Reações de oxidação em compostos orgânicos

Resumo e exercícios sobre Reações de oxidação em compostos orgânicos

1. Profª Alda Ernestina
Reações Orgânicas
Reações de oxi-redução em compostos orgânicos
Ao iniciarmos o estudo das reações de oxi-redução na química orgânica devemos inicialmente relembrar o conceito de
número de oxidação (Nox) de um elemento. Em compostos iônicos o Nox dos elementos que os formam é igual a carga
do próprio elemento e indica a quantidade de elétrons transferidos do metal para o ametal, pois há uma transferência
efetiva de elétrons. No caso dos compostos covalentes, como não há uma transferência efetiva de elétrons, o Nox de
cada um dos elementos, não expressa a quantidade de elétrons transferida, mas sim a carga parcial de cada átomo
desse elemento na molécula, gerada pela distribuição desigual dos elétrons nas ligações covalentes, em decorrência das
diferentes eletronegatividades desses elementos. Relembrando os conceitos de:
reação de oxi-redução - reação química em que o Nox de um ou mais elementos se altera.
oxidação - aumento do Nox de um elemento
redução - diminuição do Nox de um elemento
Na química orgânica, reações de oxi-redução são aquelas em que o Nox do carbono sofre alteração. Como nos exemplos
abaixo:

Um bom exemplo de reação de oxi-redução é a combustão de compostos orgânicos, que consiste na reação entre um
composto orgânico e o oxigênio (O
2). Nessas reações os Nox's do carbono e do oxigênio é alterado.

Exemplos de reações de oxidação e redução
Oxidação do metanol à ácido metanóico

Nesta reação o carbono do álcool tem seu Nox alterado
de -2 para +2 no ácido carboxílico. Como o Nox
aumentou trata-se de uma reação de oxidação de um
álcool á ácido carboxílico.
Redução da propanona à 2-propanol

Nesta reação o carbono da cetona tem seu Nox
alterado de +2 para 0 no álcool, como o Nox diminuiu
trata-se de uma reação de redução de uma cetona à
álcool.
Portanto, dizemos que a combustão do carvão, é
uma reação de oxi-redução, onde o carbono sofre
oxidação e o oxigênio sofre redução .

2. Principais reações de oxidação
De um modo geral, podemos dizer que as reações de
oxidação em compostos orgânicos são aquelas que
ocorrem na presença de um agente oxidante e ocorre
com a entrada de oxigênio ou saída de hidrogênio na
molécula. Os principais tipos são:
A) oxidação de alcenos
B) oxidação de álcoois
A) OXIDAÇÃO DE ALCENOS - os alcenos sofrem
oxidação através de três métodos diferentes:
1) oxidação branda - consiste na oxidação do alceno
sob condições brandas, utilizando-se como oxidante
uma solução aquosa diluída, neutra ou levemente
alcalina de KMnO
4, produzindo um diálcool. Indicamos
o agente oxidante por [O]. Como no exemplo abaixo.

Durante a reação, a cor violeta do KMnO
4, desaparece.
Desta forma, o descoramento da solução de KMnO
4
confirma a presença de um alceno e é utilizado na
identificação de alcenos, e recebe o nome de teste de
Bayer.
2) oxidação enérgica - consiste na oxidação do alceno
sob condições enérgicas, utilizando-se como oxidante
uma solução aquosa concentrada de KMnO
4 ou K2Cr2O7
em meio ácido (geralmente H
2SO4), a quente. Por se
tratar de uma reação em condições enérgicas, a
molécula de alceno é quebrada na altura da ligação
dupla, produzindo diferentes compostos .
Os produtos formados dependem da posição da ligação
dupla pois a molécula ao ser quebrada gera duas partes
diferentes , sendo que:
* carbono 1º (primário) produz CO
2 e H2O;
*carbono 2º (secundário) produz ácido carboxílico;
* carbono 3º (terciário) produz cetona.
Vejamos como exemplo a oxidação enérgica do 2-metil-
2-buteno.


A oxidação enérgica do 2-metil-2-buteno, quebra a
molécula em duas partes. A parte da esquerda tem 2
carbonos e por ser um carbono 2º produz ácido
etanóico. A parte da direita apresenta 3 carbonos e por
ser um carbono 3º produz propanona.
3) ozonólise - consiste na reação do alceno com ozônio
(O
3) na presença de água e zinco em pó, produzindo
água oxigenada (H
2O2) e composto orgânico. Como o
próprio nome sugere, a molécula do alceno é quebrada
pela ação do ozônio, e assim como na oxidação enérgica
são produzidos diferentes compostos orgânicos, de
acordo com a posição da ligação dupla. Sendo que:
* carbonos 1º ou 2º da ligação dupla produzem
aldeídos
* carbono 3º produz cetona.

Desta forma, após a ozonólise do 2-metil-2-buteno são
esperados dois produtos diferentes: etanal (aldeído
proveniente da oxidação da parte esquerda do alceno)
e propanona (cetona proveniente da oxidação da parte
direita do alceno), além de H
2O2.

