Química Orgânica · Reações · Ensino Médio
Propano e propeno diferem por dois hidrogênios. Pingue água de bromo nos dois: o propeno descora o frasco em segundos, no escuro, na temperatura da sala. O propano não faz nada — a não ser que você acenda uma lâmpada e espere. Mesmo tamanho, quase o mesmo esqueleto, e mesmo assim: reações de tipos diferentes, por motivos diferentes, em lugares diferentes da molécula. A Química Orgânica não tem milhares de reações para decorar. Ela tem um punhado de maneiras de uma ligação quebrar — e o resto é consequência.
00 · a aula projetada
Este é o material que vai ao projetor, embutido aqui inteiro — os mesmos arquivos, no tamanho real de 1920×1080, só reduzidos para caber na tela. Use as setas do teclado, entre em tela cheia para projetar, e abra as notas para ver o que dizer em cada slide. No celular, vire o aparelho e use tela cheia — um slide de 1920 px espremido em retrato fica ilegível. Quem perdeu a aula começa por aqui; o resto da página é o aprofundamento de cada uma dessas quatro famílias.
Química Orgânica · Ensino Médio
As quatro reações que mais caem, escritas por extenso e com muitos exemplos.
Adição
Substituição
Esterificação
Hidrólise ácida e básica
Prof. Vanderlei Paula · aquitemquimica.com.br
Roteiro da aula
01
A ligação dupla ou tripla se abre e o reagente entra inteiro.
alcenos e alcinos
02
Um átomo sai da molécula e outro entra no lugar dele.
alcanos, benzeno, haletos
03
Ácido carboxílico e álcool se juntam e liberam água.
ácidos + álcoois
04
A água desfaz o éster, em meio ácido ou básico.
ésteres e gorduras
Reações orgânicas · roteiro
2
01
A ligação dupla ou tripla se abre e os dois pedaços do reagente entram, um em cada carbono.
Alcenos
Alcinos
Dienos
H₂ · X₂ · HX · H₂O
Adição · a ideia geral
R–CH=CH–R + X–Y → R–CHX–CHY–R
a ligação π se rompe e X e Y entram, um em cada carbono da dupla
Alcenos (C=C), alcinos (C≡C) e dienos. O alcino pode receber uma ou duas moléculas do reagente.
Todos os átomos dos reagentes ficam no produto. Se sobrar HCl ou água, não foi adição.
O anel benzênico resiste à adição: ele prefere a substituição, que conserva o anel.
Reações orgânicas · adição
4
Adição · H₂ com catalisador metálico
CH₂=CH₂ + H₂ → CH₂H–CH₂H
eteno + hidrogênio → etano
Ni, Δ
CH₃–CH=CH₂ + H₂ → CH₃–CHH–CH₂H
propeno + hidrogênio → propano
Pt
HC≡CH + H₂ → CH₂=CH₂
etino + 1 H₂ → eteno (hidrogenação parcial)
Pd
HC≡CH + 2 H₂ → CH₃–CH₃
etino + 2 H₂ → etano (hidrogenação total)
Ni, Δ
Reações orgânicas · adição
5
Adição · Cl₂ ou Br₂, em solvente inerte
CH₂=CH₂ + Br₂ → CH₂Br–CH₂Br
eteno → 1,2-dibromoetano
CCl₄
CH₃–CH=CH₂ + Cl₂ → CH₃–CHCl–CH₂Cl
propeno → 1,2-dicloropropano
CCl₄
HC≡CH + 2 Br₂ → CHBr₂–CHBr₂
etino → 1,1,2,2-tetrabromoetano
CCl₄
C₆H₁₀ + Br₂ → C₆H₁₀Br₂
ciclo-hexeno → 1,2-dibromociclo-hexano
CCl₄
Reações orgânicas · adição
6
Adição · HCl, HBr, HI
CH₂=CH₂ + HCl → CH₂H–CH₂Cl
eteno → cloroetano
CH₃–CH=CH₂ + HBr → CH₃–CHBr–CH₂H
propeno → 2-bromopropano (produto principal)
CH₃–CH₂–CH=CH₂ + HCl → CH₃–CH₂–CHCl–CH₃
but-1-eno → 2-clorobutano
(CH₃)₂C=CH₂ + HBr → (CH₃)₂CBr–CH₃
metilpropeno → 2-bromo-2-metilpropano
Reações orgânicas · adição
7
Adição · em qual carbono entra o H?
