A Química no Dia a dia

A química pode ser definida como a ciência que estuda a natureza da matéria, suas propriedades e transformações. Ela está presente em no nosso dia a dia, em todos os materiais que nos cerca, e em todos os seres vivos.

O nosso corpo, por exemplo, é formado por diversas substâncias em constante transformação que possibilitam o ser humano continuar vivo. Sem essas reações não haveria vida. Ao consumirmos alimentos, água, entre outros, o nosso sistema digestivo produz substâncias químicas capazes de transformar esses materiais ingeridos em nutrientes necessários para diversas funções do organismo, como produção de energia, manutenção dos órgãos, tecidos, ossos, etc. Em todas as ações comandadas pelo nosso cérebro, como por exemplo, nossas emoções, o que ocorre é química.

Combustão é uma transformação química (Foto: O Globo)

Uma árvore, quando é exposta à luz do sol, começa o processo da fotossíntese, que é a absorção da energia luminosa e sua transformação em energia, indispensável para a vida das plantas. A fotossíntese é de extrema importância para a manutenção do equilíbrio biológico nos diversos ecossistemas de nosso planeta. Tudo que ocorre durante este processo é química.
A equação da fotossíntese pode ser representada da seguinte maneira:
6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2

A água que é um elemento essencial à vida só torna-se potável através de muitos processos químicos, que tratam a água imprópria para o consumo garantindo o abastecimento à população.

Outros exemplos que provam como a química está presente em nosso cotidiano podem ser citados:
• Nos alimentos: os alimentos naturais precisam dos produtos químicos que fertilizam a terra para sua produção. Os pesticidas também são de grande importância na tarefa de garantir a qualidade dos alimentos, pois sua ação combate as pragas impedindo a disseminação de doenças e destruição das plantações.

Folha em decomposição (Foto: Flickr)

• No vestuário: a maioria das roupas que usamos apresenta fios artificiais (náilon, poliéster) misturados a fibras naturais (algodão, lã).

• Na saúde: o desenvolvimento da indústria farmacêutica e da medicina fortalece a saúde humana, aumentando a expectativa de vida do homem.

• No desenvolvimento econômico e tecnológico: a indústria química transforma elementos presentes na natureza em produtos úteis ao homem. Desde a fabricação de bens como computadores e automóveis até itens como plásticos, vidros, papel e tintas são resultados de transformações químicas.

Muitas substâncias químicas são comuns no nosso dia a dia, por exemplo:
• Acetona (propanona)
• Sal de cozinha (cloreto de sódio)
• Água oxigenada (peróxido de hidrogênio)
• Álcool (etanol)
• Formol (metanal)
• Soda cáustica (hidróxido de sódio)
• Ácido acético (componente do vinagre)

Apesar de todo progresso e bem estar proporcionado pela química, há uma insistente crítica sobre essa ciência, que ainda é responsabilizada por desastres ecológicos e poluição existente no planeta, quando na verdade é a inadequada atividade humana que faz uso da química produzindo efeito nocivo sobre o meio ambiente.

Fonte: educação.globo.com

Nomenclatura das Funções Orgânicas

Funções Orgânicas

    O enorme número de compostos orgânicos existentes nos obriga a agrupá-los em classes semelhantes, denominadas Funções Orgânicas. Função Orgânica é um conjunto de substâncias com propriedades químicas semelhantes (denominadas Propriedades Funcionais).

    Outra tarefa dificílima é dar nomes a milhões de compostos orgânicos. Até o século passado, os nomes eram dados arbitrariamente, apenas lembrando a origem ou alguma característica dos compostos (o Ácido Fórmico, por exemplo, recebeu este nome por ser encontrado em formigas).

    Com o crescimento do número de compostos orgânicos conhecidos a situação foi se complicando de tal modo que, os químicos, reunidos no Congresso Internacional de Genebra (1892), resolveram iniciar uma racionalização na nomenclatura orgânica. Após várias reuniões internacionais, surgiu a denominada Nomenclatura IUPAC (sigla para "Inernational Union of Pure and Applied Chemistry", isto é União Internacional de Química Pura e Aplicada).

