( 3,0 pontos). Na preparação do cloreto de terc-butila (
) foram utilizados
de álcool terc-butílico (
) e
de ácido clorídrico concentrado (
), pede-se:
(a) A equação química que representa a reação.
(b) Qual a massa do produto obtido considerando-se o rendimento de
?
(c) Concluída a reação, o cloreto de terc-butila foi tratado da seguinte forma: com água
com solução de bicarbonato de sódio
com água novamente. Explique esta sequência.
(a) A equação química que representa a reação.
(b) Qual a massa do produto obtido considerando-se o rendimento de
(c) Concluída a reação, o cloreto de terc-butila foi tratado da seguinte forma: com água
Passo 1
O enunciado trata da preparação de cloreto de terc-butila por reação de eliminação/substituição de terc-butanol com ácido clorídrico. O objetivo é: (a) escrever a equação química; (b) calcular a massa de produto obtido sabendo que o rendimento é de 80 %; (c) explicar a sequência de lavagens com água, solução de bicarbonato e água.
Passo 2
A reação balanceada é do tipo SN1, em que o álcool reage com o ácido para formar o haleto e água:
Passo 3
Calcular massa e número de mols de cada reagente e determinar o limitante.
– Massa de terc-butanol:
– Massa de terc-butanol:
Massa molar de terc-butanol
:
Logo,
– Massa de ácido clorídrico (supondo HCl puro para simplificar):
Massa molar de HCl:
Comparando
de terc-butanol com
de HCl, o reagente limitante é o terc-butanol.
Passo 4
Calcular rendimento teórico do produto e depois considerar 80 %.
– Massa molar do cloreto de terc-butila :
– Massa molar do cloreto de terc-butila
Como a estequiometria é 1:1, o número de mols teórico de produto é
.
Com rendimento de 80 %:
Passo 5
Explicação da sequência de lavagens do produto bruto:
– Primeira lavagem com água: remove o excesso de ácido clorídrico e sais solúveis em água.
– Lavagem com solução de bicarbonato de sódio: neutraliza qualquer traço de ácido residual, formando gás e sal solúvel
.
– Lavagem final com água: elimina os sais formados (cloreto de sódio e bicarbonato) e garante que o produto orgânico fique livre de impurezas iônicas.
– Primeira lavagem com água: remove o excesso de ácido clorídrico e sais solúveis em água.
– Lavagem com solução de bicarbonato de sódio: neutraliza qualquer traço de ácido residual, formando gás
– Lavagem final com água: elimina os sais formados (cloreto de sódio e bicarbonato) e garante que o produto orgânico fique livre de impurezas iônicas.
Resposta
(a)
(b)
de cloreto de terc-butila (considerando 80 % de rendimento).
(c) Lava-se primeiro com água para remover ácido livre, depois com bicarbonato de sódio para neutralizar vestígios de ácido (liberando ) e, por fim, com água para eliminar sais e deixar o produto orgânico puro.
(c) Lava-se primeiro com água para remover ácido livre, depois com bicarbonato de sódio para neutralizar vestígios de ácido (liberando