeia mais longa de átomos de C e use o nome dessa cadeia com o nome base do composto. A cadeia mais longa nem sempre está escrita em uma linha reta, como visto no seguinte exemplo:

 CH3 – CHCH3

 CH2 – CH2 – CH2 – CH3

 2-metilhexano

Uma vez que esse composto tem cadeia de seis átomos de C, recebe o nome como um hexano substituído. Os grupos ligados à cadeia principal são chamados substituintes porque substituem um H ligado a um carbono da cadeia principal.

Numere os átomos de cada C na cadeia mais longa, começando com o lado da cadeia mais próximo de um substituinte. A cadeia é numerada a partir do lado que fornece o menor número para a posição do substituinte.

Dê o nome e forneça a localização de cada grupo substituinte. Um grupo substituinte formado pela remoção de um átomo de H do alcano é chamado grupo alquil ou alquila. Os grupos alquila são nomeados pela substituição da terminação –ano do nome do alcano por –il. O grupo metil (CH3), pó ex., é derivado do metano (CH4). Analogamente, o grupo etil (C2H5) é derivado do etano (C2H6).

Quando dois substituintes estão presentes, relacione-os em ordem alfabética. Quando existem dois ou mais do mesmo substituinte, o número de substituintes daquele tipo é indicado por um prefixo: di (2), tri (3), tetra (4), penta (5), e assim por diante. Observe o seguinte .

ex.:

CH3

 CH3 – CH – CH2

 CH – CH – CH2 – CH3

 CH3 CH – CH3

		 CH3

3-etil-2,4,5-trimetileptano

Cicloalcanos:
Os alcanos podem formar não apenas cadeias ramificadas, mas também anéis ou ciclos. Os alcanos com essa forma de estrutura são chamados cicloalcanos. As estruturas dos cicloalcanos algumas vezes são desenhadas como polígonos simples nos quais cada vértice do polígono representa um grupo CH2. Esse método de representação é similar ao usado para os anéis de benzeno. No caso das estruturas aromáticas, cada vértice representa um grupo CH. Os anéis de carbono contendo menos de 5