REAÇÕES DE OXIDAÇÃO Prof. Marçal Leal 1. (Enem 2015) O permanganato de potássio (KMnO4 ) é um agente oxidante forte muito empregado tanto em nível laboratorial quanto industrial. Na oxidação de alcenos de cadeia normal, como o 1-fenil-1-propeno, ilustrado na figura, o KMnO4 é utilizado para a produção de ácidos carboxílicos. 4. (Ufsm 2014) As lavouras brasileiras são sinônimo de alimentos que vão parar nas mesas das famílias brasileiras e do exterior. Cada vez mais, no entanto, com o avanço da tecnologia química, a produção agropecuária tem sido vista também como fonte de biomassa que pode substituir o petróleo como matéria-prima para diversos produtos, tais como etanol, biogás, biodiesel, bioquerosene, substâncias aromáticas, biopesticidas, polímeros e adesivos. Por exemplo, a hidrólise ácida da celulose de plantas e materiais residuais resulta na produção de hidroximetilfurfural e furfural. Esses produtos são utilizados na geração de outros insumos, também de alto valor agregado, usados na indústria química. Os produtos obtidos na oxidação do alceno representado, em solução aquosa de KMnO4 , são: a) Ácido benzoico e ácido etanoico. b) Ácido benzoico e ácido propanoico. c) Ácido etanoico e ácido 2-feniletanoico. d) Ácido 2-feniletanoico e ácido metanoico. e) Ácido 2-feniletanoico e ácido propanoico. 2. (Uepa 2015) Analise as reações e seus produtos orgânicos abaixo, para responder à questão. O esquema de reações mostra a transformação da celulose no álcool furílico e a conversão deste em outros derivados. Observando o esquema de reações, é correto afirmar que a transformação de 1 em 2 e a de 2 em 3 envolvem, respectivamente, reações de a) hidrólise e oxidação. b) redução e oxidação. c) oxidação e oxidação. d) redução e hidrólise. e) redução e redução. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Leia o texto a seguir para responder à(s) seguinte(s) questão(ões): Quanto à classificação das reações acima, é correto afirmar que as mesmas são, respectivamente: a) reação de substituição, reação de adição e reação de oxidação. b) reação de hidrogenação, reação de alquilação e reação de oxidação. c) reação de substituição, reação de eliminação e reação de oxidação. d) reação de hidrogenação, reação de alquilação e reação de combustão. e) reação de hidrogenação, reação de alquilação e reação de eliminação. 3. (Ufrgs 2014) O ácido lactobiônico é usado na conservação de órgãos de doadores. A sua síntese é feita a partir da lactose, na qual um grupo aldeído é convertido em grupo ácido carboxílico. A reação em que um ácido carboxílico é formado a partir de um aldeído é uma reação de a) desidratação. b) hidrogenação. c) oxidação. d) descarboxilação. e) substituição. As bases nitrogenadas, quando oxidadas, podem causar emparelhamento errôneo durante a replicação do DNA. Por exemplo, uma guanina oxidada (G*) pode passar a se emparelhar, durante a divisão celular, com timina (T) e não com citosina (C). Esse erro gera células mutadas, com uma adenina (A) onde deveria haver uma guanina (G) normal. 5. (Uerj 2014) Considere a adição de um átomo X na oxidação da guanina, conforme esquematizado na equação química: Nessa equação, o átomo correspondente a X é simbolizado por: a) C b) H c) N d) O 6. (Pucrj 2013) Considere a substância a seguir sofrendo oxidação na presença de uma solução diluída de permanganato de potássio (KMnO4) em meio levemente alcalino. d) F – V – V – F. e) F – F – F – V. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Nestas condições, o produto orgânico da reação é: Considere as informações para responder à(s) questão(ões) a seguir. a) Um estudante precisa de uma pequena quantidade de vanilina e decidiu pesquisar métodos sintéticos de produção da substância em laboratório, e obteve informações sobre dois métodos: b) c) d) e) 7. (Ufpr 2013) A obtenção industrial de peróxido de hidrogênio (H2O2) é um exemplo de reação em que um dos reagentes pode ser completamente recuperado. Essa transformação se processa em duas etapas, nas quais ocorrem as reações de oxi-redução mostradas a seguir: 8. (Unesp 2013) As duas reações indicadas no método 1 e a reação indicada no método 2 são classificadas, respectivamente, como reações de a) substituição, substituição e oxidação. b) redução, redução e oxidação. c) adição, adição e eliminação. d) adição, adição e redução. e) substituição, substituição e substituição. De acordo com as reações apresentadas, identifique as afirmativas a seguir como verdadeiras (V) ou falsas (F): ( ( ( ( ) Na primeira etapa, a antraquinona é reduzida. ) O 9,10-dihidroxiantraceno é um agente oxidante na segunda etapa. ) O oxigênio molecular é oxidado por 2 elétrons na segunda etapa. ) Os átomos de oxigênio presentes no par antraquinona/9,10dihidroxiantraceno não sofrem alteração no NOX nas etapas 1 e 2. 9. (Acafe 2012) O álcool encontrado nas bebidas destiladas é o etanol. Tais bebidas possuem maior concentração de etanol e sua ingestão provoca efeitos no organismo, que incluem diminuição da coordenação motora, visão distorcida, raciocínio lento e falta de concentração. Dado: A entalpia de combustão do etanol é igual a 1366,8 kJ mol1. De acordo com as informações acima, marque com V as afirmações verdadeiras e com F as falsas. ( ( ) Na estrutura molecular do etanol há um átomo de carbono secundário. ) Na indústria, o etanol pode ser obtido pela reação de hidratação do etileno catalisada por ácido. ) Na combustão completa de 138,20 g de etanol são ( liberados aproximadamente 4100 kJ. ) Quando oxidado o etanol produz cetonas. ( Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo. a) V – V – F – F. b) V – V – V – F. c) V – F – F – V. ( ) A “ressaca” está associada ao aumento do teor de C2H4O no sangue, devido à oxidação parcial do etanol. A sequência correta, de cima para baixo, é: a) F – V – V – F – V b) V – F – F – V – F c) F – F – V – V – F d) V – V – F – V – F 10. (Uftm 2012) Na tabela são apresentadas as estruturas de alguns compostos orgânicos. c) O mono fenol-alquil e a 1-4 benzoquinona diferenciam-se pela posição dos grupos alquila. d) O ácido ascórbico previne a ocorrência da oxidação, reduzindo as quinonas a fenóis. 12. (Uespi 2012) Até meados do século XIX, as cirurgias eram realizadas sem anestesia. Só em 1846, um dentista de Boston, William Morton, conseguiu demonstrar que o éter (etoxietano) podia ser usado para induzir a narcose, uma inconsciência temporária, durante procedimentos cirúrgicos. O etoxietano pode ser obtido pela: a) reação do etanoato de metila e etanol. b) reação do etanol com ácido etanoico. c) oxidação do etanal com KMnO4. d) desidratação do ácido etanoico por ação do ácido sulfúrico. e) desidratação intermolecular do etanol em presença de ácido sulfúrico. 13. (Unisc 2012) Observe a rota de sнntese do consagrado anestйsico benzocaнna (p-amino benzoato de etila), envolvendo uma sйrie de conversхes de grupos funcionais das estruturas I ao VI. Indique a alternativa que apresenta afirmaзгo correta a cerca dos compostos envolvidos na sнntese. O composto orgânico produzido na reação de oxidação do propan-1-ol com solução ácida de KMnO4, em condições experimentais adequadas, pode ser indicado na tabela como o composto a) I. b) II. c) III. d) IV. e) V. 11. (Unimontes 2012) A banana é uma fruta tropical muito utilizada em saladas. No entanto, apresenta o inconveniente do rápido escurecimento tanto da polpa quanto da casca. Esse escurecimento ocorre pela ação de enzimas, principalmente a polifeniloxidase. Essas enzimas transformam os fenóis em quinonas, conforme representado na equação, que se polimerizam e formam compostos de coloração escura, as melaninas, formadas preferencialmente em ambiente frio. Um dos tratamentos utilizados para retardar o processo de escurecimento é o uso do ácido ascórbico, vitamina C, que é reconhecido por sua ação redutora. a) De I para II ocorre uma oxidação. b) De III para IV ocorre uma redução. c) Entre V e VI ocorre uma esterificação. d) Os compostos IV e V são aminoácidos. e) Entre os compostos IV e VI ocorre o fenômeno de isomeria. 