Vale ressaltar que o zinco em pó tem um papel muito
importante na reação, ele impede que o aldeído seja
oxidado à ácido carboxílico, pela ação do H
2O2 (agente
oxidante), presente no meio.
B) OXIDAÇÃO DE ÁLCOOIS - diante de agentes
oxidantes fortes como KMnO
4 ou K2Cr2O7 em meio
ácido (meio sulfúrico), os álcoois se oxidam e geram
diferentes produtos, dependo do tipo do álcool
(primário, secundário ou terciário), sendo que:

3. * álcool 1º produz aldeído por oxidação parcial e ácido
carboxílico se a oxidação for total
* álcool 2º produz cetona
* não sofre oxidação
Desta forma o etanol, na presença de KMnO
4 em meio
ácido, ao sofrer oxidação parcial produzirá etanal; caso
a oxidação seja total, produzirá ácido acético, esta
última é a reação responsável pelo vinho azedar,
produzindo vinagre (do latim, vinho azedo).

Da mesma forma o 2-propanol, por ser um álcool
secundário, ao sofrer oxidação produzirá uma cetona, a
propanona.

Por sua vez um álcool terciário, como o 2-metil-2-
propanol, ao ser submetido à reação com um agente
oxidante (KMnO
4 ou K2Cr2O7) em meio ácido, não
ocorre reação. Já que álcoois terciários não sofrem
oxidação.


EXERCÍCIOS
1. (UEL-PR) O Nox's do carbono nas substâncias:

são, respectivamente:
a) -4, zero e -4 c) -3, +2 e -2
b) +4, zero e +2 d) +3, zero e +2
2. Calcule o Nox dos átomos de carbono apontados:



3. (UFSM-RS) Os principais produtos obtidos pela
oxidação do 2-buteno com KMnO
4 em meio ácido e em
meio básico, são respectivamente:
a) etanal e 2-propanol
b) etanal e 2,3-butanodiol
c) propanona e metanol
d) propanona e butanona
4. (PUC-MG) Na oxidação enérgica (KMnO
4/H
+
) de um
alceno, foram obtidos ácido propanóico e propanona.
Pode-se afirmar que o alceno em questão é o:
a) 2- penteno c) 2-metil-3-penteno
b) 2-metil-2-penteno d) 3-metil-2-penteno
5. (UEMG-MG) A ozonólise de um determinado alceno,
produziu propanona e etanal. Qual o alceno em
questão?
a) 2-penteno c) 2-metil-2-buteno
b) 2-buteno d) 1,2-butadieno
6. (Mackenzie-SP) O menor alceno que, por oxidação
enérgica (KMnO
4/H
+
, a quente), fornece um ácido
carboxílico e uma cetona é:
a) propeno c) 2-metil-2-buteno
b) 3-metil-2-penteno d) 3-metil-1-buteno
7. (Cesgranrio-RJ) Um alceno X sofreu oxidação
enérgica, produzindo butanona e ácido
metilpropanóico. Logo o alceno X é:
a) 2-metil-3-hexeno c) 2,5-dimetil-3-hexeno
b) 2,4-dimetil-3-hexeno d) 3,5-dimetil-3-hexeno

4. 8. (UERJ-RJ) Na reação abaixo:

o nome oficial do composto orgânico formado é:
a) 3-metil-3-hexanol c) 4-metil-hexan-3-ol
b) 3-metil-hexan-3,4-diol d)4-metil-hexan-3,4-diol
9. Indique o nome do alceno que, por oxidação em
meio básico (oxidação branda), produz cada um dos
compostos abaixo:


10. (UNISINOS-RS) A oxidação enérgica de um
composto orgânico, tendo como agente oxidante
KMnO
4 em meio ácido, resultou em três substâncias,
assim identificadas:
I. substância 1: é um isômero do propanal
II. substância 2: gás carbônico
III. substância 3: água
As informações disponíveis permitem afirmar que o
composto orgânico que sofreu oxidação é:
a) eteno c) 1-buteno
b) metilpropeno d) benzeno
11. (CEFET-PR) Um composto X, submetido à oxidação
com solução de KMnO
4 em meio ácido, forneceu ácido
acético e butanona. O nome oficial desse composto X é:
a) 1-pentanol c) 2-butanol
b) 2-pentanol d) 2-metil-2-propanol
12. (ESAL-MG) Tratando o 2-butanol com uma solução
de KMnO4 em meio ácido, obtém-se:
a) ácido butanóico c) butanona
b) butanal d) propanoato de metila
13. (PUC-PR) Dada a reação:

Pode-se afirmar que X é :
a) ácido pentanóico c) pentanal
b) 2-pentanona d) 2-penteno
14. (UNIFOR-CE) Vinho pode virar vinagre. Quando isso
ocorre, pode-se afirmar que o:
a) metanol foi reduzido a metanal
b) ácido acético foi oxidado a CO
2
c) ácido etanóico foi reduzido a etanol
d) etanol foi oxidado a ácido acético
15. (UFMS-MS) Os álcoois 1-propanol (A), ciclopentanol
(B) e 3-metil-2-butanol (C), quando oxidados, produzem
compostos de várias famílias. A respeito dessa reação é
julgue as afirmativas a seguir.
( ) A por oxidação parcial produz propanal
( ) B produz apenas ciclopentanona
( ) C não sofre oxidação
( ) A após oxidação completa produz ácido propanóico
( ) C produz 3-metil-2-butanona
GABARITO
1. B; 2. a) zero; b) -1; c) +3; d) +1;
3. B; 4. B; 5. C; 6. C; 7. D; 8. B
9. a) 3-metil-1-penteno; b) 5,6-dimetil-3-hepteno;
c) 2-hexeno
10. B; 11. C; 12. C; 13. B; 14. D; 15. V,V,F,V,V