PROFESSOR

REAÇÕES DE OXIDAÇÃO

As reações de oxirredução são as que ocorrem com mudança do número de oxidação.

Na oxidação verifica-se a perda de elétrons e conseqüentemente o aumento do número de oxidação. Para os compostos orgânicos, verifica-se reação com o oxigênio e o aumento do número de oxidação do carbono envolvido.

1. Ozonólise de Alcenos

É a reação com ozônio (O₃), formando ozonetos ou ozonídeos, seguida por hidrólise (quebra pela água) do ozoneto formado, o que permite a obtenção de aldeído e/ou cetona com formação de peróxido de hidrogênio.

O produto obtido depende do tipo de cada carbono que faz a ligação dupla:

A – Se ambos os carbonos que fazem a ligação dupla forem primários ou secundários, obteremos apenas aldeído.

B – Se ambos os carbonos que fazem a ligação dupla forem terciários, obteremos apenas cetonas.

C – Se um dos carbonos que fazem a ligação dupla for primário ou secundário e o outro terciário, obteremos uma mistura de aldeído e cetona.

Exemplos

– Ozonólise do 2-metil-2-buteno

– Ozonólise do 2-buteno

– Ozonólise do 2,3-dimetil-2-buteno

Observação

Para evitar a oxidação do aldeído pela água oxigenada, deve-se utilizar zinco na reação.

A ozonólise caracteriza-se pela sua seletividade de não produzir ácidos carboxílicos.

Aplicação da Ozonólise

1) Método de obtenção de aldeídos e cetonas

2) Determinação da posição da dupla ligação na molécula. Para isso proceder da seguinte maneira: eliminar os átomos de oxigênio das duas moléculas resultantes e unir por dupla ligação os carbonos do radical funcional.

Exemplo

Um alceno forneceu por ozonólise aldeído acético e propanona. Qual é o alceno?

O alceno é, portanto:   2-metil-2-buteno

2. Oxidação Branda de Alcenos

Os alcenos são oxidados pelo KMnO₄ (permanganato de potássio) em meio básico (NaHCO₃ ou Na₂CO₃) ou meio neutro, formando diálcoois vicinais denominados glicóis. O oxidante brando mais usado é o KMnO₄/NaHCO₃, conhecido como reativo de Bayer.

Em meio alcalino o KMnO₄ é um oxidante brando, dando-se a seguinte reação:

Exemplo de oxidação branda de alcenos:

Importante!!

Em função da cor violeta da solução de KMnO₄, a reação de Bayer pode ser aplicada para se distinguir um alceno do ciclano isômero; com KMnO₄ em meio alcalino o ciclano não reage.

3. Oxidação Enérgica de Alcenos

São exemplos de oxidantes enérgicos: mistura sulfopermangânica (KMnO₄/ H₂SO₄) e mistura sulfocrômica (K₂Cr₂O₇/ H₂SO₄).

O KMnO₄ , em meio ácido, é um oxidante enérgico, dando-se a reação:

Um alceno, quando submetido a um oxidante enérgico, sofre oxidação com ruptura da dupla ligação, podendo haver formação de ácidos carboxílicos, cetonas ou gás carbônico.

* Haverá formação de gás carbônico em vez de ácido metanóico se a dupla ligação estiver localizada na extremidade da cadeia; isso acontece porque o ácido metanóico possui a propriedade de ser atacado pelo oxigênio, pois o ácido fórmico apresenta caráter redutor.

Exemplos

Quando o alceno apresentar ramificações nos carbonos da dupla ligação, obteremos cetona ao invés de ácido carboxílico.

Aplicação da Oxidação Enérgica

A reação com KMnO₄/H₂SO₄ pode ser empregada na localização da dupla ligação de um alceno desconhecido, além de se constituir num método para obtenção de cetonas e/ou ácidos carboxílicos.

