13- Na reação do etano
com bromo
em presença de luz há formação de pequena proporção de bromo-metano (
). Proponha um mecanismo que explique a formação deste composto. Por que se forma somente um pouco deste produto?
Passo 1
Beleza, então o enunciado diz: na reação do etano (H₃C–CH₃) com bromo (Br₂) sob luz, além de bromoetano, aparece um tiquinho de bromometano (H₃C–Br). A questão pede um mecanismo que mostre como esse CH₃Br surge e por que só aparece em pequena quantidade.
Conteúdo: halogenação radicalar de alcanos + fragmentação de radicais. Vamos precisar lembrar:
Conteúdo: halogenação radicalar de alcanos + fragmentação de radicais. Vamos precisar lembrar:
- Como o Br₂ se quebra em radicais com luz.
- Como esses radicais atacam o etano gerando radical etila (C₂H₅·).
- Que esse radical pode fragmentar em dois radicais metila (CH₃·).
- Esses CH₃· reagem com Br₂ formando CH₃Br.
Passo 2
Iniciação – geração dos radicais de bromo
Quando você ilumina Br₂, ele sofre homólise:
Quando você ilumina Br₂, ele sofre homólise:
Isso gera dois radicais bromos (Br·), cada um com um elétron desemparelhado. Essa é a faísca que dá início à cadeia.
Passo 3
Propagação – extração de H do etano e formação de bromoetano
Um radical Br· “puxa” um H do etano, formando HBr e o radical etila:
Um radical Br· “puxa” um H do etano, formando HBr e o radical etila:
Depois o radical etila reage com outro Br₂, formando bromoetano e regenerando Br·:
Isso mantém a cadeia rolando.
Passo 4
Fragmentação do radical etila em dois radicais metila
Às vezes o radical etila (H₃C–CH₂·) sofre um “rasgo” interno (β-escisão), virando dois radicais metila:
Às vezes o radical etila (H₃C–CH₂·) sofre um “rasgo” interno (β-escisão), virando dois radicais metila:
Essa etapa é endotérmica (precisa de energia extra) porque quebrar ligação C–C dá trabalho. Por isso ela acontece bem de vez em quando, não é o caminho preferido.
Passo 5
Formação do bromometano
Cada CH₃· que surge cai em um Br₂ e forma bromometano (e mais um Br·):
Cada CH₃· que surge cai em um Br₂ e forma bromometano (e mais um Br·):
Passo 6
Por que só sai pouco CH₃Br?
Porque a β-escisão do radical etila é energética demais – a rota normal é o radical etila reagir direto com Br₂ e virar bromoetano. Só uma pequena fração dos radicais etila se quebra em metila, então pouco CH₃Br aparece.
Porque a β-escisão do radical etila é energética demais – a rota normal é o radical etila reagir direto com Br₂ e virar bromoetano. Só uma pequena fração dos radicais etila se quebra em metila, então pouco CH₃Br aparece.
Resposta
O bromometano (CH₃Br) surge via mecanismo radicalar:
- Br₂ → 2 Br· (iniciação)
- Br· + C₂H₆ → HBr + C₂H₅·
- C₂H₅· → 2 CH₃· (fragmentação rara)
- CH₃· + Br₂ → CH₃Br + Br·
A formação de CH₃Br é menor porque a fragmentação do radical etila em dois radicais metila é endotérmica e, portanto, pouco favorável.