    A nomenclatura IUPAC é formada por inúmeras regras, com objetivo de se dar nomes bastante lógicos aos compostos orgânicos, de modo que:

• Cada composto tenha um nome diferente que os distinga de todos os demais;
• Dada a fórmula estrutural de um composto, seja possível elaborar seu nome e vice-versa.

    A nomenclatura oficial da IUPAC leva em consideração o número de Carbonos, os tipos de ligações entre eles e a função a que pertencem às substâncias. Assim, o nome de uma cadeia aberta normal é composta por três partes: umprefixo, que indica o número de átomos presentes na cadeia, um intermediário, que indica o tipo de ligação entre os átomos de Carbono, e um sufixo, que indica a função a que pertence o composto orgânico. Veja a tabela abaixo:

Prefixo	Intermediário	Sufixo
Número de Carbonos	Ligações Entre Carbonos	Função
1 - MET2 - ET3 - PROP4 - BUT5 - PENT6 - HEX7 - HEPT8 - OCT9 - NON10 - DEC11 - UNDEC...	só ligações simples - AN1 ligação dupla - EN2 ligações duplas - DIEN3 ligações duplas - TRIEN ...1 ligação tripla - IN2 ligações triplas - DIIN3 ligações triplas - TRIIN1 dupla e 1 tripla ligação - ENIN	Varia de acordo com a função

Hidrocarbonetos

    Hidrocarbonetos são compostos orgânicos formados exclusivamente por átomos de Carbono e Hidrogênio. Eles se subdividem em várias subclasses, das quais as mais importantes são alcanos, alcenos, alcinos, ciclanos (ou cicloalcanos) e aromáticos.

Alcanos ou Parafinas

    Alcanos ou Parafinas são Hidrocarbonetos acíclicos e saturados. Sua nomenclatura é dada utilizando o intermediárioAN e o sufixo O, ou seja, os nomes dos alcanos possuem prefixo de numeração e ANO no final. Veja os exemplos:

1 Carbono + ANOMetano	2 Carbonos + ANOEtano	3 Carbonos + ANOPropano	4 Carbonos + ANOButano

    As fórmulas moleculares de todos os alcanos se encaixam na FÓRMULA GERAL CnH2n+2,onde n é um número inteiro. Assim, por exemplo, no Octano temos n = 8 átomos de Carbono e, conseqüentemente, 2n + 2 = 2  8 + 2 = 18 átomos de Hidrogênio, e fórmula molecular C8H18.

Alcenos, Alquenos ou Olefinas

    Alcenos são Hidrocarbonetos acíclicos contendo ligações duplas. Sua nomenclatura é dada utilizando o intermediário EN e o sufixo O e possuem fórmula geral CnH2n, onde n é um número inteiro. Veja os exemplos abaixo:

2 Carbonos + ENOEteno	3 Carbonos + ENOPropeno
Obs: O Eteno também é chamado de Etileno

    Em casos onde existem mais de uma possibilidade para a posição da dupla ligação, é necessário indicar a sua posição, através de uma numeração. O Carbono 1 é sempre o Carbono da extremidade mais próxima da dupla ligação na cadeia, fazendo com que sejam usados os menores números possíveis. Veja os exemplos abaixo:

Ligação dupla no Carbono 1 + 5 Carbonos + ENO1-Penteno	Ligação dupla no Carbono 2 + 6 Carbonos + ENO2-Hexeno

   Há também um outro tipo de Alcenos, os Alcadienos ou Dienos. Eles são caracterizados pela presença de duas ligações duplas em sua estrutura. Sua nomenclatura é igual ao dos Alcenos, porém utiliza antes do intermediário EN o prefixo DI, para indicar duas ligações duplas. Em sua numeração, deve-se numerar a cadeia de tal forma que as ligações duplas tenham os menores números possíveis. Em Dienos com 3 Carbonos, fica óbvio que não é necessário numerar. 