14. (Ufsm 2012) Ainda com relação às reações químicas na produção de índigo apresentadas na questão anterior, afirma-se: I. Indoxil e a estrutura B representam tautômeros. II. B sofre oxidação para formação do índigo. III. O2 é o agente oxidante reduzido até H2O. Está(ão) correta(s) a) apenas I. b) apenas II. c) apenas III. d) apenas I e III. e) I, II e III. 15. (Ufg 2012) A pentosúria é um erro inato do metabolismo caracterizado pela deficiência da enzima L-xilulose redutase. Essa enzima promove a redução do carbono com maior estado de oxidação, produzindo o xilitol. A fórmula estrutural plana da Lxilulose está representada a seguir. Em relação às informações apresentadas, a alternativa CORRETA é a) As cascas das bananas escurecem mais lentamente quando guardadas na geladeira. b) A produção de melaninas é favorecida pela ação de catalisadores de natureza química. A ação da enzima promove a conversão do grupo a) carboxila em éter. b) éster em carbonila. c) álcool em fenol. d) carbonila em álcool. e) éter em éster. 16. (Pucsp 2012) Os alcoóis são uma importante matéria prima para a síntese de diversos produtos. A substância A é obtida a partir da reação do propan-1-ol e o ácido acético em meio ácido. A substância B é formada na oxidação branda do butan-2-ol, utilizando KMnO4 em meio ácido como oxidante. A desidratação intermolecular do etanol em meio de ácido sulfúrico a quente forma a substância C. As substâncias A, B e C são, respectivamente, a) acetato de propila, butanal e acetato de etila. b) acetato de propila, butanona e etoxietano. c) propanoato de etila, ácido butanoico e etoxietano. d) etoxipropano, butanona e acetato de etila. e) etoxipropano, ácido butanoico e eteno. No processo de síntese, o composto representado por X é um intermediário que será transformado no produto final desejado: o ácido etanoico. Considerando as reações envolvidas no processo, é incorreto afirmar que a) o ácido etanoico é produzido após a oxidação do etanal. b) o reagente oxidante, para obter o ácido, pode ser o KMnO4 . c) a substância representada por X não é um ácido carboxílico. d) o composto X deve ser reduzido para a obtenção do ácido. 19. (Pucsp 2011) Observe alguns exemplos de oxidações enérgicas de alcenos e cicloalcanos na presença de KMnO4 em meio de ácido sulfúrico a quente. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Informações para a resolução de questões Algumas cadeias carbônicas nas questões de química orgânica foram desenhadas na sua forma simplificada apenas pelas ligações entre seus carbonos. Alguns átomos ficam, assim, subentendidos. 17. (Ufrgs 2012) Assinale a alternativa que completa corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. O brometo de benzila pode ser transformado em álcool benzílico, que, por sua vez, pode conduzir ao ácido benzoico, conforme a sequência de reações mostrada abaixo. Com base nesses dados, é correto afirmar que a primeira etapa é uma reação de ................. , e, a segunda, uma reação de .................. . a) substituição – oxidação b) substituição – adição c) eliminação – oxidação d) eliminação – substituição e) eliminação – adição 18. (Unimontes 2011) O ácido etanoico, conhecido como ácido acético - constituinte do vinagre -, pode ser produzido a partir do etanol, como