O hidrogênio entra no carbono da dupla que já tem mais hidrogênios.
CH₃–CH=CH₂ + HBr → CH₃–CHBr–CH₃
2-bromopropano: o H vai para o CH₂, que já tinha 2 H
CH₃–CH=CH₂ + HBr → CH₃–CH₂–CH₂Br
1-bromopropano: a regra se inverte, e isso só vale para HBr
CH₃–CH=CH–CH₃ + HCl → CH₃–CHCl–CH₂–CH₃
but-2-eno: os dois carbonos são iguais, sai um produto só
Reações orgânicas · adição
8
Adição · H₂O em meio ácido
CH₂=CH₂ + H₂O → CH₂H–CH₂OH
eteno → etanol
H⁺
CH₃–CH=CH₂ + H₂O → CH₃–CHOH–CH₃
propeno → propan-2-ol (Markovnikov)
H⁺
CH₃–CH₂–CH=CH₂ + H₂O → CH₃–CH₂–CHOH–CH₃
but-1-eno → butan-2-ol
H⁺
(CH₃)₂C=CH₂ + H₂O → (CH₃)₂COH–CH₃
metilpropeno → 2-metilpropan-2-ol
H⁺
Reações orgânicas · adição
9
Adição · ligação tripla
HC≡CH + HCl → CH₂=CHCl
etino → cloroeteno (cloreto de vinila, matéria-prima do PVC)
HgCl₂
HC≡CH + HCN → CH₂=CHCN
etino → propenonitrila (acrilonitrila, fibras acrílicas)
HC≡CH + H₂O → CH₂=CH–OH → CH₃–CHO
etino → etenol (enol instável) → etanal
H₂SO₄, HgSO₄
CH₃–C≡CH + H₂O → CH₃–CO–CH₃
propino → propanona, via enol
H₂SO₄, HgSO₄
Reações orgânicas · adição
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Adição · resumo
| Reagente | Condição | Produto | Nome |
|---|---|---|---|
| H₂ | Ni, Pt ou Pd | CH₃–CH₂–CH₃ | propano |
| Br₂ | CCl₄ | CH₃–CHBr–CH₂Br | 1,2-dibromopropano |
| HBr | — | CH₃–CHBr–CH₃ | 2-bromopropano |
| HBr | peróxido | CH₃–CH₂–CH₂Br | 1-bromopropano |
| H₂O | H⁺ | CH₃–CHOH–CH₃ | propan-2-ol |
Reações orgânicas · adição
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02
Um átomo ou grupo sai da molécula e outro entra no lugar dele. Sempre há dois produtos.
Alcanos
Benzeno e aromáticos
Haletos orgânicos
Substituição · a ideia geral
R–H + X–X → R–X + H–X
o hidrogênio sai junto com metade do reagente: são dois produtos
Reagem com Cl₂ ou Br₂ na presença de luz ou calor. São pouco reativos, então precisam dessa energia.
O anel benzênico troca um H por outro grupo e continua aromático. Precisa de catalisador.
O halogênio é que sai, trocado por OH, CN, NH₂ ou OR.
