As reações de eliminação são muito comuns na química orgânica, e podem ocorrer por meio de diferentes mecanismos. Vamos considerar nessa questão os três mais comuns: E1, E2 e E1cB. Com base nisso, responda:
Sabemos que E1 é definida como eliminação de primeira ordem e E2 como de segunda ordem. Explique.
Sabemos que E1 é definida como eliminação de primeira ordem e E2 como de segunda ordem. Explique.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre reações de eliminação na química orgânica, especificamente os mecanismos E1 e E2. A gente precisa entender por que a E1 é considerada de primeira ordem e a E2 de segunda ordem. Para isso, vamos precisar conhecer um pouco sobre como esses mecanismos funcionam e como calcular a ordem de uma reação.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é a ordem de uma reação. A ordem diz como a velocidade da reação depende das concentrações dos reagentes. Se a velocidade depende só de um reagente, dizemos que é de primeira ordem. Se depende de dois reagentes, é de segunda ordem, e assim por diante.
Passo 3
Agora, vamos falar sobre a reação E1. O “E” significa eliminação e o “1” indica a ordem da reação. No caso da E1, a reação acontece em duas etapas:
- Passo lento: O composto perde um grupo de saída e forma um íon carbocátion.
- Passo rápido: Um base remove um próton próximo, formando a ligação dupla.
Como a etapa lenta envolve apenas um reagente (o composto que está eliminando o grupo), a velocidade da reação depende somente da concentração desse reagente. Por isso, é de primeira ordem.
Passo 4
Já na reação E2, o “2” indica que é de segunda ordem. Esse mecanismo acontece em uma única etapa:
- A base remove um próton enquanto o grupo de saída é eliminado ao mesmo tempo, tudo acontecendo de forma concertada.
Aqui, a velocidade da reação depende tanto da concentração do composto quanto da base que está removendo o próton. Por isso, é de segunda ordem, já que envolve dois reagentes reagindo juntos.
Passo 5
Resumindo:
- E1: Ocorre em duas etapas, a velocidade depende só do reagente que forma o carbocátion. Portanto, é de primeira ordem.
- E2: Ocorre em uma única etapa, a velocidade depende tanto do reagente quanto da base. Portanto, é de segunda ordem.
Resposta
A reação E1 é de primeira ordem porque sua velocidade depende apenas da concentração do reagente que forma o carbocátion na etapa lenta. Já a E2 é de segunda ordem porque sua velocidade depende simultaneamente das concentrações do reagente e da base que remove o próton na etapa única e concertada da reação.