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O etanol, ou álcool etílico, é um composto orgânico incolor, volátil e inflamável, amplamente utilizado como biocombustível renovável, produzido no Brasil principalmente a partir da cana-de-açúcar ou milho. Como combustível, reduz emissões em até
e melhora o desempenho dos motores flex. Sobre tal molécula, equacione cada uma das reações solicitadas.
(E) Oxidação enérgica com íon dicromato
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O etanol, ou álcool etílico, é um composto orgânico incolor, volátil e inflamável, amplamente utilizado como biocombustível renovável, produzido no Brasil principalmente a partir da cana-de-açúcar ou milho. Como combustível, reduz emissões em até
(E) Oxidação enérgica com íon dicromato
Passo 1
O enunciado pede que se escreva (equacione) a reação de oxidação enérgica do etanol com íon dicromato em meio ácido (ou seja, reagente oxidante: dicromato/
).
Informações dadas e objetivo claros:
Informações dadas e objetivo claros:
- Reagente orgânico:
(etanol). - Oxidante:
. - Pedir para equacionar a oxidação enérgica (ou seja: oxidação completa de álcool primário até ácido carboxílico).
A tarefa é escrever a equação química balanceada que representa essa transformação e o destino do íon dicromato em meio ácido.
Passo 2
Conceitos e estratégia (aulas rápidas, sem pular passos):
- Um álcool primário como
sofre oxidação enérgica em duas etapas: primeiro forma um aldeído ( ), e com oxidação adicional forma o ácido carboxílico correspondente ( ). Em meio fortemente oxidante e ácido, o produto final é o ácido etanoico ( ). - O íon dicromato
em meio ácido é reduzido a . A meia-reação de redução conhecida é:
- Para balancear uma reação redox em meio ácido usa-se o método das semi-reações: escrever a semi-reação de oxidação do etanol, escrever a semi-reação de redução do dicromato, igualar o número de elétrons trocados, somar e cancelar elétrons e espécies que se repetem. Vou aplicar isso passo a passo.
Passo 3
Escrever e balancear a meia-reação de oxidação (etanol
ácido etanoico). Partimos de:
Balanceamento em meio ácido: adicionar
,
e elétrons para ajustar O, H e carga. Uma forma balanceada da meia-reação de oxidação é:
Verificação rápida desta meia-reação:
- Carbono: 2 de cada lado (está ok).
- Oxigênio: esquerda
, direita (ok). - Hidrogênio: esquerda
, direita (ok). - Carga: esquerda 0, direita
(de ) mais (dos elétrons) = 0 (ok).
Passo 4
Escrever a meia-reação de redução do dicromato (já conhecida e balanceada em meio ácido):
Verificação rápida:
- Cromo: 2 de cada lado.
- Oxigênio: 7 à esquerda, 7 em 7,
à direita. - Hidrogênio: 14 à esquerda, 14 (em 7,
) à direita. - Carga: esquerda
mais dos elétrons = antes de incluir elétrons; na equação completa com elétrons, a carga balanceia com a direita .
Passo 5
Igualar o número de elétrons entre as duas meia-reações:
- Meia-reação de oxidação libera
. - Meia-reação de redução consome
.
Mínimo múltiplo comum dee é . Multiplicar a meia-reação de oxidação por (3×4 = 12 elétrons) e a de redução por (2×6 = 12 elétrons).
Multiplicando:
Oxidação ×3:
Oxidação ×3:
Redução ×2:
Somando as duas equações e cancelando
dos dois lados:
Lado esquerdo combinado:
Lado esquerdo combinado:
Lado direito combinado:
Agora cancelar e simplificar espécies iguais em ambos os lados (subtrair
de ambos os lados e reduzir águas):
-
permanecem no lado esquerdo. -
permanecem no lado direito.
Resultado final balanceado:
Passo 6
Verificação final (contagem de átomos e cargas) para garantir que está tudo correto:
- Carbono:
à esquerda e à direita. - Hidrogênio: esquerda: etanol
mais total . Direita: ácido mais água total . - Oxigênio: esquerda: etanol
mais dicromato total . Direita: ácido mais água total . - Carga: esquerda: dicromato
mais → total . Direita: . Balanço de carga confere.