Características principais dos hidrocarbonetos cíclicos aromáticos

1. Prof. M J da Mata
2017
manueldamata.blogs.sapo.pt
Sub-UNIDADE# 2.5
Estudo dos Hidrocarbonetos Aromáticos
Sub-Tema:

2. ESTUDO HIDROCARBONETOS AROMÁTICOS
 Definição
 Classificação
 Estudo do benzeno
 Estruturas do Benzeno proposta por August Kekulé
 Propriedades Físicas
 Propriedades químicas
 Reacções químicas
 Aplicações
 Risco Toxicológico do Benzeno

3. Hidrocarbonetos Aromáticos
São compostos caracterizados por apresentar
uma estrutura ciclica especial, que lhes confere
as chamadas propriedades aromáticas e
apresentam como cadeia principal um ou vários
anéis benzénicos.

4. Os hidrocarbonetos aromáticos, ou os
compostos aromáticos, podem ser
classificados conforme o número de anéis
benzénicos existentes em sua estrutura
em:
A Classificação dos Hidrocarbonetos
Aromáticos

5. 1º Mononucleares
São aqueles que apresentam apenas
um anel aromático

6. a) Hidrocarbonetos Aromáticos Dinucleares
possuem dois anéis benzénicos na molécula
e podem se dispor em:
 dinuclear conjugados
 dinucleares separados ou isolados.
2º Polinucleares (Dinucleares,
trinucleares,… )

7. O hidrocarboneto com dois núcleos benzénicos, o
naftaleno; usualmente conhecido como naftalina, é
comercializado sob a forma de bolinhas que sofrem
sublimação, isto é; passa directamente do sólido para
vapor, é usado no combate às traças e baratas nos
guarda-roupas.
Exemplo:
Naftaleno

8. Estruturas

9. Hidrocarbonetos Aromáticos trinucleares
possuem três anéis benzénicos na molécula e
podem ser:
 condensados
 isolados
b) Hidrocarbonetos Aromáticos
Trinucleares

10. O hidrocarboneto antraceno possui três anéis
benzénicos condensados, é um derivado directo do
petróleo e do alcatrão de carvão, cuja fórmula química
é C14H10.
Exemplo:
Antraceno

11. O Fenantreno isómero do antraceno, de fórmula química com
três anéis benzénicos condensados, é um derivado do alcatrão
de carvão. É um pó branco insolúvel em água e solúvel em
álcool etílico, hexano, tolueno, ácido acético, benzeno. Para
saúde humana é carcinogénico, no entanto, tem o seu uso na
síntese de corantes, de drogas e de explosivos
Fenantreno

12. Estruturas

13. Possuem vários anéis benzénicos que
podem estar condensados ou isolados.
Exemplos de polinucleares:
o benzopireno, que possui a estrutura molecular
com cinco anéis benzénicos, ou a grafite usado na
fabricação dos lápis que pode ser representado
por inúmeros Benzopireno
c) Hidrocarbonetos Aromáticos
Polinucleares

14.  O benzopireno é um hidrocarboneto policíclico aromático
causador do câncer,
 está presente na fuligem de chaminés,
 é encontrada em grandes quantidades na fumaça de
cigarro,
 ou ainda podemos afirmar que essa substância pode ser
produzida em qualquer tipo de fumaça, de combustível a
base de carbono.
 Recentemente pesquisas demonstraram que as queimadas
de canaviais liberam para a atmosfera mais de um tipo
dessas substâncias,
 os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos denominados
com a sigla PAHs, tais como, por exemplo; o Fenantreno,
fluorantreno e o benzopireno. Experiências laboratoriais
comprovaram que quando esfregada na pele de ratos, borra
de chaminés que contém a substância, o benzopireno
causou câncer.

15. Estruturas

16.  Sinónimos: benzol, ciclo-hexatrieno, bicarbureto de
hidrogénio, nafta mineral.
 O benzeno é o representante dos hidrocarbonetos
aromáticos, possui uma estrutura cíclica especial que
lhe confere propriedades especiais, como
“aromaticidade”.
 Os compostos agrupados sobre esta denominação
“aromáticos”, possuem um odor agradável.
ESTUDO DO BENZENO

17. O benzeno foi descoberto e isolado por
primeira vez em 1825 pelo cientista inglês
Michael Faraday no gás de iluminação
usado em Londres na época.
DESCOBRIMENTO DO BENZENO
Em 1834, o químico Edilhardt Mitscherlich
determinou a fórmula molecular do benzeno:
C6H6

18. No ano de 1865, depois do sonho, Friedrich
August Kekulé von Stradonitz, mais conhecido
por apenas Kekulé,
propôs a ideia do anel hexagonal,
completada no ano seguinte com a hipótese da
existência de um par de estruturas em equilíbrio,
com a alternância de ligações duplas.

19.  Assim, a fórmula estrutural proposta por Kekulé para
o benzeno foi a de que os seis átomos de carbono e
os seis átomos de hidrogénio estariam formando um
anel hexagonal (como a cobra mordendo a própria cauda).
 Na sua hipótese original existiam apenas ligações
simples entre os carbonos.
 Porém, pouco depois, essa hipótese foi aperfeiçoada com o
acréscimo de um par de estruturas em equilíbrio, com
alternância das ligações duplas.

