terça-feira, 6 de outubro de 2015

Questão Concurso de Perito Químico Forense -2008
1)        A molécula do benzeno, ao reagir com os reagentes indicados abaixo, produz nitrobenzeno.


Essa reação é considerada como:


a)        Adição eletrofílica
b)        Adição nucleofílica
c)         Eliminação bimolecular
d)        Substituição radicalar
e)        Substituição eletrofílica

Dica para a resolução: No benzeno, onde entrará o grupo nitro (NO2), há um hidrogênio (embora não o representemos na estrutura), e como se trata de um composto aromático e o carbono faz quatro ligações, para o grupo nitro entrar, alguém terá que sair, neste caso será o hidrogênio. Então, como haverá a substituição de um hidrogênio pelo grupo nitro, as duas alternativas possíveis seriam a d) ou e). Como não se tratam de radicais envolvidos aqui, a única alternativa correta é a e).

Resolução: Como a substituição eletrofílica no benzeno envolve a reação de um eletrófilo com um composto aromático, temos uma reação de substituição aromática eletrofílica (E­1). Neste tipo de reação, um eletrófilo substitui um hidrogênio de um composto aromático.
As equações químicas envolvidas são:
1)     2 H2SO4 + HNO3 à 2 HSO4- + NO2+ + H3O+
2)     C6H6 + NO2+ à C6H5NO2 + H+
3)     H+ + H3O+ + 2 HSO4- à H2O + 2 H2SO4
Para gerar o eletrófilo necessário, o ácido sulfúrico protona o ácido nítrico. A perda de água pelo ácido nítrico protonado forma um íon nitrônio, o eletrófilo necessário para a nitração.

Na primeira etapa da reação, o benzeno reage com um eletrófilo (NO­2+), formando um carbocátion intermediário. O carbocátion pode apresentar três estruturas de ressonância. Na segunda etapa, uma base (HSO4-) retira um próton do carbocátion intermediário, e os elétrons que prendiam o próton migram para dentro do anel para restabelecer sua aromaticidade.


A primeira etapa é relativamente lenta e endergônica porque uma substância aromática está sendo convertida em um intermediário não aromático muito menos estável. A segunda etapa é rápida e fortemente exergônica, porque recupera a aromaticidade, aumentando a estabilidade.



Um comentário:

  1. Fascinante. Me lembrou dos semestres de química que fiz na faculdade.

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