Ligação dupla no Carbono 1 + Ligação dupla no Carbono 2 + 4 Carbonos + DIENO1,2-Butadieno	Ligação dupla no Carbono 1 + Ligação dupla no Carbono 3 + 5 Carbonos + DIENO1,3-Pentadieno

    Vale a pena acrescentar que também podem existir os Trienos, Tetraenos, etc.

Alcinos ou Alquinos

    São Hidrocarbonetos Alifáticos Insaturados contendo triplas ligações. Possuem nomenclatura igual a dos alcenos, porém o seu intermediário é IN. Possuem fórmula geral CnH2n-2. Os Alcinos podem ser classificados em dois grupos:Verdadeiros e Falsos. Os Alcinos Verdadeiros possuem um átomo de Hidrogênio ligado a um dos Carbonos contendo a tripla ligação. Os Alcinos Falsos não possuem Hidrogênio ligado ao átomo de Carbono com a tripla ligação. Veja os exemplos:

2 Carbonos + INOEtino	Ligação tripla no Carbono 2 + 5 Carbonos + INO2-Pentino	Ligação tripla no Carbono 1 + 4 Carbonos + INO1-Butino
Obs: O Etino também é chamado de Acetileno.

Nomenclatura de Hidrocarbonetos Ramificados

    Os Hidrocarbonetos são considerados ramificados quando apresentam em sua estrutura um Carbono que seja Terciário ou Quaternário. Suas regras de nomenclatura envolvem conhecimento de numeração e nomes de radicais e, para melhorar o aprendizado, estão divididas em Nomenclatura de Hidrocarbonetos de Cadeia Aberta, Cíclicos e Aromáticos.

Hidrocarbonetos de Cadeia Aberta

    Está dividida em Hidrocarbonetos Saturados e Insaturados. Para dar nomes a estas estruturas, é necessário destacar a cadeia principal e os radicais, dando seus nomes e indicando através de numeração (sempre os menores números possíveis) a posição dos radicais. O que muda entre os Hidrocarbonetos Saturados e Insaturados é o meio de se achar a cadeia principal. Acompanhe os dois casos:

Hidrocarbonetos Saturados

    Nos Hidrocarbonetos Saturados, isto é, naqueles que só apresentam ligações simples em sua estrutura, a cadeia principal é a seqüência que possui o maior número de Carbonos. Em casos de duas cadeias principais com o mesmo número de Carbonos, a cadeia principal é a mais ramificada. O Carbono 1 é aquele que faz com que a estrutura tenha os menores números para indicar a  posição dos radicais. Quando a estrutura tiver dois ou mais radicais igual, colocamos apenas uma vez o nome deste radical antecedido do prefixo di, tri, tetra, etc de acordo com a sua quantidade e colocamos as suas respectivas posições. Acompanhe os exemplos abaixo:

Radical:Metil (Carbono 2)	Cadeia Principal:Propano	Radicais:Metil (Carbonos 3 e 4)Etil (Carbono 5)Isopropil (Carbono 5)	Cadeia Principal:Octano
Metil-Propano(não é necessário numerar pois não há outra posição para o radical)Este composto também é chamado de Isobutano	5-Etil-3,4-Dimetil-5-Isopropil-Octano(Note que neste caso a cadeia principal não foi uma seqüência representada numa linha reta)

 Ordem Alfabética

    Normalmente, na nomenclatura dos compostos ramificados, os radicais aparecem escritos pela ordem de complexidade (do menor para o maior). Esta é a regra mais utilizada no Brasil. A IUPAC, porém, aboliu esta regra em 1979. É recomendado que, ao nomear um composto qualquer ramificado, o nome dos radicais deve ser organizado em ordem alfabética (ignorando os prefixos iso, sec, terc, di, tri, etc).

