Explique por que a reação de hidrogenação dos alcenos podem ser consideradas também reação de redução.
Passo 1
O enunciado pede que eu explique por que a reação de hidrogenação de alcenos pode ser considerada também uma reação de redução.
Informações dadas (implícitas no enunciado e que vou usar):
Informações dadas (implícitas no enunciado e que vou usar):
- A reação típica de hidrogenação é do tipo
. - A hidrogenação normalmente é feita com um catalisador (por ex.
, , ) que dissocia em átomos de hidrogênio reativos.
Passo 2
O que significa “redução” no sentido químico que vamos usar aqui.
- Definição operacional: redução é o ganho de elétrons por uma espécie química, ou equivalentemente uma diminuição do número de oxidação (NOX) de um elemento.
- Outra forma prática: em química orgânica, ganhar átomos de hidrogênio (ou perder oxigênio) costuma corresponder a uma redução porque os carbonos passam a ter mais ligações com o hidrogênio (átomos menos eletronegativos), aumentando sua densidade eletrônica efetiva.
Passo 3
Como calcular números de oxidação para carbonos em moléculas orgânicas (regra simplificada que usamos aqui).
- Na atribuição formal de NOX: hidrogênio ligado a não-metais tem
; ligações entre carbonos dividem elétrons igualmente (não alteram NOX relativo). - Exemplo concreto:
(eteno) e (etano). Para vale:
Logo
Para
:
Logo
Passo 4
Interpretação numérica da mudança de NOX.
- Cada carbono em
tem NOX e, após hidrogenação, passa a em . - A queda do NOX de
para significa que o carbono ganhou carga eletrônica efetiva (ganho de elétrons): isso é exatamente a definição de redução. - Conclusão: a hidrogenação reduz o NOX dos carbonos — portanto é uma reação de redução.
Passo 5
Como o
participa como agente redutor (o que é oxidado e o que é reduzido).
- O
fornece hidrogênios que se ligam aos carbonos; formalmente o perde elétrons (é oxidado) enquanto o alceno ganha elétrons (é reduzido). Uma forma simples de escrever as meia-reações é:
- Na prática, o catalisador metálico dissocia
em átomos de hidrogênio adsorvidos e facilita a transferência de átomos (ou + efetivo) para a dupla ligação — mecanisticamente isso explica como os elétrons são re-distribuídos.
Passo 6
Visão intuitiva e geral que ajuda na prova / exercício.
- Regra prática curta: “adição de
a uma insaturação (C=C) = redução do carbono”. Sempre que um composto orgânico ganha hidrogênios sem ganhar oxigênio, em geral ele foi reduzido. - Observação: números de oxidação em compostos orgânicos são uma ferramenta formal útil para classificar oxidações/reduções, mesmo que sejam uma aproximação; para fins de identificação de reações redox (como hidrogenação) eles funcionam muito bem.
Passo 7
Resumo motivacional final (rápido):
- Pense assim na hora da prova: se o carbono ganha H, provavelmente foi reduzido; se perde H ou ganha O, provavelmente foi oxidado. Isso é um macete seguro para identificar hidrogenações como reações de redução.
Resposta
Porque na hidrogenação a dupla ligação
recebe
, cada carbono passa a ter mais ligações C–H e o número de oxidação do carbono diminui (por exemplo,
em
vai de
para
em
), ou seja, os carbonos ganham elétrons — definição de redução; o
atua como agente redutor (é oxidado) com auxílio do catalisador.