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Propriedades Químicas dos Compostos de Carbono, Etanol e Ácido Etanoico

Os compostos de carbono queimam no oxigênio e formam CO₂, água, calor e luz (combustão). Oxidantes fortes transformam álcoois em ácidos (oxidação). Compostos insaturados adicionam hidrogênio com catalisador de níquel (adição). Compostos saturados trocam hidrogênio por cloro na luz do sol (substituição). O etanol reage com sódio e libera hidrogênio, e por desidratação forma eteno. O ácido etanoico é um ácido fraco: forma ésteres com álcoois e CO₂ com carbonatos.

🎬 História passo a passo

  1. Combustão. Uma molécula de metano encontra duas moléculas de oxigênio. As ligações se quebram, os átomos se reagrupam e saem dióxido de carbono, duas águas, calor e luz.
  2. Oxidação. O permanganato de potássio alcalino dá oxigênio ao etanol. A ponta –CH₂OH vira –COOH, e o etanol se transforma em ácido etanoico.
  3. Adição. O eteno tem uma ligação dupla C=C. Com catalisador de níquel, uma molécula de hidrogênio abre essa ligação e os dois átomos de H se juntam. O eteno vira etano.
  4. Substituição. O metano não tem ligação livre, então, na luz do sol, um átomo de cloro toma o lugar de um hidrogênio. Surgem clorometano e HCl.
  5. Etanol encontra sódio. O sódio troca de lugar com o H do –OH e forma etóxido de sódio, enquanto o gás hidrogênio borbulha. Esse é um teste para álcoois.
  6. Sua vez. Escolha qualquer reação, inclusive a esterificação (ácido + álcool → éster de cheiro doce), e aperte Run para ver os átomos se reagrupando.

Dica: arraste a cena 3D para girar. Use dois dedos para dar zoom.

🤔 Dúvidas comuns, esclarecidas

Combustão é o mesmo que oxidação?

A combustão é uma oxidação rápida, com calor e luz. A oxidação do etanol a ácido é mais lenta e controlada por um agente oxidante.

Por que o metano não faz adição?

O metano só tem ligações simples; não há ligação dupla para abrir. Por isso ele só pode trocar H por Cl.

De onde vem o oxigênio extra do ácido etanoico?

Do agente oxidante (KMnO₄ ou K₂Cr₂O₇), que aparece como [O] nas equações.

O níquel é consumido na hidrogenação?

Não. O catalisador só acelera a reação e fica inalterado no final.

O que borbulha quando o sódio entra no etanol?

Gás hidrogênio. O sódio toma o lugar do H do –OH, então o H₂ é liberado e o etóxido de sódio fica.

Por que a esterificação usa uma seta de duas pontas?

A reação é reversível: o éster e a água podem reagir de volta. O catalisador ácido e o calor ajudam a empurrá-la para frente.

Combustão

O carbono e seus compostos queimam no oxigênio e formam dióxido de carbono, água, calor e luz: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O + calor + luz; C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O + calor + luz.

O carvão e o petróleo têm nitrogênio e enxofre, então a queima deles também libera óxidos de enxofre e de nitrogênio, que causam a chuva ácida.

Oxidação

A combustão é um tipo de oxidação, mas os álcoois também podem ser oxidados de forma controlada. O permanganato de potássio alcalino (KMnO₄) e o dicromato de potássio acidificado (K₂Cr₂O₇) são agentes oxidantes: eles dão oxigênio a outras substâncias.

CH₃CH₂OH + 2[O] → CH₃COOH + H₂O (ao aquecer com KMnO₄ alcalino).

A cor rosa do permanganato some enquanto ele é consumido. Quando todo o etanol já foi oxidado, o KMnO₄ que sobra continua rosa.

Reação de adição

Os compostos insaturados adicionam átomos na sua ligação dupla ou tripla. Com hidrogênio e um catalisador (níquel ou paládio), o eteno vira etano: CH₂=CH₂ + H₂ → CH₃–CH₃.

Um catalisador muda a velocidade de uma reação sem ser consumido.

Hidrogenação de óleos

Os óleos vegetais têm cadeias longas insaturadas. Ao adicionar hidrogênio com catalisador de níquel, elas viram gorduras saturadas sólidas (gordura vegetal hidrogenada). Os óleos insaturados são considerados mais saudáveis, e o excesso de gordura saturada está ligado a problemas no coração.

Reação de substituição

Os hidrocarbonetos saturados reagem pouco, mas na luz do sol o cloro substitui os hidrogênios um por um: CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl. Com mais cloro, podem se formar CH₂Cl₂, CHCl₃ e CCl₄.

