Dê as equações para a síntese do \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{5} \mathrm{Na}
Passo 1
O enunciado pede: "Dê as equações para a síntese do \mathrm{C_{2}H_{5}Na}".
Informação dada: o alvo que queremos é a espécie química \mathrm{C_{2}H_{5}Na} (etil-sódio, etilátomo ligado ao sódio).
Nada mais foi fornecido — portanto vou apresentar reações práticas e justificadas que permitem obter \mathrm{C_{2}H_{5}Na}, indicar reagentes típicos, competições (reações paralelas) e condições úteis.
Passo 2
Conceito básico e formato da espécie: \mathrm{C_{2}H_{5}Na} pode ser vista formalmente como o sal do ânion etila \mathrm{C_{2}H_{5}^{-}} com o cátion \mathrm{Na^{+}}. Na prática é uma espécie muito reativa, normalmente preparada “in situ” (no frasco, e usada imediatamente) porque é instável ao ar, umidade e tende a reagir formando produtos de acoplamento. Duas rotas práticas e usadas na literatura experimental para obter compostos R–Na são: (A) redução do haleto orgânico por sódio metálico (com auxílio de transportadores eletrônicos, ex.: naftenilato) e (B) troca/transmetalização a partir de um organometálico mais estável (ex.: R–Li) com um sal de sódio apropriado.
Passo 3
Mecanismo qualitativo (sem jargão pesado) da rota A — redução do haleto por sódio:
O sódio metálico pode doar um elétron para o haleto orgânico \mathrm{R-X} (SET, transferência de elétron). Isso gera um radical \mathrm{R\cdot} e o ânion haleto \mathrm{X^-}.
Em presença de excesso de sódio e de um “carreador” de elétrons (ex.: naphthalene que forma o radical aniônico \mathrm{C_{10}H_{8}^{\,-}}), o radical \mathrm{R\cdot} pode se combinar com um átomo de sódio para formar o composto organossódio \mathrm{R-Na}.
Há reação concorrente importante: dois radicais \mathrm{R\cdot} podem se acoplar, formando \mathrm{R-R} (reação de Wurtz), por isso é preciso controlar condições.
Vou escrever a equação simples que se usa para ilustrar essa rota (usando iodeto por ser mais reativo e limpo):
Passo 4
Equação prática 1 (redução direta do haleto com sódio, auxiliada por naftenaleno como transportador de elétrons — procedimento experimental típico):
Explicação da equação: aqui \mathrm{C_{2}H_{5}I} é o iodeto de etila; \mathrm{Na} dá os elétrons necessários; \mathrm{C_{10}H_{8}} (naftenaleno) se complexa ao elétron formando \mathrm{C_{10}H_{8}^{\,-}} e acelera a formação de \mathrm{C_{2}H_{5}Na}. Na prática usa-se solvente aprotico, condições anidro e atmosfera inerte. Observe que uma reação paralela indesejada é:
que corresponde ao acoplamento dos radicais (butano como produto de Wurtz), por isto deve-se controlar concentrações e condições para favorecer \mathrm{C_{2}H_{5}Na}.
Passo 5
Rota B (transmetalização) — ideia e passos:
É comum preparar primeiro o organometálico de lítio (R–Li) por reação do haleto com lítio metálico. Esse R–Li é relativamente fácil de obter e manipular sob condições anidras.
Depois, faz-se uma troca de metais (transmetalização) com uma base de sódio (por exemplo um alcóxido de sódio) para formar R–Na e o correspondente sal/lítio do alcóxido. Vou escrever as duas equações envolvidas.
Explicação: \mathrm{NaOR} é um alcóxido de sódio (por exemplo \mathrm{NaO-tBu}, tert-buto-óxido de sódio). A troca de metais é impulsionada pela relativa estabilidade dos respectivos sais de oxigênio e pela natureza reativa de \mathrm{C_{2}H_{5}Li}. Assim obtemos \mathrm{C_{2}H_{5}Na} por troca simples.
Passo 8
Observações práticas e dicas para prova (como aplicar na hora):
Sempre anote que \mathrm{C_{2}H_{5}Na} é muito reativo, preparado geralmente in situ; mencione isso se a questão pedir condições.
Se a prova pede “equação”, entregue uma das equações escritas acima e, se possível, indique reações concorrentes (Wurtz) para mostrar que você sabe os riscos.
Se precisar justificar por que usar iodeto em vez de brometo, diga que iodetos reagem mais prontamente por serem melhores aceitadores de elétrons (ligações C–I mais fracas), facilitando a rota por SET.