mostrado no esquema: As amostras X, Y e Z são formadas por substâncias puras de fórmula C5H10 . Utilizando-se KMnO4 em meio de ácido sulfúrico a quente, foi realizada a oxidação enérgica de alíquotas de cada amostra. A substância X formou o ácido pentanodioico, a substância Y gerou o ácido acético e a propanona, enquanto que a substância Z produziu gás carbônico, água e ácido butanoico. As amostras X, Y e Z contêm, respectivamente, a) ciclopentano, metilbut-2-eno e pent-1-eno. b) pent-1-eno, pent-2-eno e 2-metilbut-1-eno. c) ciclopentano, 2-metilbut-1-eno e metilbut-2-eno. d) pent-2-eno, ciclopentano e pent-1-eno. e) pentano, metilbutano e dimetilpropano. 20. (Unimontes 2011) O eteno ou etileno é matéria-prima para produção do polímero polietileno, o qual é usado na fabricação de garrafas flexíveis, filmes, folhas e isolantes para fios elétricos. As alternativas a seguir apresentam, de forma simplificada, sugestões de como preparar o eteno. Sendo assim, a reação que poderá levar ao produto desejado é a) oxidação do propeno. b) desidratação do propan-1-ol.. c) adição de HC ao etino. d) desidratação do etanol. 21. (Mackenzie 2010) Os alcenos podem sofrer reações de oxidação branda ou enérgica, dependendo das condições do meio reacional. A oxidação branda ocorre em presença de um agente oxidante, geralmente KMnO4, em solução aquosa diluída, neutra ou levemente alcalina, e leva à formação de um diol. Já a oxidação enérgica do alceno ocorre em presença de uma solução concentrada do agente oxidante, aquecida e ácida, e leva à formação de ácidos carboxílicos e/ou cetonas. Ciente dessas informações, um técnico químico realizou uma reação de oxidação enérgica para duas amostras de diferentes alcenos, A e B, e obteve os seguintes resultados: Reagente Produtos Alceno A 2 moℓ de ácido acético Alceno B 1 moℓ de acetona e 1 moℓ de ácido propanoico De acordo com as informações acima, os alcenos A e B são, respectivamente, a) eteno e 2-metil-pent-1-eno. b) but-1-eno e hex-2-eno. c) eteno e pent-2-eno. d) but-2-eno e 2-metil-hex-2-eno. e) but-2-eno e 2-metil-pent-2-eno. Então, pode-se afirmar que a) é uma reação de eliminação. b) é uma reação de redução do composto orgânico. c) o produto final é incolor. d) é uma reação de oxidação do composto orgânico. e) o ar é a fonte do agente redutor. 25. (Ufu 2007) Considere as informações a seguir. 22. (Ime 2010) Dadas as reações acima, escolha, dentre as opções abaixo, a que corresponde, respectivamente, às funções orgânicas das substâncias A, B, C e D. a) Álcool, alceno, alcino e cetona. b) Álcool, alceno, alcino e ácido carboxílico. c) Aldeído, alcano, alceno e cetona. d) Aldeído, alceno, alceno e ácido carboxílico. e) Álcool, alcano, alcano e aldeído. 23. (Ufmg 2008) A brasileína e a brasilina - dois pigmentos responsáveis pela cor vermelha característica do pau-brasil - têm, respectivamente, esta estrutura: Considerando-se a fórmula estrutural de cada uma dessas duas substâncias, é CORRETO afirmar que a brasileína a) apresenta massa molar maior que a da brasilina. b) é um isômero da brasilina. c) pode ser obtida por oxidação da brasilina. d) tem o mesmo número de hidroxilas que a brasilina. 24. (Ufsm 2008) Frutas, como a maçã e a banana, que escurecem após serem descascadas, possuem, na constituição da polpa, a substância catecol (1,2-Diidroxibenzeno), de cor clara. Quando exposta ao ar, a polpa escurece devido à seguinte reação: Na reação de oxidação do tri-álcool apresentado com KMnO4 em meio ácido ou com K2Cr2O7 em meio ácido, é correto afirmar que: a) a hidroxila III produzirá cetona. b) a hidroxila II produzirá ácido carboxílico. c) a hidroxila I produzirá cetona. d) a hidroxila I produzirá éster. 