Reações orgânicas · substituição
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Substituição · alcanos com Cl₂ e luz
CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl
metano → clorometano
luz
CH₃Cl + Cl₂ → CH₂Cl₂ + HCl
clorometano → diclorometano
luz
CH₂Cl₂ + Cl₂ → CHCl₃ + HCl
diclorometano → triclorometano (clorofórmio)
luz
CHCl₃ + Cl₂ → CCl₄ + HCl
triclorometano → tetraclorometano
luz
Reações orgânicas · substituição
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Substituição · alcanos maiores
CH₃–CH₃ + Cl₂ → CH₃–CH₂Cl + HCl
etano → cloroetano: todos os H são iguais, um produto só
luz
CH₃–CH₂–CH₃ + Cl₂ → CH₃–CH₂–CH₂Cl + CH₃–CHCl–CH₃
propano → 1-cloropropano (≈ 43%) + 2-cloropropano (≈ 57%) + HCl
luz
(CH₃)₃CH + Br₂ → (CH₃)₃CBr + HBr
metilpropano → 2-bromo-2-metilpropano (≈ 99%)
luz
C terciário > C secundário > C primário
O cloro é pouco seletivo e gera misturas; o bromo escolhe quase só o H do carbono terciário.
Reações orgânicas · substituição
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Substituição · anel benzênico
C₆H₆ + Cl₂ → C₆H₅Cl + HCl
benzeno → clorobenzeno (halogenação)
FeCl₃
C₆H₆ + Br₂ → C₆H₅Br + HBr
benzeno → bromobenzeno (halogenação)
FeBr₃
C₆H₆ + HNO₃ → C₆H₅NO₂ + H₂O
benzeno → nitrobenzeno (nitração)
H₂SO₄
C₆H₆ + H₂SO₄ → C₆H₅SO₃H + H₂O
benzeno → ácido benzenossulfônico (sulfonação)
Δ
Reações orgânicas · substituição
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Substituição · anel benzênico com AlCl₃
C₆H₆ + CH₃–Cl → C₆H₅–CH₃ + HCl
benzeno + clorometano → metilbenzeno (tolueno)
AlCl₃
C₆H₆ + CH₃–CH₂–Cl → C₆H₅–CH₂–CH₃ + HCl
benzeno + cloroetano → etilbenzeno
AlCl₃
C₆H₆ + CH₃–CO–Cl → C₆H₅–CO–CH₃ + HCl
benzeno + cloreto de etanoíla → fenil metil cetona (acetofenona)
AlCl₃
Reações orgânicas · substituição
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Substituição · segundo grupo no anel
–CH₃ · –OH · –NH₂ · –Cl, –Br
Ativam o anel (menos os halogênios) e mandam o novo grupo para as posições 2 e 4.
C₆H₅–CH₃ + HNO₃ → o- e p-nitrotolueno + H₂O
tolueno, com H₂SO₄
C₆H₅–OH + 3 Br₂ → 2,4,6-tribromofenol + 3 HBr
fenol: reage até sem catalisador
–NO₂ · –SO₃H · –COOH · –CHO · –CN
Desativam o anel e mandam o novo grupo para a posição 3.
C₆H₅–NO₂ + Cl₂ → m-cloronitrobenzeno + HCl
nitrobenzeno, com FeCl₃
C₆H₅–NO₂ + HNO₃ → m-dinitrobenzeno + H₂O
nitrobenzeno, com H₂SO₄
Reações orgânicas · substituição
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Substituição · haletos orgânicos
CH₃–CH₂–Cl + NaOH → CH₃–CH₂–OH + NaCl
cloroetano → etanol
H₂O
CH₃–Br + NaCN → CH₃–CN + NaBr
bromometano → etanonitrila
CH₃–CH₂–Br + NH₃ → CH₃–CH₂–NH₂ + HBr
bromoetano → etanamina (etilamina)
CH₃–I + CH₃–CH₂–ONa → CH₃–O–CH₂–CH₃ + NaI
iodometano + etóxido de sódio → metoxietano (síntese de Williamson)
Reações orgânicas · substituição
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03
Ácido carboxílico + álcool ⇌ éster + água
Esterificação de Fischer
Meio ácido (H⁺) e aquecimento
Reação reversível
Esterificação · a ideia geral
R–CO–OH + H–O–R' ⇌ R–COO–R' + H₂O
catalisada por H⁺ (H₂SO₄ concentrado) e aquecimento
ácido etanoico + etanol → etanoato de etila
Troque -ico por -ato e o nome do álcool vira o grupo -ila.
