Reações de Oxidação
Teoria
São reações que envolvem o aumento no estado de oxidação (nox) dos átomos presentes em uma moléculas. De uma forma geral tem-se sempre a substância orgânica (redutora) + subtância inorgânica (oxidante).
Durante a oxidação haverá o aumento do número de átomos de oxigênio ou a diminuição dos átomos de hidrogênio no composto orgânico.
As substâncias inorgânicas mais utilizadas como oxidantes são: KMnO4, K2Cr2O7, O3 e O2. Um exemplo bem conhecido de oxidação é a de álcoois, através da conversão de vinho em vinagre.
Oxidação de álcoois
Normalmente ocorre na presença de KMnO4 (permanganato de potássio) ou K2Cr2O7 (dicromato de potássio) em qualquer meio ou oxigênio do ar. O álcool pode ser caracterizado como primário, secundário ou terciário de acordo com o carbono o qual está ligado, certo? Certo! E o que isso tem a ver? TUDO.
Dependendo de qual álcool seja a reação de oxidação pode acontecer mais de uma vez e até mesmo nem acontecer. Olha o exemplo:
Então precisa ser estar atento(a) a isso!
Além disso, existem dois tipos de oxidação, se o carbono que sofre a oxidação ainda possui hidrogênios, dizemos que a sua oxidação foi branda ou parcial, como acontece no álcool primário com a formação do aldeído. Se a oxidação no carbono ocorre com a perda total de hidrogênios, dizemos que a oxidação é energética ou total, como acontece na formação do ácido carboxílico.
ATENÇÃO: álcoois terciários não apresentam hidrogênio ligado ao carbono que contém a hidroxila, logo, não é possível, produzir a carbonila.
Oxidação em Alcenos e Alcinos
A Oxidação Branda em alcenos é obtida usando-se uma solução diluída, neutra ou levemente básica de permanganato de potássio, conhecido como reativo de Baeyer. Como os alcenos apresentam dupla ligações em sua estruturas é justamente ela que terá uma de suas ligações rompida na reação, como já vimos no exemplo láááá no inicio.
OBS.: O emprego do símbolo [O] indica o emprego de um agente oxidante! Não se assuste com ele.
Já nos alcinos que possuem três ligações (tripla), durante a oxidação haverá a quebra de duas ligações a partir do aumento da quantidade do agente redutor! Repara no índice ao lado do [O] como aumenta de 1 para 2, comparando o exemplo acima com o de baixo.
Na Oxidação Energica é um pouquinho diferente porque há de fato o rompimento de TODAS as ligações. Nos alcenos, dependendo da posição da ligação dupla o produto se altera da seguinte forma:
- Carbono da dupla possui um hidrogênio: gera um ácido.
- Carbono da dupla possui dois hidrogênios: gera gás carbônico
- Carbono da dupla não possui hidrogênio: gera uma cetona.
Os alcinos seguem o mesmo raciocínio dos alcenos. Essa reação tem um meio diferente também, pois pode ser feita utilizando o permanganato de potássio ou o dicromato de potássio aquecido e em meio ácido. Num resuminho relacionando com o grau de insaturação do carbono, temos o seguinte:
Finalizamos oxidação, agora é praticar! 😊
Oxidação de álcoois
Oxidação em Alcenos e Alcinos
Exercícios Resolvidos
Exercício Resolvido #1
Elaboração própria.
Na reação abaixo:
A nomenclatura oficial (IUPAC) do composto orgânica formado é?
Passo 1
No reagente da reação, temos um alceno (composto formado apenas por átomos de carbono e hidrogênio e uma dupla ligação entre dois carbonos) submetido a permanganato de potássio (KMnO4) e uma base forte (NaOH). Por essa razão, esse alceno passa por uma oxidação branda.
Nesse tipo de oxidação, a ligação pi da dupla é rompida e um grupo hidroxila é adicionada a cada um dos carbonos envolvidos, como podemos observar na equação abaixo:
Passo 2
No alceno, a dupla ligação estava entre os carbonos 3 e 4, assim, após a quebra da ligação pi, houve a adição de um grupo hidroxila a cada um deles. Como temos um grupamento -OH em carbono saturado (só com ligações simples), temos um álcool, mas são dois carbonos com hidroxilas, por isso, o produto formado é um diálcool.
Passo 3
O diálcool formado possui um radical metil (verde) no carbono 3, seis carbonos na cadeia principal (vermelho) então prefixo ‘hex’, só ligações simples (infixo an) e dois grupos hidroxilas (laranja) nos carbonos 3 e 4.
Assim, o nome do composto é: 3-metil-hexan-3,4-diol.
Resposta
3-metil-hexan-3,4-diol
Exercício Resolvido #2
Elaboração própria.