Hidrocarbonetos Insaturados

    Os hidrocarbonetos insaturados são aqueles que contêm pelo menos uma ligação dupla ou tripla em sua cadeia. Nestes casos, a cadeia principal é a maior seqüência que contiver a ligação dupla ou tripla e o Carbono 1 será o Carbono mais próximo da insaturação. Acompanhe dois exemplos:

Radicais:Metil (Carbonos 4,5 e 5)Isopropil (Carbono 3)	Cadeia Principal:Hepteno	Ligação Dupla:Carbono 2	Radicais:Metil (Carbono 4)Etil (Carbono 3)	Cadeia Principal:Hexino	Ligação Tripla:Carbono 1
3-terc-butil-4,5,5-Trimetil-2-Hepteno	3-Etil-4-Metil-1-Hexino

Hidrocarbonetos de Cadeia Fechada

    Os ciclos seguem uma regra de numeração parecida com os compostos de cadeia aberta. A intenção é sempre utilizar os menores números possíveis. A cadeia principal é sempre o ciclo e a nomenclatura está dividida para os Ciclos Saturados e Insaturados.

Ciclos Saturados

   Nos ciclos saturados contendo apenas um radical, não é necessário numerar. Naqueles que tiverem mais de um radical, o Carbono 1 é aquele que faz com que a estrutura tenha os menores números possíveis, sendo colocado preferencialmente sobre o menor radical. A numeração pode girar em sentido horário ou anti-horário. Acompanhe os exemplos:

Radicais:Metil (Carbono 1)Etil (Carbono 2)	Cadeia Principal:Ciclohexano	Radicais:Metil (Carbonos 1 e 3)Terciobutil (Carbono 2)	Cadeia Principal:Ciclopentano
2-Etil-1-Metil-Ciclohexano	2-Terc-butil-1,3-Dimetil-Ciclopentano

Ciclos Insaturados

    Nos Ciclos Insaturados Ramificados, a numeração deve começar sempre por um dos Carbonos da insaturação, de modo que ela fique entre os Carbonos 1 e 2. A numeração deve continuar ao longo do anel, de forma a se obterem os menores números possíveis para os radicais. No caso dos insaturados, não é necessário indicar a posição da insaturação, mas deve-se indicar a posição dos radicais, mesmo quando o Ciclo só tiver uma ramificação.

Radical:Metil (Carbono 3)	Ciclo:Ciclopenteno	Radicais:Metil (Carbonos 1 e 3)Etil (Carbono 6)	Ciclo:Ciclohexeno
3-Metil-Ciclopenteno	6-Etil-1,3-Dimetil-Ciclohexeno

Hidrocarbonetos Aromáticos

    Os Hidrocarbonetos Aromáticos Ramificados possuem sistemática de nomenclatura bem peculiar. Se forem originários do benzeno, seguem a regra simples dos menores números, com algumas particularidades. Os originários do Naftaleno possuem sistema simples para indicar uma ramificação e numeração fixa para dois radicais. Acompanhe cada tipo de Aromático separadamente:

Hidrocarbonetos Aromáticos Ramificados Originados do Benzeno

   Para ramificados benzênicos temos regras de numeração simples. Para apenas um radical, não é necessário indicar a posição. Para radicais iguais, o Carbono 1 é aquele que faz com que a cadeia tenha os menores números possíveis. Para radicais diferentes, o Carbono 1 é aquele contiver o radical mais simples e a numeração deve seguir de modo a se obterem os menores números possíveis para os outros radicais.    Quando o ramificado benzênico apresentar apenas dois radicais, suas posições podem ser indicadas de outra maneira, utilizando-se prefixos:

Prefixo	Posições dos Radicais
orto- ou o-	1 e 2
meta- ou m-	1 e 3
para- ou p-	1 e 4

    Assim, veja os exemplos abaixo:

Radicais:Metil (Carbono 1)Etil ( Carbono 3)	Ciclo:Benzeno	Radical:Fenil	Ciclo:Benzeno
3-Etil-1-Metil-Benzeno ou Etil-Meta-Metil-Benzeno	Fenil-Benzeno