O OH sai do ácido e o H sai do álcool. Isso foi provado marcando o oxigênio do álcool com ¹⁸O: ele aparece no éster, não na água.
Com quantidades iguais, K ≈ 4 e só 2/3 viram éster. Excesso de álcool ou retirar a água desloca para o éster.
Reações orgânicas · esterificação
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Esterificação · exemplos
CH₃–COOH + HO–CH₂–CH₃ ⇌ CH₃–COO–CH₂–CH₃ + H₂O
ácido etanoico + etanol → etanoato de etila (acetato de etila)
H⁺
H–COOH + HO–CH₃ ⇌ H–COO–CH₃ + H₂O
ácido metanoico + metanol → metanoato de metila
H⁺
CH₃–CH₂–COOH + HO–CH₃ ⇌ CH₃–CH₂–COO–CH₃ + H₂O
ácido propanoico + metanol → propanoato de metila
H⁺
C₆H₅–COOH + HO–CH₂–CH₃ ⇌ C₆H₅–COO–CH₂–CH₃ + H₂O
ácido benzoico + etanol → benzoato de etila
H⁺
Reações orgânicas · esterificação
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Esterificação · ésteres do cotidiano
| Éster | Ácido + álcool | Onde aparece |
|---|---|---|
| etanoato de etila | ácido etanoico + etanol | removedor de esmalte |
| metanoato de etila | ácido metanoico + etanol | aroma de rum |
| etanoato de isopentila | ácido etanoico + 3-metilbutan-1-ol | banana |
| butanoato de etila | ácido butanoico + etanol | abacaxi |
| etanoato de octila | ácido etanoico + octan-1-ol | laranja |
| salicilato de metila | ácido salicílico + metanol | pomadas (gaultéria) |
Reações orgânicas · esterificação
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Esterificação · duas aplicações importantes
HO–C₆H₄–COOH + (CH₃CO)₂O → CH₃COO–C₆H₄–COOH + CH₃COOH
Ácido salicílico + anidrido acético → ácido acetilsalicílico + ácido acético. O anidrido substitui o ácido porque o OH do fenol reage mal com ácido carboxílico, e sem formar água a reação não volta.
n HOOC–C₆H₄–COOH + n HO–CH₂–CH₂–OH → PET + 2n H₂O
Um diácido e um diálcool se esterificam pelas duas pontas e formam uma cadeia longa, liberando água a cada ligação: é uma polimerização por condensação.
Reações orgânicas · esterificação
24
04
A água quebra o éster de volta em ácido e álcool: é a esterificação ao contrário.