20. Estruturas do Benzeno proposta por
August Kekulé (1865)

21. Cada uma das estruturas possíveis desse
composto é chamada de estrutura
ressonante ou canónica, e são modelos, já
que a estrutura real da molécula do
benzeno não pode ser representada.
A verdadeira estrutura do benzeno é Ideal
É um híbrido de resssonância entre as
duas estruturas propostas por Kekulé.

22.  Na actualidade a estrutura do Benzeno representa-se
em forma de Orbitais Moleculares.
 Cada átomo de carbono está unido por ligações
simples (Ϭ), como hibridação 𝑠𝑝2
.
 Resultando uma estrutura molecular plana em forma
de um Hexagono com angulos internos de 120˚.

23. Estrutura do Benzeno
(em forma de Orbitais Moleculares)

24. Outras formas de representar o
Benzeno

25. Modelos Moleculares

26.  Estado líquido incolor,
 Odor característico dos hidrocarbonetos aromáticos.
 Quando misturado com tolueno e xileno costuma receber a
denominação comercial de Benzol.
 O benzeno é insolúvel em água, mas é miscível com todos os
solventes orgânicos.
 O benzeno evapora-se a 5.5° C.
 Ponto de ebulição atmosférico: 80.1° C.
Propriedades Físicas do Benzeno

27.  Densidade: 0.88 (a 20° C).
 Os vapores de benzeno são explosivos.
 Na forma líquida o benzeno é altamente inflamável.
 A chama do benzeno puro produz fumaça, devido ao
seu alto teor de carbono.
 Altamente insaturado
 Falta-lhe (8) oito electrões para adquirir a
configuração estável dos alcanos.

28. Em condições de temperatura e pressão normal (CNTP), o
benzeno caracteriza-se por apresentar as seguintes propriedades
químicas:
 Resistente ao ataque dos ácidos e hidróxidos
 Dificuldades param as reacções de adição
 Resistência à oxidação e a redução
 Elevada densidade electrónica no núcleo, que facilita
as reacções de substituição ao reagir com os reactivos
electrofilicos.
Propriedades químicas do Benzeno

29. 1ª Reacção de substituição electrofilicas do benzeno:
a. Com halogénios produzindo o cloro-benzeno:
C6H6 + Cl2(g) →(Fe/frio-escuro)→ C6H5Cl + HCl(g)
cloro-benzeno
Reacções químicas do Benzeno

30. b. Com mistura sulfo-nítrica
(nitração) produzindo o nitro-
benzeno:
C6H6 + HNO3(aq) →(H2SO4(conc))/cat→ C6H5NO2 + H2O
nitro-benzeno

31. c. Reacção de alquilação produzindo o
alquil-benzeno:
C6H6 + H3C-Cl →(AlCl3)/cat→ C6H5-CH3 + HCl(g)
Cloro metano metil-benzeno

32. d. Reacção de sulfonação produzindo o ácido
benzenossulfónico:
C6H6 + H2SO4/SO3 → C6H5-SO3H + H2O
ácido
benzeno-sulfônico

33. a. Adição de hidrogénio formando o ciclohexano
C6H6 + 3H2(g) →(Ni(s)/calor)→ C6H12
ciclohexano
2ª Reacção de adição no anel benzénico
A reacção de adição no benzeno ocorre em
condições enérgicas e em presença de catalisadores:

34. b. Adição de cloro formando o
hexacloro-ciclohexano (666)
C6H6 + 3Cl2(g) →(luz ultra-violeta/calor)→ C6H6Cl6
hexacloro-ciclohexano

35.  Usado na produção de álcool anidro (como
azeótropo),
 produção de detergentes, solventes
 produção de várias substâncias químicas, tais como
anilina e fenol.
 Já foi usado como combustível automotivo, na
europa, misturado à gasolina.
Aplicações do Benzeno :

36.  Intoxicação aguda produz irritação de brônquios e
laringe, tosse, rouquidão e edema pulmonar.
 Concentrações maiores de benzeno, na intoxicação
aguda, podem provocar arritmias ventriculares,
paralisia e inconsciência.
 O benzeno é depressor do SNC, causando fadiga,
dores de cabeça, tontura, convulsão, coma e morte,
dependendo da concentração;
Risco Toxicológico:

37.  Na forma de líquido o benzeno é absorvido pela pele,
provocando dermatite de contacto.
 Por ser um forte solvente, provoca bolhas na pele, devido à
dissolução de gorduras.
 A intoxicação crónica pode provocar anemia aplástica (a
medula óssea produz em quantidade insuficiente glóbulos
vermelhos, glóbulos brancos e plaquetas existentes no
sangue) e leucemia aguda.

38.  O benzeno é comprovadamente carcinogénico para o ser
humano.
 A intoxicação crónica por benzeno tem efeitos
hepatotóxicos.
 Os seguintes sintomas podem ser indicativos de
benzenismo: astenia, infecções repetidas ou oportunistas,
hemorragias e distúrbios neuro-comportamentais (cefaleia,
tontura, fadiga).

39. Químico Alemão Friedrich August Kekulé cientista inglês Michael Faraday

40. Fim
 Abril/2015
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