Anualmente são produzidos milhões de toneladas de cloreto de vinila, utilizado na fabricação do poli(cloreto de vinila), polímero de ampla aplicação, conforme discutido. No processo, adiciona-se cloro ao etileno, resultando na formação do 1,2-dicloroetano. Este, ao ser aquecido a 500^{\circ} \mathrm{C}, sofre eliminação de HCl , sendo convertido no cloreto de vinila. Para evitar a perda do HCl , transfere-se esse gás para um recipiente contendo acetileno, que é convertido em mais cloreto de vinila. Escreva as equações das reações descritas acima.
Passo 1
O enunciado pede que escrevamos as equações químicas das reações que ocorrem no processo descrito. Informações dadas pelo enunciado (resumidas):
Adiciona-se cloro ao etileno, formando o 1,2-dicloroetano.
Ao aquecer o 1,2-dicloroetano a 500^\circ\mathrm{C} ocorre eliminação de HCl, formando cloreto de vinila.
O HCl liberado é levado para um recipiente com acetileno, onde converte o acetileno em mais cloreto de vinila.
A tarefa é escrever as equações dessas reações.
Passo 2
Primeira reação: adição de cloro ao etileno para formar 1,2-dicloroetano. Escrevo primeiro as fórmulas moleculares claras: etileno é \mathrm{CH_2=CH_2}, cloro molecular é \mathrm{Cl_2}, e 1,2-dicloroetano pode ser escrito como \mathrm{CH_2Cl-CH_2Cl}. A reação de adição é simples e balanceada assim:
Explicação didática: isso é uma reação de adição em dupla ligação — a ligação \mathrm{C=C} do etileno é quebrada e cada carbono recebe um átomo de cloro. Átomos de cada tipo estão conservados, logo a equação está balanceada.
Passo 3
Breve explicação do mecanismo (de forma prática, sem jargões pesados): quando um halogênio como \mathrm{Cl_2} aproxima-se da dupla ligação, a nuvem eletrônica da dupla polariza a molécula de cloro, levando à formação de um intermediário eletrofílico e, em seguida, à ligação de cada carbono a um átomo de cloro. O resultado é um composto com cloros em carbonos vizinhos (vicinal), o 1,2-dicloroetano.
Passo 4
Segunda reação: aquecimento do 1,2-dicloroetano a 500^\circ\mathrm{C} e eliminação de HCl para formar cloreto de vinila. Escrevo a equação:
Explicação didática: este é um processo de desidrocloração (eliminação de HCl) — um hidrogênio ligado a um dos carbonos adjacentes ao cloro e o átomo de cloro do carbono vizinho são removidos, formando a dupla ligação (\mathrm{C=C}) e liberando \mathrm{HCl}. Na prova, pense: eliminação = perda de pequeno fragmento (aqui HCl) e formação de ligação múltipla.
Passo 5
Terceira reação: uso do HCl liberado para converter acetileno em cloreto de vinila. O acetileno (etino) é \mathrm{HC\equiv CH} (ou \mathrm{C_2H_2}). A adição de uma molécula de HCl ao triplo-ligado resulta em uma alqueno clorado (cloreto de vinila). A reação é:
Explicação didática: trata‑se de uma adição eletrofílica ao triplo vínculo. O próton (\mathrm{H^+}) se adiciona a um carbono do triplo, e o ânion cloreto (\mathrm{Cl^-}) se liga ao outro carbono, dando o produto vinílico. Em prática industrial controla-se condições para parar na mono‑adição e obter \mathrm{CH_2=CHCl}.
Passo 6
Observação útil (para entender por que isso economiza reagente): juntando as três etapas vemos que o HCl produzido na etapa de desidrocloração é aproveitado na etapa com acetileno. Se combinarmos as reações 1, 2 e 3 (isto é, começando com uma molécula de etileno, uma de acetileno e uma de \mathrm{Cl_2}), o balanço global dá:
Isto mostra que a estratégia evita desperdício de HCl e maximiza a produção de cloreto de vinila. Força — você já entendeu a sequência útil que o enunciado descreveu!