Hidrólise ácida (H⁺)
Hidrólise básica (OH⁻)
Saponificação
Hidrólise · ácida × básica
meio ácido · H⁺
R–COO–R' + H₂O ⇌ R–COOH + R'–OH
meio básico · NaOH ou KOH
R–COO–R' + NaOH → R–COO⁻Na⁺ + R'–OH
Reações orgânicas · hidrólise
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Hidrólise · meio ácido
CH₃–COO–CH₂–CH₃ + H₂O ⇌ CH₃–COOH + HO–CH₂–CH₃
etanoato de etila → ácido etanoico + etanol
H⁺
H–COO–CH₃ + H₂O ⇌ H–COOH + HO–CH₃
metanoato de metila → ácido metanoico + metanol
H⁺
CH₃–CH₂–COO–CH₃ + H₂O ⇌ CH₃–CH₂–COOH + HO–CH₃
propanoato de metila → ácido propanoico + metanol
H⁺
C₆H₅–COO–CH₂–CH₃ + H₂O ⇌ C₆H₅–COOH + HO–CH₂–CH₃
benzoato de etila → ácido benzoico + etanol
H⁺
Reações orgânicas · hidrólise
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Hidrólise · meio básico
CH₃–COO–CH₂–CH₃ + NaOH → CH₃–COO⁻Na⁺ + HO–CH₂–CH₃
etanoato de etila → etanoato de sódio + etanol
H–COO–CH₃ + NaOH → H–COO⁻Na⁺ + HO–CH₃
metanoato de metila → metanoato de sódio + metanol
C₃H₇–COO–C₂H₅ + KOH → C₃H₇–COO⁻K⁺ + HO–C₂H₅
butanoato de etila → butanoato de potássio + etanol
C₆H₅–COO–CH₃ + NaOH → C₆H₅–COO⁻Na⁺ + HO–CH₃
benzoato de metila → benzoato de sódio + metanol
Reações orgânicas · hidrólise
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Hidrólise básica · gorduras
CH₂–O–CO–R
CH–O–CO–R
CH₂–O–CO–R
triglicerídeo (óleo ou gordura)
+
3 NaOH
soda cáustica
→
CH₂–OH
CH–OH
CH₂–OH
glicerol (glicerina)
+
3 R–COO⁻Na⁺
sabão
3 C₁₇H₃₅–COO⁻Na⁺
Triestearina + 3 NaOH → glicerol + 3 estearato de sódio. Com KOH o sabão sai mais mole (sabão potássico).
A cadeia longa é apolar e se mistura à gordura; a ponta iônica –COO⁻ se mistura à água. Assim a sujeira sai com o enxágue.
Reações orgânicas · hidrólise
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Para praticar
a)
CH₃–CH=CH–CH₃ + H₂ → ?
Ni
Produto e tipo de reação?
b)
CH₃–CH₂–CH=CH₂ + HBr → ?
Produto e tipo de reação?
c)
C₆H₆ + HNO₃ → ? + H₂O
H₂SO₄
Produto e tipo de reação?
d)
CH₄ + Br₂ → ? + HBr
luz
Produto e tipo de reação?
e)
CH₃–COOH + CH₃–OH ⇌ ? + H₂O
H⁺
Produto e tipo de reação?
f)
CH₃–CH₂–COO–CH₃ + NaOH → ? + ?
Produto e tipo de reação?
Reações orgânicas · prática
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Para praticar · respostas
a)
CH₃–CH=CH–CH₃ + H₂ → ?
Ni
CH₃–CH₂–CH₂–CH₃ · butano
adição
b)
CH₃–CH₂–CH=CH₂ + HBr → ?
CH₃–CH₂–CHBr–CH₃ · 2-bromobutano
adição
c)
C₆H₆ + HNO₃ → ? + H₂O
H₂SO₄
C₆H₅–NO₂ · nitrobenzeno
substituição
d)
CH₄ + Br₂ → ? + HBr
luz
CH₃Br · bromometano
substituição
e)
CH₃–COOH + CH₃–OH ⇌ ? + H₂O
H⁺
CH₃–COO–CH₃ · etanoato de metila
esterificação
f)
CH₃–CH₂–COO–CH₃ + NaOH → ? + ?
CH₃–CH₂–COO⁻Na⁺ + CH₃–OH · propanoato de sódio + metanol
hidrólise básica
Reações orgânicas · prática
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Resumo
| Reação | Quem reage | O que acontece | Exemplo |
|---|---|---|---|
| Adição | alcenos e alcinos | a ligação π se abre; tudo vira um produto | eteno + HCl → cloroetano |
| Substituição | alcanos, aromáticos, haletos | um átomo sai, outro entra | metano + Cl₂ → clorometano + HCl |
| Esterificação | ácido carboxílico + álcool | juntam-se e sai água (reversível) | ácido etanoico + etanol ⇌ etanoato de etila + água |
| Hidrólise ácida | éster + água, H⁺ | volta a ácido + álcool (reversível) | etanoato de etila + água ⇌ ácido etanoico + etanol |
| Hidrólise básica | éster + NaOH ou KOH | forma sal + álcool (irreversível) | etanoato de etila + NaOH → etanoato de sódio + etanol |
Reações orgânicas · resumo
32
Os slides vivem em 03-reacoes-organicas/ e foram copiados para cá na montagem desta página — ela continua sendo um arquivo único, sem depender de nenhum outro. Se o deck mudar, é preciso copiá-lo de novo.
