Funções Orgânicas e Equilíbrio Químico


Aldeídos

São compostos orgânicos que apresentam a carbonila no extremo da cadeia carbônica. Apresentam o grupo funcional abaixo, sendo denominado de formila, aldoxila ou metanoíla.

Nomenclatura oficial: substitui a terminação o do hidrocarboneto correspondente por ai (ou dial quando as duas extremidades apresentarem o grupo funcional aldoxila). Quando necessário, numera-se a cadeia, iniciando-se pela extremidade mais próxima da aldoxila.
Equilíbrio Químico

Nomenclatura usual: nome dos radicais ligados à carbonila seguido da palavra cetona.

Nomenclatura usual: utiliza-se a palavra aldeído mais o nome trivial do ácido correspondente ou o nome trivial do ácido correspondente, sem a terminação iço, mais a palavra aldeído.

Fenilmetilcetona

São compostos orgânicos que podem ser considerados como derivados da amónia (NH3) pela substituição de um ou mais átomos de hidrogénio por radicais alquilas ou arilas.

Aldeído acético ou acetaldeído

Aldeído benzóico ou benzaldeído

São compostos orgânicos que apresentam o grupo funcional carbonila ligada entre dois átomos de carbono, portanto a carbonila apresenta carbono secundário.

Nomenclatura oficial: substitui a terminação o do hidrocarboneto correspondente por ona (ou diona). Quando necessário, numera-se a cadeia, iniciando-se pela extremidade mais próxima da carbonila.

As aminas são classificadas em:

•      Primárias: substituição de apenas um hidrogênio da molécula da amónia. O grupo funcionai amino (— NH2) caracteriza as aminas primárias.

•      Secundárias: substituição de dois hidrogênios da molécula da amónia. O grupo funcional imino (— NH —) caracteriza as aminas secundárias.

•      Terciárias: substituição dos três hidrogênios da molécula da amónia. O grupo funcional nitrogênio trivalente – caracteriza as aminas terciárias.

Nomenclatura oficial: utiliza-se o nome do(s) radícal(is) ligado(s) ao nitrogênio seguido da palavra amina. Observação: as aminas primárias podem ser nomeadas como derivadas dos hidrocarbonetos, citando o grupo amino (— NH2).

Cianeto de fenila ou carbílaminas

São compostos orgânicos que podem ser considerados como derivados do ácido isocianídrico (HNC) pela substituição do átomo de hidrogênio por um radical alquila ou arila. O grupo ( — NC) é denominado isociano. Nomenclatura oficial: radical ligado ao grupo isociano seguido da palavra carbilamina.

Metilcarbilamina

São compostos orgânicos que podem ser considerados como derivados do ácido cianídrico (HCN) pela substituição do átomo de hidrogênio por um radical alquila ou arila. O grupo ( — CN) é denominado ciano. Nomenclatura oficial: substitui-se a terminação iço do nome do ácido correspondente pela palavra nitrilo ou nitrila.

Fenilcarbilamina

Nomenclatura usual: utiliza-se a palavra isocianeto mais a preposição de seguida do nome do radical ligado ao grupo isociano.

Benzenonitrilo

Nomenclatura usual: idêntica à oficial, porém utilizando os nomes triviais dos ácidos, ou ainda, usa-se a palavra cianeto mais a preposição de seguida do nome do radical ligado ao grupo ciano.

Isocianeto de fenila ou nitroderívados

São compostos orgânicos que apresentam o grupo funcional nitro (— N02). Sendo R um radical alquila ou arila. Nomenclatura oficial: utiliza-se a palavra nitro seguida do nome do hidrocarboneto correspondente.

Acetonitrila ou cianeto de metila

CH3-CH2-C = N Propiônitrila ou cianeto de etila

Nitrobenzeno

Para o estudo sistemático do equilíbrio químico é necessário fazer uma breve revisão sobre reversibilidade de reação. Então, revisando: Quando o sulfato de cobre comum é triturado (CuS04 . 5 H20) e aquecido, este passará a ter uma coloração branca. Os compostos A e B fazem parte dos reagentes e a medida que a reação vai ocorrendo, estão sendo consumidos C e D, que transformando-se em produtos concentrações aumentadas.

