Os acetiletos formados por metais pesados, quando secos, são explosivos violentos, sendo utilizados em detonadores.
Ligações e Forma Estrutural do Alcino
Para termos uma visão mais clara sobre esse fenômeno, em passo a passo, partimos da distribuição dos elétrons num átomo do carbono, da disposição desses elétrons em torno do seu núcleo e o arranjo das ligações.
Temos quatro elétrons na camada de valência do átomo, que nos alcinos a maior parte se posicionam praticamente do mesmo lado.
A Formação de Dois Orbitais Híbridos e Dois Orbitais Puros
Na formação da estrutura molecular dos alcinos, é necessário ocorrer a hibridação sp2 e a formação de dois orbitais ?p? puro no átomo de carbono, para que ocorra a ligação entre eles.
Se voltarmos à distribuição temos uma melhor idéia do arranjo eletrônico.
O Átomo de Carbono no Estado Fundamental
O Átomo de Carbono Ativado
Sai um elétron do subnível "2s" e passa para o subnível "p3" puro vazio, preenchendo-o com um elétron.
O Carbono Hibridizado
No carbono hibridizado o orbital "2s" se alonga e um orbital ?p? puro, se retrai formando a configuração sp2 observada. Um dos orbitais "p" puro se retrai formando também outro orbital sp2.
Observando a formação do etino, quando dois átomos de carbono se aproximam e finalmente temos o seguinte arranjo:
Os orbitais ?p? puro se ligam por ligações pi (?), enquanto que as ligações ?sp2? se ligam por ligação sigma. Podemos notar também, que hidrogênios se aproximam e se ligam por ligações sigma.
As ligações sigma (?) são mais forte, formada pelo entrosamento dos dois orbitais. As ligações pi dos orbitais ?p? puros entrecruzadas, tomam a configuração que está apresentada abaixo:
A estrutura do acetileno pode ser representada pelas seguintes estruturas.
Alcinos Verdadeiros e Falsos
Os alcinos verdadeiros possuem hidrogênios (H) ligados no carbono com tripla ligação.
Os alcinos falsos não possuem hidrogênios (H) ligados no carbono com tripla ligação.
A Nomenclatura Dos Alcinos
A Nomenclatura Dos Alcinos segue ás regras da IUPAC International Union of Pure and Applied Chemistry.
A nomenclatura dos alcinos é similar à dos alcenos. Segue-se a regra geral, numera-se a cadeia carbônica a partir da extremidade mais próxima da tripa ligação. Vejamos exemplos:
Etino
2 carbonos na cadeia recebe o prefixo de ?et?, o número do carbono em que está a tripla ligação e finalmente a terminação ?ino?, etino IUPAC.
Propino
3 carbonos na cadeia recebe o prefixo de ?prop?, o número do carbono em que está a tripla ligação e finalmente a terminação ?ino?, propino IUPAC.
Butino-1
4 carbonos na cadeia recebe o prefixo de ?but?, o número do carbono em que está a tripla ligação e finalmente a terminação ?ino?, but-1-ino IUPAC.
But-2-ino IUPAC
Pentino
5 carbonos na cadeia recebe o prefixo de ?pent?, o número do carbono em que está a tripla ligação e finalmente a terminação ?ino?, IUPAC pent-1-ino.
Nomenclatura dos Alcinos Ramificados
Conserva-se os mesmos nomes dos radicais para alcanos, alcenos e alcadienos.
Metil ? radical com 1 carbono.
Etil ? radical com 2 carbonos.
Propil ? radical com 3 carbonos.
Butil ? radical com 4 carbonos.
A cadeia principal é a mais longa e a que contém a tripla ligação.
Conserva-se a numeração dos carbonos a partir da ligação tripla mais próxima de uma das extremidades da cadeia carbônica.
Dá-se o nome primeiro dos radicais e depois o número do carbono em que está a tripla ligação e finalmente o número de carbonos da cadeia.
Observemos alguns exemplos:
4-metil-pentino
O radical metil está no carbono 4, a tripla ligação está no carbono 2, e o número da carbonos na cadeia principal é 5 a nomenclatura segundo a IUPAC é 4-metil-pent-2-ino
A mesma estrutura pode ser designada por: 4-metil-isopropil-acetileno ou 4-metil-pent-2-ino IUPAC.
Mudando a tripla ligação para o carbono 1, o mesmo alcino fica sendo chamado de: 4-metil-pent-1-ino IUPAC.
Outro exemplo: 2-metil-hex-3-ino IUPAC.