01 · insaturados
Numa ligação simples, os dois elétrons ficam entre os núcleos, presos. Na dupla existe um segundo par, a ligação π, que fica em cima e embaixo do plano — exposto, mal segurado, e por isso mais fraco (a primeira ligação C—C vale 348 kJ/mol; a segunda, só mais 263). Qualquer espécie com fome de elétron enxerga esse par de longe e vai nele. O resultado é sempre o mesmo desenho: a dupla vira simples, dois grupos novos se penduram, e a cadeia não quebra. Isso é adição — a reação dos insaturados.
O insaturado
O reagente
A frase que todo mundo decora é “o hidrogênio vai para o carbono mais hidrogenado”. Ela funciona, mas é a consequência, não a causa. A causa está no meio do caminho, num íon que dura microssegundos.
Energia relativa do íon intermediário, kJ/mol
Com peróxido no frasco, o HBr entra ao contrário: o bromo vai para o carbono mais hidrogenado. Não é exceção arbitrária: com peróxido a reação troca de mecanismo, deixa de passar por carbocátion e passa por radical. E quem manda no radical é a mesma lógica de estabilidade, só que aplicada a outra espécie.
Água de bromo é laranja. Alceno e alcino descoram na hora, no escuro, sem catalisador — porque a adição à dupla não precisa de nada além do encontro. Alcano no mesmo tubo continua laranja até você acender a luz. É o teste clássico de insaturação, e ele funciona porque adição e substituição têm exigências diferentes.
02 · saturados e aromáticos
Um alcano não tem π exposto, não tem par isolado, não tem carbono com carga parcial digna do nome: C e H têm eletronegatividades quase iguais. Não existe ponto fraco. Para que alguma coisa aconteça é preciso quebrar uma ligação C—H na marra, e isso custa 400 kJ/mol — energia que vem da luz ultravioleta ou do calor. Quando finalmente acontece, o resultado é outro desenho: um hidrogênio sai, outro átomo entra no lugar dele. Substituição.
O propano tem oito hidrogênios. Seis são de carbono primário, dois são do carbono do meio. Se o cloro pegasse qualquer um ao acaso, sairiam 75% de 1-cloropropano e 25% de 2-cloropropano. Não é o que sai. Escolha o alcano e o halogênio abaixo — a página calcula a mistura real a partir da contagem de hidrogênios e da reatividade medida de cada tipo.
O alcano
O halogênio
Proporção de cada produto = número de H daquele tipo × reatividade relativa por H, normalizado.
Uma única quebra inicial de Cl2 gera milhares de moléculas de produto, porque cada etapa de propagação devolve um radical no fim. A reação só para quando dois radicais se encontram — e encontrar-se é raro, porque eles são pouquíssimos.
Pela fórmula, o benzeno é C6H6: três duplas, altíssima insaturação. Devia descorar água de bromo instantaneamente, como o ciclo-hexeno faz. Não descora. Precisa de FeBr3, e mesmo assim o que sai não é o produto de adição: sai bromobenzeno, produto de substituição, com o anel intacto.
kJ/mol de calor liberado na hidrogenação
No benzeno puro os seis hidrogênios são idênticos — tanto faz qual sai. Num benzeno já substituído, não: o grupo que já está lá decide as duas coisas que interessam. Ele decide se o anel fica mais ou menos reativo, e decide em que posição o próximo entra. Escolha um grupo e um eletrófilo.
