1. Dê a equação da tricloração do benzeno na presença de luz ultravioleta intensa.

Passo 1

O enunciado pede: “Dê a equação da tricloração do benzeno na presença de luz ultravioleta intensa.”
Informações que temos (explicitadas):
  • Reagente inicial: \mathrm{C_6H_6} (benzeno).
  • Reagente clorante: \mathrm{Cl_2} (cloro molecular).
  • Condição: luz ultravioleta intensa (indica processo fotoquímico, radicalar).
  • Produto pedido: “tricloração” — isto é, substituição de três átomos de hidrogênio por três átomos de cloro no anel aromático, formando um composto com fórmula geral \mathrm{C_6H_3Cl_3}.
  • Quando um hidrogênio do benzeno é substituído por cloro forma-se ácido clorídrico \mathrm{HCl} como subproduto.

Passo 2

O que significa “tricloração” em termos de contagem de átomos?
  • Partimos de \mathrm{C_6H_6}: seis átomos de hidrogênio no benzeno.
  • Tricloração troca três desses hidrogênios por três átomos de cloro, gerando uma molécula com três cloros e três hidrogênios restantes: \mathrm{C_6H_3Cl_3}.
  • Cada substituição H → Cl gera uma molécula de \mathrm{HCl} (um H do benzeno se combina com um átomo de Cl).
    Logo, esperamos como subprodutos \mathrm{3\,HCl}.

Passo 3

Agora vamos pensar na fonte do cloro. O cloro molecular vem como \mathrm{Cl_2}. Cada molécula de \mathrm{Cl_2} tem dois átomos de Cl. Precisamos no total de quantos átomos de Cl para obter o produto e os subprodutos?
  • No produto \mathrm{C_6H_3Cl_3} 3 átomos de Cl.
  • Em \mathrm{3\,HCl} há mais 3 átomos de Cl.
    Total de átomos de Cl no lado dos produtos = 3 + 3 = 6. Para fornecer 6 átomos de Cl precisamos de 3 moléculas de \mathrm{Cl_2} (pois 3\cdot 2 = 6).
    Portanto, o coeficiente estequiométrico para \mathrm{Cl_2} será 3.

Passo 4

Balanceando hidrogênio e carbono:
  • Carbono: \mathrm{C_6} aparece só no benzeno e no produto \mathrm{C_6H_3Cl_3}, ambos com 6 carbonos — OK.
  • Hidrogênio: Lado reagente \mathrm{C_6H_6} tem 6 H. Produtos: \mathrm{C_6H_3Cl_3} tem 3 H e \mathrm{3\,HCl} tem 3 H; total 3+3=6 H — também balanceado.
    Assim a equação com inteiros fica coerente.

Passo 5

Comentário sobre mecanismo (didático e simples):
  • A presença de luz ultravioleta promove a homólise de \mathrm{Cl_2} formando dois radicais \mathrm{Cl\cdot}.
  • Esses radicais podem abstrair átomos de hidrogênio do anel, gerando radicais arílicos que, ao se recombinar com outro radical \mathrm{Cl\cdot}, formam o anel clorado. Repetindo o processo obtém-se substituições múltiplas (policlorinação).
  • Obs.: esse processo fotoquímico é energético e pode levar a múltiplas clorações (mono-, di-, tri-, até policlorações maiores). No exame você só precisa saber a equação estequiométrica que relaciona reagentes e produtos.

Passo 6

Escrevendo a equação química balanceada final (produto genérico para a tricloração, sem especificar isômero):
\mathrm{C_6H_6 + 3Cl_2 \xrightarrow{hv} C_6H_3Cl_3 + 3HCl}

Resposta

\mathrm{C_6H_6 + 3Cl_2 \xrightarrow{hv} C_6H_3Cl_3 + 3HCl}

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