16. Mostre as etapas de iniciação, propagação e terminação para a monocloração do etano.

Passo 1

O enunciado pede o mecanismo em cadeia para a monocloração do etano, com as três etapas clássicas: iniciação, propagação e terminação. O conteúdo aqui é química orgânica (mecanismo radicalar), e vamos precisar escrever reações de homólise e abstração radicalar usando notação de radicais.

Passo 2

Iniciação: é a etapa que gera radicais livres a partir da cloro. Sob ação de luz (ℎν) ou calor, ocorre a homólise da ligação Cl–Cl, formando dois radicais cloro.
\mathrm{Cl_{2}} \xrightarrow{h\nu} 2\,\mathrm{Cl}\cdot

Passo 3

Propagação: são as etapas que se repetem consumindo reagentes e regenerando o radical cloro.
Primeiro, o radical cloro abstrai um átomo de hidrogênio do etano, formando ácido clorídrico e o radical etila:
\mathrm{Cl}\cdot + \mathrm{CH_{3}CH_{3}} \;\longrightarrow\; \mathrm{HCl} + \mathrm{CH_{3}CH_{2}}\cdot
Em seguida, o radical etila reage com outra molécula de cloro, gerando o produto desejado e regenerando o radical Cl:
\mathrm{CH_{3}CH_{2}}\cdot + \mathrm{Cl_{2}} \;\longrightarrow\; \mathrm{CH_{3}CH_{2}Cl} + \mathrm{Cl}\cdot

Passo 4

Terminação: é a etapa em que dois radicais se combinam, interrompendo as cadeias. Exemplos típicos são:
2\,\mathrm{Cl}\cdot \;\longrightarrow\; \mathrm{Cl_{2}}
\mathrm{Cl}\cdot + \mathrm{CH_{3}CH_{2}}\cdot \;\longrightarrow\; \mathrm{CH_{3}CH_{2}Cl}
2\,\mathrm{CH_{3}CH_{2}}\cdot \;\longrightarrow\; \mathrm{C_{4}H_{10}}

Resposta

Iniciação
\mathrm{Cl_{2}} \xrightarrow{h\nu} 2\,\mathrm{Cl}\cdot
Propagação
\mathrm{Cl}\cdot + \mathrm{CH_{3}CH_{3}} \to \mathrm{HCl} + \mathrm{CH_{3}CH_{2}}\cdot
\mathrm{CH_{3}CH_{2}}\cdot + \mathrm{Cl_{2}} \to \mathrm{CH_{3}CH_{2}Cl} + \mathrm{Cl}\cdot
Terminação
2\,\mathrm{Cl}\cdot \to \mathrm{Cl_{2}}
\mathrm{Cl}\cdot + \mathrm{CH_{3}CH_{2}}\cdot \to \mathrm{CH_{3}CH_{2}Cl}
2\,\mathrm{CH_{3}CH_{2}}\cdot \to \mathrm{C_{4}H_{10}}

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