O eletrófilo que chega
03 · o caminho de volta
Se a adição pega uma dupla e pendura dois grupos, a eliminação faz o contrário: arranca dois grupos de carbonos vizinhos e paga a conta fabricando uma dupla. É assim que se produz alceno em laboratório — e é assim que a indústria fabrica eteno, a molécula mais produzida do planeta. Duas reagentes clássicas, e em ambas a condição decide o produto.
O substrato
A condição
Não é decoreba gratuita: em cada par, mudar um detalhe muda o tipo da reação, não só o produto.
Quando há mais de um hidrogênio vizinho disponível, sai preferencialmente o alceno mais substituído — aquele com mais grupos alquila presos à dupla. Não é uma segunda regra a decorar: é a mesma ideia de sempre, estabilidade. Cada alquila na dupla estabiliza a molécula, e a reação prefere o caminho que leva ao produto mais estável.
04 · esterificação e hidrólise
O ácido butanoico é o cheiro de manteiga rançosa, de queijo velho, de vômito — é literalmente o composto que o seu nariz usa para dizer “não coma isso”. Junte ele com etanol e uma gota de ácido sulfúrico e você obtém abacaxi. Mesmo esqueleto de carbono, mesmos átomos quase todos, e o cheiro vira o oposto. Esterificação é a reação mais sensorial da Química Orgânica — e também a mais honesta sobre equilíbrio, porque ela nunca termina.
O ácido carboxílico
O álcool
Por que a água leva o oxigênio do ácido, e não o do álcool? Os dois jeitos dão exatamente o mesmo éster e a mesma água — no papel, são indistinguíveis. A resposta não veio de raciocínio: veio de um experimento com isótopo, e é um dos mais elegantes da química.
Esterificação é reversível, e a constante é pequena — perto de 4 para ácido acético com etanol. Misture 1 mol de cada e a reação para em 66,7%. Não é rendimento ruim de laboratório: é onde o equilíbrio fica. Arraste o controle e veja as duas saídas que Le Chatelier oferece.
Em vez de encher o frasco de álcool, tire a água de dentro dele enquanto a reação anda.
Hidrólise é a esterificação lida ao contrário: o éster mais água devolvem o ácido e o álcool. Em meio ácido é literalmente a mesma reação andando para trás — mesmo equilíbrio, mesma constante, mesmo teto. Em meio básico alguma coisa muda, e muda de forma definitiva.
Gordura é triéster: três ácidos graxos pendurados num glicerol. Cozinhe com soda e você hidrolisa os três de uma vez — sai glicerol e saem três sais de ácido graxo. Esses sais são o sabão, e a razão de eles lavarem está inteira no desenho: uma ponta iônica que adora água, um rabo de 16 carbonos que odeia.
05 · a reação que move tudo
Não importa quão complicada seja a molécula orgânica: com oxigênio suficiente, ela acaba como CO2 e H2O. Isso torna a combustão a reação mais fácil de balancear da Orgânica — o produto é sempre conhecido, só falta a conta. E torna a comparação entre combustíveis uma pergunta puramente numérica, que a página responde abaixo com valores medidos, não com opinião.
Quanto oxigênio tem no ar
Três perguntas diferentes, três campeões diferentes. A tabela é de valores medidos de entalpia-padrão de combustão; as duas últimas colunas são divisões feitas na hora, a partir dela.
A conta muda, a chama muda de cor e o produto muda de perigo. Selecione “incompleta” no laboratório acima para ver a equação, mas o que está em jogo é isto:
06 · oxidação controlada
Combustão é oxidação levada ao fim: sobra CO2. Mas dá para oxidar um pouco — tirar hidrogênio, colocar oxigênio, e parar. O que decide onde a reação para não é o oxidante: é a estrutura do que você tem na mão. Um álcool com dois hidrogênios no carbono da hidroxila pode ser oxidado duas vezes. Um com um hidrogênio, uma vez. Um sem nenhum hidrogênio ali não oxida — e esse é o teste que distingue os três.