Adição x substituição: a adição precisa de ligação dupla ou tripla e dá um só produto; a substituição troca um átomo e dá dois produtos.

Etanol (álcool etílico)

O etanol, C₂H₅OH, é um líquido incolor à temperatura ambiente, mistura-se com a água em qualquer proporção e é um bom solvente (tinturas, xaropes para tosse). Ele é o componente ativo das bebidas alcoólicas. Mesmo em pequenas quantidades, afeta o corpo e o cérebro, e o metanol (às vezes misturado de forma ilegal) pode causar cegueira e morte. O álcool industrial é desnaturado: adiciona-se metanol e um corante azul para que ninguém possa bebê-lo.

Reações do etanol

O etanol misturado à gasolina é usado como combustível mais limpo (etanol da cana-de-açúcar).

Ácido etanoico (ácido acético)

O ácido etanoico, CH₃COOH, é um ácido fraco (ioniza só em parte). O ácido etanoico puro congela por volta de 290 K (17 °C), por isso parece gelo em dias frios: é o ácido acético glacial. O vinagre é uma solução de 5 a 8% dele em água.

Fórmulas e definições principais

Exemplos resolvidos

1. Escreva a equação balanceada da combustão completa do etano.

2C₂H₆ + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O + calor + luz. (Balanceie primeiro o C: 4; depois o H: 12 → 6H₂O; depois o O: 8 + 6 = 14 átomos = 7O₂.)

2. Por que um hidrocarboneto saturado dá chama limpa, mas a naftalina dá chama com fuligem?

A naftalina é insaturada e rica em carbono. Não há oxigênio suficiente para queimar todo o carbono, então partículas de carbono não queimadas formam uma chama amarela com fuligem.

3. Qual é uma reação de adição: eteno + H₂ ou metano + Cl₂? Por quê?

Eteno + H₂ é adição: dois átomos de H se juntam à ligação C=C e forma-se um só produto (etano). Metano + Cl₂ é substituição: o Cl troca de lugar com o H e formam-se dois produtos (CH₃Cl + HCl).

4. Um composto X, C₂H₆O, reage com sódio e libera um gás que queima com um estalo. Na oxidação com KMnO₄ alcalino, ele dá Y, C₂H₄O₂. Identifique X, Y e o gás.

X é o etanol (C₂H₅OH), o gás é o hidrogênio (teste do estalo) e Y é o ácido etanoico (CH₃COOH).

5. Como você distinguiria etanol de ácido etanoico usando bicarbonato de sódio?

Adicione NaHCO₃. O ácido etanoico borbulha e libera CO₂ (deixa a água de cal turva); o etanol não borbulha.

6. Y (C₂H₄O₂) é aquecido suavemente com X (C₂H₆O) e algumas gotas de H₂SO₄ conc. Sente-se um cheiro doce. Dê o nome da reação e do produto e mostre como o produto pode devolver X.

Esterificação: CH₃COOH + C₂H₅OH ⇌ CH₃COOC₂H₅ + H₂O; o produto é o etanoato de etila. Aquecê-lo com NaOH (saponificação) dá etanol + etanoato de sódio.

Erros comuns

Quiz de prática

1. A hidrogenação de óleos vegetais usa qual catalisador?
2. CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl na luz do sol é:
3. Etanol + sódio produz:
4. O KMnO₄ alcalino converte o etanol em:
5. A reação entre um ácido e um álcool que dá cheiro doce se chama:

Prática: responda você mesmo

Digite ou escolha sua resposta e aperte Conferir. Use a dica se travar; a solução completa aparece depois que você responder.

Perguntas frequentes

Qual é a diferença entre reações de adição e de substituição?

A adição acontece em compostos insaturados: átomos se juntam à ligação dupla ou tripla e dão um só produto. A substituição acontece em compostos saturados: um átomo toma o lugar de outro e dá dois produtos.

O que é esterificação?

É a reação de um ácido carboxílico com um álcool na presença de um catalisador ácido, que dá um éster de cheiro doce e água.

Por que o ácido etanoico é chamado de ácido acético glacial?

O ácido etanoico puro congela a cerca de 17 °C, então em lugares frios ele parece gelo (uma geleira).

Onde isso é ensinado

PolandSzkoła podstawowa, klasa VIIIHydrocarbon derivatives
Ukraine9 класOrganic substances
CBSE (India)Class 10Chemical Substances – Nature and Behaviour
England (GCSE, A level)Year 114.7 Organic chemistry
China高一Ch.7 Organic compounds

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