3-metil-pent-1-ino IUPAC
3,3-dimetil-but-1-ino IUPAC
2,2-dimetil-hept-3-ino IUPAC
Isomeria Dos Alcinos
Isomeria com Ciclenos
Os alcinos com 3 ou mais carbonos na cadeia são isômeros dos ciclenos. A primeira molécula é o prop-1-ino, a segunda molécula é o ciclo-propeno.
Prop-1-ino Ciclo- propeno
Isômero de Posição
Nos isômeros de posição, as moléculas envolvidas apresentam mudança de posição da tripla ligação. Na primeira molécula a tripla ligação está no carbono 1 (but-1-ino) e na segunda molécula a tripla ligação está no carbono 2, (but-2-ino).
But-1-ino But-2-ino
Reações Dos Alcinos
Reações de polimerização ? Polimerização Acíclica ou Linear
Montagem de um Dímero
Na montagem dois monômeros de acetilenos reagem e se transformam no dímero vinilacetileno.
Dois acetilenos Vinilacetileno - é um dímero
Montagem de um Trímero
Na montagem do trímero, três acetilenos reagem e se transformam no divinilacetileno.
Três acetilenos Divinilacetileno - (trímero)
Reação de Formação do Benzeno ? Polimerização Cíclica
Na formação do benzeno três acetilenos formam o anel benzênico.
Três acetilenos Anel benzênico
Reação de Formação do octatetreno ? Polimerização Cíclica
Nessa reção quatro moléculas de acetileno formam o ciclo-octatetreno.
Reação Para Obtenção Industrial do Acetileno
1º passo ? Obtenção da cal viva
Aquece-se o calcário (CaCO3) pela queima de carvão, que produz temperatura elevada de aproximadamente 900 ºC e obtemos a cal virgem (CaO) e gás carbônico (CO2).
2º passo ? Obtenção do carbureto
Numa segunda etapa, a cal viva obtida, por ignição elétrica que alcança temperatura acima de 2000 ºC, é transformado em carbureto de cálcio (CaC2) ou pedra de carbureto. Se considerarmos que a preparação é feita por ignição elétrica, não havendo consumo de gás oxigênio e devido a escassez do oxigênio presente na cal virgem, há simplesmente a formação do gás monóxido de carbono.
3º passo ? Obtenção do acetileno
Na terceira etapa o carbureto de cálcio (CaC2), sofre hidrólise pelo adicionamento de água e se transforma no gás acetileno.
A produção do acetileno pode ser mostrado no esquema logo abaixo. Nesse método não é necessário o uso de chama para comprovar a formação do gás.
Na representação, um funil com água gotejando, foi preso pela rolha que veda a boca do kitassato, onde foi colocado no seu interior pedras de carbureto. Esse kitassato está ligado por uma mangueira, por onde passa o gás produzido pela reação da água com o carbureto, que chega até um tubo de ensaio, emborcado num recipiente ao lado com água, que recolhe o gás formado que ao chegar no meio líquido se apresenta na forma de pequenas bolhas subindo no interior do tubo. A água dentro e em em torno do tubo, também tem a função de impedir que o acetileno escape. Observe que a água dentro do tubo de ensaio não deve chegar até o seu (topo) fundo; deverá ficar um espaço vazio nessa parte do tubo onde o gás vai se acumulando.
Reação de Produção de Acetona
Na produção da acetona , em primeiro lugar entra o alcino, propino, adiciona-se água a esse composto, e entra também ácido sulfúrico mais sulfato de mercúrio, a transformação produz um enol, que sendo instável sofre um rearranjo do seus hidrogênios e por fim produz a acetona. Observe que a acetona formada pode reverter no enol e vice-versa.
Reação de Adição de Halogênios
Na reação, adiciona-se o haleto cloro ao alcino, que ao reagir produz o di-haleto di-cloro-eteno. Continuando a reação, ao adicionar novamente cloro há a formação do tetra-cloro-etano.
Reação de Produção de Acrilonitrila
Na reação, o etino interage com o ácido cianídrico produzindo o monômero de acrilonitrila ,que polimerizado n. vezes, produz a poliacrilonitrila com a qual se produz fibras sintéticas utilizadas na confecção de malhas para blusas de frio, muito utilizadas no inverno.
Reação de Produção de Acetiletos
O etino com nitrato de prata em solução de hidróxido de amônia produz o acetileto de prata e ácido nítrico.