26. (Uel 2007) Um processo laboratorial para conversão de alcenos em cetonas de mesma cadeia carbônica consiste na prévia conversão do alceno (I) em álcool (II), etapa A, e posterior conversão deste último na cetona (III), etapa B, conforme o esquema a seguir As reações utilizadas para essas duas conversões devem ser, respectivamente: a) Oxidação de I e redução de II. b) Hidratação de I e redução de II. c) Redução de I e hidrogenação de II. d) Hidratação de I e oxidação de II e) Hidrogenação de I e oxidação de II. 27. (Uff 2007) As legiões romanas que conquistaram grande parte do mundo eram obrigadas a cobrir longas distâncias, marchando em menor tempo possível. Os soldados levavam em seus equipamentos um saquinho que continha vinho azedo diluído, que era ingerido em pequenos goles durante a marcha. A mistura continha um ácido carboxílico (acético) que, como todo ácido, estimula a salivação, diminuindo a sensação de sede. Com relação ao ácido acético, é correto afirmar que: a) seu isômero funcional é o éter dietílico; b) é um ácido carboxílico fraco e, por esse motivo, sua dissociação é considerada completa; c) ao reagir com o hidróxido de sódio, produz um sal cujo cátion sofre hidrólise em meio aquoso; d) a solução aquosa do seu sal de sódio apresenta pH menor que 7; e) a oxidação do etanol é o método mais utilizado para a produção do ácido acético. 28. (Pucsp 2007) Um líquido incolor e de odor característico foi analisado. As observações estão resumidas a seguir: I. a substância é bastante solúvel em água; II. a combustão completa da substância produz quantidades equimolares de gás carbônico e de água; III. a redução da substância, utilizando-se gás hidrogênio e paládio como catalisador, resulta em um álcool de fórmula molecular C3H8O; IV. a substância não sofre oxidação na presença de dicromato de potássio em meio ácido, em condições brandas. O líquido em questão é a) éter dimetílico b) metil-2-propanol c) propanal d) propanona e) butanona 30. (Pucmg 2006) A transformação química do etanol do vinho sob a ação de bactérias para produzir o ácido acético é uma: a) oxidação. b) redução. c) fermentação. d) desidrogenação. Gabarito: Resposta da questão 1: [A] Teremos: TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: As questões consistem em 5 (cinco) alternativas, das quais algumas são verdadeiras e outras, falsas, podendo ocorrer que todas as alternativas sejam verdadeiras ou que todas sejam falsas. As alternativas verdadeiras devem ser marcadas com (V) e as falsas, com (F). 29. (Ufal 2007) Considere a seguinte sequência de transformações químicas (figura 1). ( ) A transformação do composto A no composto B se dá às custas de uma oxidação e uma hidrólise. ( ) Na transformação do composto B para o composto C ocorreu apenas uma redução. ( ) O composto C é um ácido dicarboxílico insaturado. ( ) Pode-se obter o composto D por reação de esterificação do composto C com um álcool apropriado. ( ) O composto D é um polímero, cujo monômero é o ácido oxálico (figura 2). Resposta da questão 2: [B] Reação 1: A primeira reação é de hidrogenação, onde ocorre a quebra da insaturação, e a adição de 2 átomos de hidrogênio ao hidrocarboneto. Reação 2: A segunda reação é de alquilação, nesta reação, ocorre a substituição de um átomo de hidrogênio ligado ao anel benzênico por um grupo alquila. Reação 3: A terceira reação é de oxidação. A oxidação de carbonos do anel benzênico só é possível em condições muito energéticas, porém, nos radicais ligados ao anel as reações são mais fáceis, resultando em um ácido benzoico. Resposta da questão 3: [C] A reação em que um ácido carboxílico é formado a partir de um aldeído é uma reação de oxidação: (F) O oxigênio molecular é reduzido por 2 elétrons na segunda etapa. (V) Os átomos de oxigênio presentes no par antraquinona/9,10dihidroxiantraceno não sofrem alteração no NOX nas