1) O documento discute hidrocarbonetos aromáticos, compostos orgânicos contendo um ou mais anéis benzênicos.
2) Estes compostos podem ser classificados de acordo com o número de anéis benzênicos e incluem exemplos como naftaleno, antraceno e fenantreno.
3) O benzeno é o representante mais simples destes compostos, tendo sua estrutura proposta por Kekulé em 1865 como um anel hexagonal de átomos de carbono.
2. Hidrocarbonetos Aromáticos
São compostos caracterizados por apresentar
uma estrutura ciclica especial, que lhes confere
as chamadas propriedades aromáticas e
apresentam como cadeia principal um ou vários
anéis benzénicos.
3. Os hidrocarbonetos aromáticos, ou os
compostos aromáticos, podem ser
classificados conforme o número de anéis
benzénicos existentes em sua estrutura
em:
A Classificação dos Hidrocarbonetos
Aromáticos
5. a) Hidrocarbonetos Aromáticos Dinucleares
possuem dois anéis benzénicos na molécula
e podem se dispor em:
dinuclear conjugados
dinucleares separados ou isolados.
2º Polinucleares (Dinucleares,
trinucleares,… )
6. O hidrocarboneto com dois núcleos benzénicos, o
naftaleno; usualmente conhecido como naftalina, é
comercializado sob a forma de bolinhas que sofrem
sublimação, isto é; passa directamente do sólido para
vapor, é usado no combate às traças e baratas nos
guarda-roupas.
Exemplo:
Naftaleno
9. O hidrocarboneto antraceno possui três anéis
benzénicos condensados, é um derivado directo do
petróleo e do alcatrão de carvão, cuja fórmula química
é C14H10.
Exemplo:
Antraceno
10. O Fenantreno isómero do antraceno, de fórmula química com
três anéis benzénicos condensados, é um derivado do alcatrão
de carvão. É um pó branco insolúvel em água e solúvel em
álcool etílico, hexano, tolueno, ácido acético, benzeno. Para
saúde humana é carcinogénico, no entanto, tem o seu uso na
síntese de corantes, de drogas e de explosivos
Fenantreno
12. Possuem vários anéis benzénicos que podem
estar condensados ou isolados.
Exemplos de polinucleares:
o benzopireno, que possui a estrutura molecular com cinco
anéis benzénicos, ou a grafite usado na fabricação dos lápis
que pode ser representado por inúmeros
Benzopireno
c) Hidrocarbonetos Aromáticos
Polinucleares
13. O benzopireno é um hidrocarboneto policíclico aromático
causador do câncer,
está presente na fuligem de chaminés,
é encontrada em grandes quantidades na fumaça de
cigarro,
ou ainda podemos afirmar que essa substância pode ser
produzida em qualquer tipo de fumaça, de combustível a
base de carbono.
Recentemente pesquisas demonstraram que as queimadas
de canaviais liberam para a atmosfera mais de um tipo
dessas substâncias,
os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos denominados
com a sigla PAHs, tais como, por exemplo; o Fenantreno,
fluorantreno e o benzopireno. Experiências laboratoriais
comprovaram que quando esfregada na pele de ratos, borra
de chaminés que contém a substância, o benzopireno
causou câncer.
15. Sinónimos: benzol, ciclo-hexatrieno, bicarbureto de
hidrogénio, nafta mineral.
O benzeno é o representante dos hidrocarbonetos
aromáticos, possui uma estrutura cíclica especial que
lhe confere propriedades especiais, como
“aromaticidade”.
Os compostos agrupados sobre esta denominação
“aromáticos”, possuem um odor agradável.
ESTUDO DO BENZENO
16. O benzeno foi descoberto e isolado
por primeira vez em 1825 pelo
cientista inglês Michael Faraday no
gás de iluminação usado em Londres
na época.
17. Em 1834, o químico Edilhardt
Mitscherlich determinou a fórmula
molecular do benzeno:
C6H6
18. No ano de 1865, depois do sonho, Friedrich
August Kekulé von Stradonitz, mais conhecido
por apenas Kekulé,
propôs a ideia do anel hexagonal,
completada no ano seguinte com a hipótese da
existência de um par de estruturas em equilíbrio,
com a alternância de ligações duplas.
19. Assim, a fórmula estrutural proposta por Kekulé para
o benzeno foi a de que os seis átomos de carbono e
os seis átomos de hidrogénio estariam formando um
anel hexagonal (como a cobra mordendo a própria cauda).
Na sua hipótese original existiam apenas ligações
simples entre os carbonos.
Porém, pouco depois, essa hipótese foi aperfeiçoada com o
acréscimo de um par de estruturas em equilíbrio, com
alternância das ligações duplas.
