Explique os resultados para o tubo no qual \mathrm{HCl} 1 \mathrm{t} 0 \mathrm{~mol} / \mathrm{L} foi adicionado ao valerato de etila. Escreva uma equação para isso. Agora, descreva o que aconteceu quando \mathrm{HCl} 6,0 \mathrm{~mol} / \mathrm{L} foi acrescentado a esse mesmo tubo e explique.
Passo 1
O enunciado pede para entender o comportamento do valerato de etila em meio ácido, primeiro com concentração de \mathrm{HCl} igual a 1,0\\ \mathrm{mol/L} e depois com 6,0\\ \mathrm{mol/L}. O conteúdo de química é a hidrólise ácida de ésteres, que envolve equilíbrio e catálise por prótons.
Passo 2
A equação global (simplificada) da hidrólise ácida do valerato de etila é:
Aqui o ácido forte \mathrm{HCl} protona o oxigênio carbonílico do éster, tornando-o mais eletrofílico e permitindo o ataque de água.
Passo 3
Com \mathrm{HCl} a 1,0\\ \mathrm{mol/L}, o meio é relativamente fraco para promover hidrólise rápida em temperatura ambiente. A protonação do éster ocorre, mas a reação é lenta e o equilíbrio fica deslocado para o éster. Na prática não se observa mudança de fase nem odor característico do ácido valeriano ou do etanol: o éster permanece praticamente intacto.
Passo 4
Ao usar \mathrm{HCl} a 6,0\\ \mathrm{mol/L} a concentração de prótons aumenta muito, protonando eficientemente o carbonila e acelerando a hidrólise. O equilíbrio se desloca para a direita e formam-se ácido valérico \mathrm{C_{4}H_{9}COOH} e etanol. Você nota mudança de odor (cheiro mais forte e azedo do ácido) e, se houver água livre suficiente, pode até haver leve separação de fases ou turvação tão logo a reação comece a ocorrer.
Resposta
Com \mathrm{HCl} 1,0\\ \mathrm{mol/L}: não há hidrólise significativa, o valerato de etila permanece estável.
Com \mathrm{HCl} 6,0\\ \mathrm{mol/L}: a hidrólise ácida ocorre de forma visível, gerando ácido valérico e etanol.