etapas 1 e 2. Resposta da questão 4: [C] Resposta da questão 8: [A] Observando o esquema de reações, é correto afirmar que a transformação de 1 em 2 e a de 2 em 3 envolvem reações de oxidação. [O] Teremos: [O] Álcool Aldeído Ácido carboxílico Resposta da questão 5: [D] Teremos: Resposta da questão 6: [D] Teremos: Resposta da questão 9: [A] Análise das afirmações: Resposta da questão 7: [C] Análise das afirmativas: (V) Na primeira etapa, a antraquinona é reduzida. (F) Na estrutura molecular do etanol há dois átomos de carbono primário. (V) Na indústria, o etanol pode ser obtido pela reação de hidratação do etileno catalisada por ácido. (V) Na combustão completa de 138,20 g de etanol são liberados aproximadamente 4100 kJ. ΔH 1366,8 kJ.mol1 C2H6O 3O2 2CO2 3H2O 46 g 138,20 g Liberam 1366,8 kJ E E 4106,3 kJ 4100 kJ (F) O 9,10-dihidroxiantraceno é um agente redutor na segunda etapa. (F) Quando oxidado o etanol produz aldeídos. (V) A “ressaca” está associada ao aumento do teor de C2H4O (etanal) no sangue, devido à oxidação parcial do etanol neste aldeído. Resposta da questão 10: [A] Teremos: Resposta da questão 11: [D] O ácido ascórbico previne a ocorrência da oxidação, reduzindo as quinonas a fenóis. [III] Verdadeira. O oxigênio provocou a oxidação do carbono sendo, portanto, agente oxidante. Resposta da questão 15: [D] Esquematicamente, redução do grupo carbonila: Resposta da questão 12: [E] A reação de obtenção do etoxietano é a desidratação intermolecular do etanol na presença de ácido sulfúrico: Resposta da questão 13: [C] Resposta da questão 16: [B] Teremos: A substância A é obtida a partir da reação entre propan-1-ol e ácido acético em meio ácido: A substância B é formada na oxidação branda do butan-2-ol, utilizando KMnO4 em meio ácido como oxidante: Resposta da questão 14: [E] [I] Verdadeira. Verifica-se um caso de tautomeria ceto-enólica. [II] Verdadeira. Observe os valores de nox para o carbono assinalado. Note que houve um aumento de nox, evidenciando a oxidação. A desidratação intermolecular do etanol em meio de ácido sulfúrico a quente forma a substância C: Resposta da questão 17: [A] Na primeira etapa da sequência ocorre uma substituição de um grupo haleto (bromo) por uma hidroxila, transformando um derivado halogenado em álcool primário. Na segunda etapa do processo ocorre a oxidação de um álcool primário, transformando-o em ácido carboxílico. Resposta da questão 18: [D] [A] Correta. A oxidação de um álcool primário leva a formação de um aldeído, nesse caso o etanal, que ao ser oxidado formará o ácido etanoico. [B] Correta. Um dos agentes oxidantes mais usados em reações orgânicas é o permanganato de potássio (KMnO4 ). [C] Correta. Não é um ácido carboxílico e sim um aldeído. [D] Incorreta. O composto X é obtido pela oxidação do etanol que, por sua vez sofrerá nova oxidação e formará o ácido carboxílico. Resposta da questão 19: [A] De acordo com os exemplos, teremos: Resposta da questão 23: [C] Resposta da questão 24: [D] Resposta da questão 25: [A] Resposta da questão 26: [D] Resposta da questão 27: [E] Resposta da questão 20: [D] Resposta da questão 28: [D] O líquido em questão é a propanona ou acetona. I. a propanona é polar e solúvel em água. II. A combustão completa da propanona produz a mesma quantidade (em mols) de CO2 e de H2O: Resposta da questão 21: [E] [O]/KMnO4 A 2CH3 COOH H [O]/KMnO4 CH3 CH CH CH3 2CH3 COOH H (A) but 2 eno [O]/KMnO4 B CH3 CO CH3 CH3 CH2 COOH H [O]/KMnO4 CH3 C(CH3 ) CH CH2 CH3 CH3 CO CH3 CH3 CH2 COOH H (B) 2 metil pent 2 eno Resposta da questão 22: [B] Teremos: C3H6O + 4O2 3CO2 + 3H2O. III. A propanona sofre redução produzindo um álcool secundário: C3H6O + H2 CH3CH(OH)CH3. IV. A propanona não sofre oxidação em meio ácido. Resposta da questão 29: VFFVF Resposta da questão 30: [A]