21. Cada uma das estruturas possíveis desse
composto é chamada de estrutura
ressonante ou canónica, e são modelos, já
que a estrutura real da molécula do
benzeno não pode ser representada.
A verdadeira estrutura do benzeno é Ideal
É um híbrido de resssonância entre as
duas estruturas propostas por Kekulé.
22. Na actualidade a estrutura do Benzeno representa-se
em forma de Orbitais Moleculares.
Cada átomo de carbono está unido por ligações
simples (Ϭ), como hibridação 𝑠𝑝2
.
Resultando uma estrutura molecular plana em forma
de um Hexagono com angulos internos de 120˚.
26. Estado líquido incolor,
Odor característico dos hidrocarbonetos aromáticos.
Quando misturado com tolueno e xileno costuma receber a
denominação comercial de Benzol.
O benzeno é insolúvel em água, mas é miscível com todos os
solventes orgânicos.
O benzeno evapora-se a 5.5° C.
Ponto de ebulição atmosférico: 80.1° C.
Propriedades Físicas do Benzeno
27. Densidade: 0.88 (a 20° C).
Os vapores de benzeno são explosivos.
Na forma líquida o benzeno é altamente inflamável.
A chama do benzeno puro produz fumaça, devido ao
seu alto teor de carbono.
Altamente insaturado
Falta-lhe (8) oito electrões para adquirir a
configuração estável dos alcanos.
28. Em condições de temperatura e pressão normal (CNTP), o
benzeno caracteriza-se por apresentar as seguintes propriedades
químicas:
Resistente ao ataque dos ácidos e hidróxidos
Dificuldades param as reacções de adição
Resistência à oxidação e a redução
Elevada densidade electrónica no núcleo, que facilita
as reacções de substituição ao reagir com os reactivos
electrofilicos.
Propriedades químicas do Benzeno
29. 1ª Reacção de substituição electrofilicas do benzeno:
a. Com halogénios produzindo o cloro-benzeno:
C6H6 + Cl2(g) →(Fe/frio-escuro)→ C6H5Cl + HCl(g)
cloro-benzeno
Reacções químicas do Benzeno
30. b. Com mistura sulfo-nítrica
(nitração) produzindo o nitro-
benzeno:
C6H6 + HNO3(aq) →(H2SO4(conc))/cat→ C6H5NO2 + H2O
nitro-benzeno
31. c. Reacção de alquilação produzindo o
alquil-benzeno:
C6H6 + H3C-Cl →(AlCl3)/cat→ C6H5-CH3 + HCl(g)
Cloro metano metil-benzeno
32. d. Reacção de sulfonação produzindo o ácido
benzenossulfónico:
C6H6 + H2SO4/SO3 → C6H5-SO3H + H2O
ácido
benzeno-sulfônico
33. a. Adição de hidrogénio formando o ciclohexano
C6H6 + 3H2(g) →(Ni(s)/calor)→ C6H12
ciclohexano
2ª Reacção de adição no anel benzénico
A reacção de adição no benzeno ocorre em
condições enérgicas e em presença de catalisadores:
34. b. Adição de cloro formando o
hexacloro-ciclohexano (666)
C6H6 + 3Cl2(g) →(luz ultra-violeta/calor)→ C6H6Cl6
hexacloro-ciclohexano
35. Usado na produção de álcool anidro (como
azeótropo),
produção de detergentes, solventes
produção de várias substâncias químicas, tais como
anilina e fenol.
Já foi usado como combustível automotivo, na
europa, misturado à gasolina.
Aplicações do Benzeno :
36. Intoxicação aguda produz irritação de brônquios e
laringe, tosse, rouquidão e edema pulmonar.
Concentrações maiores de benzeno, na intoxicação
aguda, podem provocar arritmias ventriculares,
paralisia e inconsciência.
O benzeno é depressor do SNC, causando fadiga,
dores de cabeça, tontura, convulsão, coma e morte,
dependendo da concentração;
Risco Toxicológico:
37. Na forma de líquido o benzeno é absorvido pela pele,
provocando dermatite de contacto.
Por ser um forte solvente, provoca bolhas na pele, devido à
dissolução de gorduras.
A intoxicação crónica pode provocar anemia aplástica (a
medula óssea produz em quantidade insuficiente glóbulos
vermelhos, glóbulos brancos e plaquetas existentes no
sangue) e leucemia aguda.
38. O benzeno é comprovadamente carcinogénico para o ser
humano.
A intoxicação crónica por benzeno tem efeitos
hepatotóxicos.
Os seguintes sintomas podem ser indicativos de
benzenismo: astenia, infecções repetidas ou oportunistas,
hemorragias e distúrbios neuro-comportamentais (cefaleia,
tontura, fadiga).