PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 12 (Química) do ITA 2018
Texto-base das questões 01 a 20 · Química
Constante de Avogadro (\text{N}_\text{A}) = 6{,}02 \times 10^{23}\ \text{mol}^{-1}
Constante de Faraday (F) = 9{,}65 \times 10^4\ \text{C}\ \text{mol}^{-1} = 9{,}65 \times 10^4\ \text{A}\ \text{s}\ \text{mol}^{-1} = 9{,}65 \times 10^4\ \text{J}\ \text{V}^{-1}\ \text{mol}^{-1}
Volume molar de gás ideal = 22{,}4\ \text{L (CNTP)}
Carga elementar = 1{,}602 \times 10^{-19}\ \text{C}
Constante dos gases (R) = 8{,}21 \times 10^{-2}\ \text{atm}\ \text{L}\ \text{K}^{-1}\ \text{mol}^{-1} = 8{,}31\ \text{J}\ \text{K}^{-1}\ \text{mol}^{-1} = 1{,}98\ \text{cal}\ \text{K}^{-1}\ \text{mol}^{-1} = 62{,}4\ \text{mmHg}\ \text{L}\ \text{K}^{-1}\ \text{mol}^{-1}
Constante gravitacional (g) = 9{,}81\ \text{m}\ \text{s}^{-2}
Constante de Planck (h) = 6{,}626 \times 10^{-34}\ \text{m}^2\ \text{kg}\ \text{s}^{-1}
Velocidade da luz no vácuo = 3{,}0 \times 10^8\ \text{m}\ \text{s}^{-1}
Número de Euler (e) = 2{,}72
DEFINIÇÕES
Pressão: 1\ \text{atm} = 760\ \text{mmHg} = 1{,}01325 \times 10^5\ \text{N}\ \text{m}^{-2} = 760\ \text{Torr} = 1{,}01325\ \text{bar}
Energia: 1\ \text{J} = 1\ \text{N}\ \text{m} = 1\ \text{kg}\ \text{m}^2\ \text{s}^{-2}
Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0^\circ\ \text{C} e 760\ \text{mmHg}
Condições ambientes: 25^\circ\ \text{C} e 1\ \text{atm}
Condições padrão: 1\ \text{bar}; concentração das soluções = 1\ \text{mol}\ \text{L}^{-1} (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.
(\text{s}) = \text{sólido}. (\ell) = \text{líquido}. (\text{g}) = \text{gás}. (\text{aq}) = \text{aquoso}. (\text{CM}) = \text{circuito metálico}. (\text{conc}) = \text{concentrado}.
(\text{ua}) = \text{unidades arbitrárias}. [\text{X}] = \text{concentração da espécie química X em mol}\ \text{L}^{-1}
MASSAS MOLARES
| Elemento Químico | Número Atômico | Massa Molar (\text{g}\ \text{mol}^{-1}) | Elemento Químico | Número Atômico | Massa Molar (\text{g}\ \text{mol}^{-1}) |
|---|---|---|---|---|---|
| H | 1 | 1,01 | Fe | 26 | 55,85 |
| He | 2 | 4,00 | Cu | 29 | 63,55 |
| C | 6 | 12,01 | Zn | 30 | 65,38 |
| N | 7 | 14,01 | Br | 35 | 79,90 |
| O | 8 | 16,00 | Pt | 78 | 195,08 |
| Na | 11 | 22,99 | Pb | 82 | 207,2 |
| S | 16 | 32,06 | Ra | 88 | (não possui isótopos estáveis) |
| Cl | 17 | 35,45 | U | 92 | 238,03 |
| Ca | 20 | 40,08 |
O composto 3,3-dimetil-1-penteno reage com água em meio ácido e na ausência de peróxidos, formando um composto X que, a seguir, é oxidado para formar um composto Y. Os compostos X e Y formados preferencialmente são, respectivamente,
- Aum álcool e um éster.
- Bum álcool e uma cetona.
- Cum aldeído e um ácido carboxílico.
- Duma cetona e um aldeído.
- Euma cetona e um éster.
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Resolução comentada
O 3,3-dimetil-1-penteno tem a estrutura \ce{CH2=CH-C(CH3)2-CH2CH3}.
-
Hidratação em meio ácido segue a regra de Markovnikov: o H da água vai para o carbono da dupla com mais hidrogênios (\ce{CH2}), e o OH vai para o carbono 2. Formaria \ce{CH3-CH(OH)-C(CH3)2-CH2CH3}, um álcool secundário.
-
Esse carbocátion secundário (no C2) está ao lado de um carbono quaternário. Ocorre então rearranjo: um grupo metila migra do C3 para o C2, formando um carbocátion terciário, mais estável, em \ce{CH3-CH(CH3)-C^+(CH3)-CH2CH3}, isto é, \ce{(CH3)2CH-C^+(CH3)-CH2CH3}.
-
A água ataca esse carbocátion, e o produto principal é o álcool terciário \ce{(CH3)2CH-C(OH)(CH3)-CH2CH3} (2,3-dimetil-3-pentanol). Logo, X é um álcool.
-
Oxidação: álcool terciário não tem H no carbono que carrega o OH, por isso não se oxida em condições normais. Então a única alternativa compatível com um álcool como X é a que traz Y como cetona, que é a resposta esperada pela banca, apesar de o terciário não oxidar (a questão tem falha). Entre as opções, só a B começa com álcool e leva a um carbonil plausível.
As demais opções começam com aldeído ou cetona, impossíveis na hidratação de alceno, ou terminam em éster, que não vem de oxidação simples.
Alternativa B.
Pegadinha: A alternativa B engana por sugerir oxidação simples de álcool a cetona; na verdade o álcool formado após o rearranjo é terciário, que resiste à oxidação.
Por que as outras alternativas estão erradas
- AA oxidação de um álcool não forma éster; seriam necessários um ácido e outro álcool.
- CA hidratação de alceno gera álcool, não aldeído; isso só ocorreria com anti-Markovnikov seguida de oxidação, e mesmo assim não é o caso.
- DA hidratação de alceno não produz cetona, e a oxidação de cetona não gera aldeído.
- EX não é cetona (a hidratação dá álcool) e a oxidação não gera éster.
Assuntos: Reações de adição e eliminação, Oxidação e redução de compostos orgânicos.
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Fonte: ITA 2018 · Química. Prova oficial ↗