O substrato
O oxidante
É a única pergunta que existe nessa história. Tudo o mais é consequência dela.
Oxidação enérgica quebra a molécula exatamente na dupla. Se você não sabe onde a dupla estava, oxide, veja o que sobrou nos pedaços e monte de volta — a posição da dupla sai por dedução. É assim que a estrutura de moléculas naturais foi determinada durante décadas, antes da ressonância magnética.
O bafômetro clássico é uma oxidação de álcool primário acontecendo dentro de um tubo — e a mudança de cor não é do etanol, é do crômio. O dicromato Cr2O72− é laranja; ao oxidar o etanol ele mesmo se reduz a Cr3+, que é verde. Quanto mais etanol no sopro, mais longe no tubo o verde avança.
07 · artilharia pesada
ITA · IME · graduaçãoTudo até aqui modificou um esqueleto que já existia: trocou um hidrogênio, abriu uma dupla, pendurou um oxigênio. Nenhuma delas aumentou a cadeia. Para fazer uma molécula grande a partir de pedaços pequenos é preciso soldar carbono em carbono — e isso é difícil, porque carbono não é atraído por carbono. As duas reações desta seção resolvem esse problema de maneiras opostas, e por isso são a base da síntese orgânica. Estão fora do currículo padrão do Ensino Médio; aparecem no ITA, no IME e em algumas provas de Medicina mais duras.
Num haleto R—Cl, o carbono é o lado positivo da ligação: o cloro é mais eletronegativo e puxa. Agora troque o cloro por magnésio. O magnésio é um metal, muito menos eletronegativo que o carbono — e a polaridade da ligação inverte. O mesmo carbono que era alvo passa a ser atirador. É a jogada central da reação, e ela tem nome: inversão de polaridade.
O reagente de Grignard
Quem ele vai atacar
O benzeno aceita substituição eletrofílica — visto na seção 02. Friedel e Crafts descobriram em 1877 que dá para fazer o eletrófilo ser um carbono, usando AlCl3 para arrancar o cloro de um haleto e gerar um carbocátion no meio do frasco. Existem duas versões, e a segunda existe porque a primeira dá errado de três maneiras.
Não são detalhes: são os motivos pelos quais nenhum químico sintético usa alquilação de Friedel-Crafts quando tem alternativa.
08 · o mapa
As sete seções anteriores viram uma única coisa quando você para de lê-las como capítulos e passa a lê-las como setas. Toda questão de síntese — “obtenha X a partir de Y” — é um problema de achar caminho neste mapa. Clique numa função para ver tudo o que sai dela, com o reagente que faz cada seta.
Estou com isto na mão
09 · treino
Cada alternativa errada foi construída em cima de um erro específico — ao marcar, a página diz qual foi e por quê. Nas baterias A e B a estrutura dos produtos é desenhada pelo mesmo motor que você usou nos laboratórios, a partir das moléculas reais. Seu progresso fica salvo neste navegador.
Oito equações. Antes de olhar o nome, olhe o desenho: a cadeia cresceu, encurtou ou ficou igual? A insaturação apareceu ou sumiu? Quantos produtos saíram?
Oito reações montadas. Markovnikov, Saytzeff, seletividade radicalar e classe de álcool — tudo o que decide qual produto é o majoritário.
Seis pares em que o substrato é o mesmo e só a condição muda. É aqui que a maior parte dos pontos se perde.
Oito questões contextualizadas, no formato de Enem e vestibular.
10 · confira na fonte
Entalpias de combustão, energias de ligação, constantes de equilíbrio e reatividades relativas não são invenção de livro didático: são medidas, com incerteza e com referência. Os links abaixo levam à fonte de cada um.