Exemplo

Um alceno produz com KMnO₄/ H₂SO₄ , ácido propanóico e butanona:

O alceno é:

Observação

A reação de um composto orgânico com oxigênio atômico ou molecular é uma reação de oxidação do composto orgânico, pois o número de oxidação ou Nox do carbono aumenta. O permanganato de potássio é chamado de agente oxidante. Outro agente oxidante muito empregado em Química Orgânica é o dicromato de potássio (K₂Cr₂O₇).

4. Oxidação Enérgica dos Álcoois

I. Álcool Primário

Os álcoois primários podem oxidar-se parcial ou totalmente.

A oxidação parcial de um álcool primário produz aldeído, que é novamente oxidado e produz ácido carboxílico, o que nos leva a concluir que a oxidação total de um álcool primário terá como produto final um ácido carboxílico.

A oxidação de um álcool primário a ácido carboxílico é possível porque o carbono do grupo – OH de um álcool primário possui, no mínimo, 2 ligações com hidrogênio.

Um dos métodos para oxidar álcool primário a aldeído e depois a ácido carboxílico consiste em usar solução de dicromato de potássio, K₂Cr₂O₇ , como agente oxidante.

Essa solução que possui o íon dicromato tem coloração vermelho-alaranjada. Quando esse íon oxida o álcool, o cromo sofre redução, passando a Cr₂O₃ de coloração verde (esta reação é a que acontece nos bafômetros).

Caso Especial

Oxidação do metanol

(Possui 3 ligações com hidrogênio e, portanto, 3 pontos a serem oxidados na molécula.)

II. Álcool Secundário

Os álcoois secundários são oxidados a cetonas, pois o carbono do grupo – OH, neste caso, possui apenas 1 ligação com hidrogênio.

Exemplo

III. Álcool Terciário

Como neste caso o carbono do grupo – OH não possui ligações com hidrogênio, os álcoois terciários não sofrem reação de oxidação.

5. Diferenciação Prática de Aldeídos e Cetonas

Em laboratórios, faz-se a diferenciação entre aldeído e cetona com base no fato de que os aldeídos são facilmente oxidados e as cetonas não o são.

Para isso, usam-se reativos especiais que, ao provocarem a oxidação do aldeído e, conseqüentemente, ao sofrerem redução, produzem um sinal físico facilmente identificável como, por exemplo, uma mudança de cor.

Uma vez que a cetona não sofre oxidação, seu contato com esses reativos não produz sinal algum e assim verifica-se, experimentalmente, se determinado composto é um aldeído ou uma cetona.

I. Reativo de Tollens

Solução Amoniacal de Nitrato de Prata

Os aldeídos produzem um precipitado de prata metálica nas paredes do frasco, formando um espelho de prata.

As cetonas não reagem com reativo de Tollens.

II. Reativo de Fehling

Mistura de solução alcalina de tartarato duplo de sódio e potássio (sal de seignette) e solução de CuSO₄.

A mistura é um líquido de cor azul escuro que contém o íon cobre II.

Os aldeídos, quando tratados pelo licor de Fehling, dão um precipitado vermelho-marrom de óxido cuproso.

As cetonas não reagem com o licor de Fehling.

6. Combustão

É uma reação que corresponde à queima de um composto que é alimentada pelo gás oxigênio, que recebe o nome de comburente. A combustão completa de compostos orgânicos, geralmente hidrocarbonetos e álcoois, produz dióxido de carbono (CO₂) e água na forma de vapor.

Se a combustão for incompleta, além de água pode haver a formação de carbono ou monóxido de carbono.

Exemplo

Combustão Completa

a) CH₄ + 2O₂ CO₂ + 2H₂O

b) C₂H₂ + O₂ 2CO₂ + H₂O

c) C₂H₅OH + 3O₂ 2CO₂ + 3H₂O

Observe que o balanceamento da equação deve ser feito considerando-se a combustão (queima) de um mol do composto orgânico, iniciando-se pelo carbono, em seguida hidrogênio e finalmente oxigênio, se for o caso.

Combustão Incompleta

Na combustão incompleta nota-se a presença de fuligem (carbono) e monóxido de carbono; isto se deve à quantidade insuficiente de oxigênio molecular (O₂) para realizar a combustão total.

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Este site foi atualizado em 04/03/19