Pelo resfriamento espontâneo, na presença de ar, o composto volta à cor azul, devido a transformação inversa. Se tivermos esta substância em um recipiente fechado, teremos as duas reações ocorrendo simultaneamente, portanto a reação é chamada de reversível.

Reação reversível: reação que se processa simultaneamente nos dois sentidos, e ainda, é a reação na qual os reagentes se transformam em produtos, e estes, à medida que se formam, voltam a formar os reagentes.

Analisando o gráfico podemos concluir: [A] e [B] diminuem com o decorrer do tempo, portanto a velocidade inicial (vt), também diminui, com a interação das moléculas reagentes. [C] e [D] aumentam com o decorrer do tempo, portanto a velocidade inversa (v2), também aumenta, com a formação das espécies dos produtos. As velocidades de reação sendo reduzidas (vt) e aumentadas (v2), chegará em certo instante que terão valores iguais (vx = v2). Neste momento dizemos que a reação atingiu o Equilíbrio Dinâmico, e as concentrações molares de todos os participantes da reação permanecem constantes, (de valores inalterados). Voltemos à reação A + B ( ) C + D, imaginando uma reação de l mol de A e l mol de B colocados em um recipiente de l litro. No início da reação somente teríamos A e B e não teríamos C e D. Com a reação em desenvolvimento foram anotados os valores de cada uma das espécies em mol/C.

Conceito de equilíbrio químico

A reação química reversível atinge o equilíbrio quando as velocidades das reações direta e inversa se igualam. Observe que nos tempos 10 min. e 20 min. ocorre consumo dos reagentes ao mesmo tempo que ocorre formação dos produtos na mesma proporção e que ao chegar no tempo 30 min. e posterior 40 min., as quantidades de reagentes e produtos permanecem com valores constantes, o que indica que o equilíbrio químico foi atingido à partir dos 30 min.

NOTA: quando a reação atinge o equilíbrio, macroscopicamente parece tudo cessar, porém, microscopicamente os reagentes se convertem em produtos, e estes, novamente em reagentes, por ser um processo reversível, apresentando deste modo, as concentrações de todos os participantes constantes.

• A constante de equilíbrio (kc) varia com a temperatura, mas, não varia com as concentrações ou pressões parciais dos participantes da reação.

IMPORTANTE: não confunda constante de equilíbrio (kc) com grau de equilíbrio (a). O grau de equilíbrio é a relação entre o número de móis de um reagente consumido e o número inicial de móis do mesmo reagente que foi posto em reação.

Quanto maior for o a (grau de equilíbrio), mais a reação desenvolverá até atingir o equilíbrio químico, portanto terá um grande rendimento de produção. Se ao contrário, o grau de equilíbrio for baixo, significa que nem bem a reação começou e já atingiu o equilíbrio, restando uma grande quantidade de reagente e tendo poucos produtos obtidos, tendo portanto, um baixo rendimento de reação.

É importante não esquecer:
1)         Para uma mesma reação o valor de kc depende somente da temperatura.
2)         Na expressão do kc só entram as substâncias mais voláteis presentes no equilíbrio. Assim, sólido não entra.

Constante de equilíbrio em termos de pressão parcial (kp)

Em uma reação química em equilíbrio, no estado gasoso, pode ser usada tranquilamente a expressão do kc, porém, é mais conveniente utilizar os conceitos com a pressão parcial.

O kp assim como kc varia com a temperatura, mas não varia com as concentrações, nem com as pressões das substâncias participantes.
Sendo:
R   = constante universal dos gases perfeitos.
T   = temperatura absoluta.
An = (número de móis produtos – número de móis reagentes).

Observação: quando o número de móis dos produtos é igual ao número de móis dos reagentes, temos kp = kc.