EBMSP 2021/2
A halogenação de hidrocarbonetos insaturados, como o propeno, não necessita de catalisadores e leva à produção de um di-haleto vicinal, a exemplo do 1,2-dicloro-propano, obtido de acordo com a equação química representada. A variação de entalpia dessa reação química pode ser estimada utilizando-se os valores da energia de ligação entre os átomos envolvidos no processo de halogenação e informados na tabela.
A análise dessas informações, associadas aos conhecimentos da Termoquímica, permite afirmar:
A variação de entalpia para a obtenção de 1,0mol de moléculas do 1,2-dicloro-propano é igual a –170kJ.
O processo de ruptura de ligações interatômicas nas substâncias químicas gasosas é exotérmico.
A energia liberada na formação das novas ligações em 1,0mol de moléculas do produto é de 686kJ.
O valor da variação de entalpia para a produção de 1,2.1024moléculas do di-haleto vicinal é maior que +3000kJ.
O aumento da temperatura do ambiente favorece a formação do 1,2-dicloro-propano representada na equação química.
Resolução
Cálculo detalhado da ΔH
Usamos a expressão geral da variação de entalpia por energias de ligação:
\[ \Delta H = \sum E_{\text{ligações rompidas}} - \sum E_{\text{ligações formadas}} \]
1. Identificação das ligações
Reagentes:
- Propeno (H2C = CH – CH3): 1 ligação C=C
- Cloro gasoso: 1 ligação Cl–Cl
Produtos ( H2CCl – CHCl – CH3 ):
- 1 ligação C–C (entre C1 e C2)
- 2 ligações C–Cl (uma em cada carbono que era insaturado)
2. Ligações rompidas
- 1 × C=C = 612 kJ mol−1
- 1 × Cl–Cl = 242 kJ mol−1
Total rompido: 612 + 242 = 854 kJ mol−1
3. Ligações formadas
- 1 × C–C = 348 kJ mol−1
- 2 × C–Cl = 2 × 338 = 676 kJ mol−1
Total formado: 348 + 676 = 1 024 kJ mol−1
4. Variação de entalpia
\[ \Delta H = 854\;\text{kJ} - 1\,024\;\text{kJ} = -170\;\text{kJ mol}^{-1} \]
O sinal negativo indica processo exotérmico. Logo, para 1 mol de 1,2-dicloropropano a ΔH ≈ −170 kJ.
Dicas
Erros Comuns
- Energia de ligação: quantidade de energia necessária para romper 1 mol de ligações num gás. Ruptura → processo endotérmico (+), formação → exotérmico (−).
- ΔH por ligações: soma das energias das ligações rompidas menos a soma das ligações formadas.
- Halogenação de alcenos: quebra da ligação π (C=C) e adição de halogênios formando um di-haleto vicinal.
- Le Châtelier: reações exotérmicas são desfavorecidas pelo aumento de temperatura.
