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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 6 (Química) do ITA 2013

Química · Química: Oxidação e redução de compostos orgânicos

Texto-base das questões 01 a 20 · Química

Constante de Avogadro = 6,02 \times 10^{23}\ mol^{-1}

Constante de Faraday (F) = 9,65 \times 10^4\ C \cdot mol^{-1} = 9,65 \times 10^4\ A \cdot s \cdot mol^{-1} = 9,65 \times 10^4\ J \cdot V^{-1} \cdot mol^{-1}

Volume molar de gás ideal = 22,4\ L\quad (CNTP)

Carga elementar = 1,602 \times 10^{-19}\ C

Constante dos gases (R) = 8,21 \times 10^{-2}\ atm \cdot L \cdot K^{-1} \cdot mol^{-1} = 8,31\ J \cdot K^{-1} \cdot mol^{-1} = 1,98\ cal \cdot K^{-1} \cdot mol^{-1} = 62,4\ mmHg \cdot L \cdot K^{-1} \cdot mol^{-1}

Constante gravitacional (g) = 9,81\ m \cdot s^{-2}

Constante de Rydberg (R_\infty hc) = 2,18 \times 10^{-18}\ J = 13,6\ eV

DEFINIÇÕES

Pressão de 1\ atm = 760\ mmHg = 101\,325\ N \cdot m^{-2} = 760\ Torr

1\ J = 1\ N \cdot m = 1\ kg \cdot m^2 \cdot s^{-2}; 1\ pm = 1 \times 10^{-12}\ m; 1\ eV = 1,602 \times 10^{-19}\ J

Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0\ ^0\text{C} e 760\ mmHg

Condições ambientes: 25\ ^0\text{C} e 1\ atm

Condições-padrão: 25\ ^0\text{C} e 1\ atm; concentração das soluções = 1\ mol \cdot L^{-1} (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.

(s) = sólido. (\ell) = líquido. (g) = gás. (aq) = aquoso. (CM) = circuito metálico. (conc) = concentrado.

(ua) = unidades arbitrárias. [A] = concentração da espécie química A em mol \cdot L^{-1}.

MASSAS MOLARES

Elemento Químico Número Atômico Massa Molar
(g \cdot mol^{-1})
Elemento Químico Número Atômico Massa Molar
(g \cdot mol^{-1})
H 1 1,01 Ca 20 40,08
Li 3 6,94 Cr 24 52,00
B 5 10,81 Fe 26 55,85
C 6 12,01 Cu 29 63,55
N 7 14,01 Zn 30 65,38
O 8 16,00 Ge 32 72,63
F 9 19,00 Br 35 79,90
Na 11 22,99 Ag 47 107,90
Mg 12 24,31 I 53 126,90
Al 13 26,98 Xe 54 131,30
P 15 30,97 Ba 56 137,30
S 16 32,07 Pt 78 195,10
Cl 17 35,45 Hg 80 200,60
K 19 39,10 Pb 82 207,20

Um álcool primário, como o etanol, pode ser obtido pela redução de um ácido carboxílico. Assinale a alternativa CORRETA para o agente redutor que pode ser utilizado nesta reação.

  1. A
    K_2Cr_2O_7
  2. B
    K_2CrO_4
  3. C
    LiA\ell H_4
  4. D
    H_2SO_4 concentrado
  5. E
    HNO_3 concentrado
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Resolução comentada

Reduzir um ácido carboxílico a álcool primário significa levar o carbono do grupo -COOH (nox +3) ao carbono do -CH_2OH (nox -1). Para isso é preciso um agente redutor forte, que doe elétrons ou hidreto (H^-).

Os ácidos carboxílicos são pouco reativos frente à redução. Redutores suaves, como o NaBH_4, não bastam. Usa-se o hidreto de lítio e alumínio, LiA\ell H_4, em éter seco, seguido de hidrólise:

\ce{CH3COOH ->[1) LiAlH4][2) H2O] CH3CH2OH}

Análise das demais espécies:

  1. K_2Cr_2O_7 e K_2CrO_4 contêm Cr(VI), que é oxidante forte. Oxidam álcoois a aldeídos e ácidos e não os produzem.
  2. H_2SO_4 concentrado é desidratante e oxidante. Com etanol, forma éter ou eteno.
  3. HNO_3 concentrado é oxidante forte e também não reduz.

Só o LiA\ell H_4 é agente redutor capaz de reduzir o ácido carboxílico a álcool primário.

Alternativa C.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Adicromato é oxidante (Cr(VI)); oxida álcool a aldeído ou ácido, não reduz ácido.
  • Bcromato também é oxidante com Cr(VI), faz o caminho inverso.
  • Dácido sulfúrico concentrado é desidratante e oxidante, não fornece hidreto redutor.
  • Eácido nítrico concentrado é forte oxidante, não reduz o ácido carboxílico.

Assunto: Oxidação e redução de compostos orgânicos.

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Fonte: ITA 2013 · Química. Prova oficial ↗