Qual do alcenos propostos a seguir é capaz de produzir o composto butan-2,3-diol quando submetido a uma oxidação branda, na presença de KMnO4 e uma base inorgânica?
- But-1,2-dieno
- But-2,3-dieno
- But-1-eno
- But-2-eno
Passo 1
Em uma oxidação branda em alcenos, a ligação pi entre dois carbonos é rompida e cada uma dos carbonos envolvidos recebe um grupo hidroxila, resultando em um diálcool. O nome do produto fornecido, butan-2,3-diol, indica que as hidroxilas estão nos carbonos 2 e 3, assim, podemos afirmar que a ligação dupla rompida também estava localizada entre estes mesmos carbonos:
Passo 2
O alceno utilizado apresenta quatro átomos de carbono (prefixo but), uma dupla ligação que se inicia no carbono 2 e é um hidrocarboneto, então terminação ‘o’. Logo, sua nomenclatura oficial é But-2-eno.
Resposta
But-2-eno.
Exercício Resolvido #3
Elaboração própria.
Quando o alceno 2,3-dimetil-pent-2-eno é submetido a uma solução com o reagente de Bayer (KMnO4) e uma base inorgânica (como hidróxido de potássio – KOH), sofre a processo químico orgânico denominado de oxidação branda. A partir desse conhecimento, qual dos produtos abaixo é obtido na oxidação do alceno mencionado?
- 2,3-dimetil-pentan-2,3-diol
- 2,3-dimetil-pent-3,4-diol
- 2,3-dimetil-pent-1,2-diol
Passo 1
O alceno 2,3-dimetil-pent-2-eno é submetido a uma oxidação branda segundo o enunciado. Nesse tipo de oxidação, a ligação pi da dupla é rompida e um grupo hidroxila é adicionado a cada uma dos carbonos envolvidos.
Passo 2
No alceno, a ligação dupla estava entre os carbonos 2 e 3, assim, após a quebra da ligação pi, teremos a adição de um grupo hidroxila a cada um deles. Como temos um grupo OH em carbono saturado (só com ligações simples), temos um álcool. Porém, são dois carbonos com grupo OH, logo, o produto formado é denominado diálcool.
Passo 3
O diálcool formado possui dois radicais metil (CH3) localizados nos carbonos 2 e 3, cinco carbonos na cadeia principal (prefico pent), só ligações simples (infixo an) e um grupo OH nos carbonos 2 e 3 (diol).
Assim, o nome do composto é: 2,3-dimetil-pentan-2,3-diol.
Resposta
Letra A
Exercício Resolvido #4
Elaboração própria.
Assinale a alternativa que apresenta os produtos gerados pela oxidação enérgica em solução ácida e concentrada de KMnO4 sob aquecimento do 2,4-dimetil-pent-1-eno.
- Ácido 2-metilpropanoico, gás carbônico e etanal
- 4-metil-2-pentanona e formaldeído
- 2-metil-4-pentanona e água
- Propanona e ácido 2-metilpropanoico
- Ácido propanoico, propanona e água
Passo 1
O composto que sofre a oxidação energética é o 2,4-dimetil-1-pent-1-eno.
Quando a ligação dupla é rompida, formam-se duas valências livres em cada um dos carbonos, as quais são ocupadas por hidroxilas (OH). O hidrogênio do carbono da dupla é oxigenado e forma uma nova hidroxila.
Passo 2
Como temos a presença de mais de uma hidroxila no mesmo carbono, ocorre a formação de moléculas de água. Entre o carbono e o oxigênio das hidroxilas, forma-se uma ligação pi.
Agora é só nomear: ácido propanoico, propanona e água
Resposta
Letra E
Exercício Resolvido #5
Elaboração própria.
Indique a cetona que é obtida a partir da reação de oxidação do 3-metilbutan-2-ol, cuja fórmula molécula é C5H12O.
Passo 1
O exercício envolve uma reação de oxidação de um álcool secundário, pois possui sua hidroxila ligada a uma carbono secundário. Durante esse reação, um átomo de oxigênio liga-se ao hidrogênio do carbono que apresenta a hidroxila. O restante da estrutura permanece inalterado.
Passo 2
Como o átomo de carbono passa a ter duas hidroxila ligadas a ele, surge uma grande estabilidade na estrutura. Assim, uma molécula de água é formada a partir dessas hidroxilas.
Entre o carbono e o cigênio restante, ocorre a formação de uma ligação pi, originando uma carbonila, que por estar entre dois outros carbonos, caracteriza-se como uma cetona.
Passo 3
Agora é só nomear a cetona!
Seguindo a ordem da nomenclatura, temos que esta é a 3-metil-butan-2-ona!
Resposta
3-metil-butan-2-ona