É conveniente salientar que o composto acetileto de prata é tóxico, também explosivo no calor de uma chama, ou em alta temperatura de um modo geral e ainda é sensivel a choques violentos.
Exercícios
1) Assinale somente a alternativa correta. Na definição dos alcinos podemos dizer que:
a) são hidrocarbonetos, ou substâncias que tem em suas estruturas moleculares representativas uma única dupla ligação entre carbonos da cadeia principal. b) são hidrocarbonetos, ou substâncias que tem em suas estruturas moleculares representativas uma única ligação simples entre carbonos da cadeia principal. c) são hidrocarbonetos, ou substâncias que tem em suas estruturas moleculares representativas uma única tripla ligação entre carbonos da cadeia principal. d) são hidrocarbonetos, ou substâncias que tem em suas estruturas moleculares representativas duas duplas ligações entre carbonos da cadeia principal. e) são hidrocarbonetos, ou substâncias que tem em suas estruturas moleculares representativas várias duplas ligações entre carbonos da cadeia principal.
2) Quanto a solubilidade, podemos dizer que os alcinos são quase insolúveis em_____ que dilui apenas 1 litro de acetileno, mas um ótimo solvente é a________que dilui 300 litros de acetileno.
a) álcool metanol e álcool etanol. b) água e acetona.c) ácido sulfúrico ácido acético. d) hidróxido de potássio carbonato de cálcio. e) água e benzeno.
3) Das moléculas apresentadas abaixo é um alcino somente:a) ( ) b) ( ) c) ( ) d) ( ) e) ( )
4) Assinale somente a alternativa correta. Na produção do plástico P.V.C., primeiramente o acetileno é transformado ______ e posteriormente o acetato de vinila é transformado em _______ .
a) dicloro-etileno, tetracloralcano.b) orlon, acrilonitrila.c) acetato de vinila, poliacetato de vinila.d) acetaldeido, ácido acético.e) cloreto de vinila, policloreto de vinila.
5) Assinale somente a alternativa correta. Para se produzir acetona, primeiramente o acetileno é transformado em _______, o acetaldeido é transformado em _______, posteriormente o ácido acético sofre modificação para ________.
a) acetileno, 2-metil-3-pentino, acetona. b) Alileno, di-cloro-eteno, acetona.c) etanol, acetato de vinila, Vinilacetileno.d) acetaldeido, ácido acético, acetona.e) carbureto, acetona, poliacrilonitrila.
6) O nome químico da molécula a seguir é:a) but-1-ino.
b) pent-2-ino.
c) pent-1-ino.
d) propino.
e) 3,3-dimetil-but-1-ino.
7) O alcino apresenta 5 carbonos na cadeia principal e a tripla ligação está localizada no carbono 2. O nome desse alcino é:
a) prop-1-ino.
b) hex-2-ino.
c) but-2-ino.
d) pent-2-ino.
e) 2-metil-pent-3-ino
8) Dada a seguinte estrutura molecular a seguir:
O nome desse composto químico é:
a) 3,3-dimetil-but-1-ino.
b) 2,2-dimetil-hept-3-ino. c) 3,3-dimetil-but-1-ino.
d) 3-metil-pent-1-ino.
e) 4-metil-pent-1-ino.
9) Observe as moléculas abaixo:As duas moléculas possuem o mesmo número de elementos químicos a mesma massa a mesma tripla ligação, mas presentam uma funcionalidade diferente. Essas moléculas são:
a) tautômero e isômero.b) dímeros de posição.c) isômero e elastomero. d) polímeros sintéticos.e) isômeros de posição.
10) A estrutura abaixo representa um polímero com o qual se produz um plástico usado na confecção de fibras têxteis felpudas, o orlon o crylon com o qual se fabrica cobertores, mantas, tapetes, carpetes e bichos de pelúcia. Essa estrutura é a representação:
a) do poliacetato de vinila.b) da poliacrilonitrila (PAN).c) do poliestireno (PE).d) do 4-metil-octadieno-2,5.e) da 3-etil-4-metil-2-pentanona.
Bibliografia
Química - Química Orgânica - Ricardo Feltre. Editora Moderna, 2007. Volume 3, p. 54 a 57, 224 a 238. 6a edição, 2004.
Acrilonitrila - Cetesbwww.cetesb.sp.gv.br/userfiles/file/fitlaboratórios/fit/acrilonitrila.pdf.
Poliacrilonitrila termoplástica - Um novo materialde ... - Quimlabwww.quimlab.com.br/docsartigo_poliacrilonitrila_termoplástica.pdf