Hidrocarbonetos Aromáticos Ramificados Originados do Naftaleno

    Os aromáticos do Naftaleno possuem um sistema de nomenclatura parecido com o do Benzeno, mas sua numeração é característica. Os Carbonos são divididos em  e , de acordo com sua posição. O Carbono 1 é sempre um dos Carbonos  e o Carbono 2 deve ser um Carbono , para evitar erros de numeração. Veja quais são os Carbonos  e na molécula de Naftaleno:

    Para dar nome a um aromático com apenas um radical, basta indicar a posição com sua respectiva letra grega. Com dois ou mais é recomendado utilizar a numeração, conforme os exemplos abaixo:

Radicais:Metil (Carbono )	Ciclo:Naftaleno	Radicais:Metil (Carbono 1)Etil (Carbono 3)	Ciclo:Naftaleno
-Metil-Naftaleno	3-Etil-1-Metil-Naftaleno

Hidrocarbonetos Cíclicos

    São Hidrocarbonetos que apresentam cadeias fechadas.

Ciclanos, Cicloalcanos ou Cicloparafinas

    São hidrocarbonetos cíclicos contendo apenas ligações simples. Sua nomenclatura é simples: usamos a terminaçãoANO e colocamos antes do nome o prefixo CICLO, para indicar que a cadeia é cíclica. Acompanhe alguns exemplos:

Ciclo + 3 Carbonos + ANOCiclopropano	Ciclo + 4 Carbonos + ANOCiclobutano	Ciclo + 7 Carbonos + ANOCicloheptano

Ciclenos ou Cicloalcenos

   São hidrocarbonetos cíclicos contendo uma ligação dupla. Sua nomenclatura é igual a dos Alcenos, acrescido do prefixo CICLO antes do nome do composto. Não há necessidade de numerar a posição da dupla ligação. Veja abaixo:

Ciclo + 5 Carbonos + ENOCiclopenteno	Ciclo + 6 Carbonos + ENOCiclohexeno	Ciclo + 4 Carbonos + ENOCiclobuteno     Fonte:www.ebah.com

Funções Orgânicas

Os compostos orgânicos se diferenciam dos inorgânicos por apresentarem átomos de carbonodistribuídos em cadeias e/ou átomos de carbono ligados diretamente a hidrogênio. Assim, o metano (CH₄) é um composto orgânico, mas o ácido carbônico (H₂CO₃) não.

As moléculas orgânicas podem ser sintetizadas por organismos vivos (sendo assim, naturais) ou em laboratório (artificiais). Entretanto, a definição inicial da química orgânica baseava-se na condição de que apenas seres vivos podiam produzi-las: sendo essa teoria derrubada pelo químico Friedrich Wöhler através da síntese artificial de uréia (orgânica) a partir de cianato de amônio (inorgânico).

Os compostos orgânicos podem ser classificados conforme os átomos constituintes, radicais ligantes ou natureza das ligações. Portanto essas características agrupam os compostos por semelhança que formam, assim, as funções orgânicas:

Hidrocarbonetos

São compostos constituídos por, apenas, átomos de carbono e hidrogênio. Sendo essa função composta por uma ampla gama de combustíveis (metano, propano, acetileno).

Hidrocarboneto - Metano

Alcoóis

Os alcoóis são constituídos por radicais de hidrocarbonetos ligados a uma ou mais hidroxilas. Entretanto, nunca podem ser considerados bases de Arrhenius (pois não liberam essa hidroxila em meio aquoso).

Álcool - Etanol

Fenóis

São cadeias aromáticas (hidrocarbonetos) ligados a uma ou mais hidroxilas. Diferindo-se dos alcoóis, portanto, por apresentarem estrutura em anéis rodeados por grupos OH.

Grupo Funcional Fenol

Éteres

São compostos por um átomo de oxigênio entre duas cadeias carbônicas. Sendo estas cadeias também de hidrocarbonetos (radicais alquila ou arila).

Grupo Funcional Éter

Ésteres

São semelhantes aos éteres por possuírem átomos de oxigênio entre as cadeias carbônicas (radicais). Porém, diferem-se destes por possuírem um grupo carbonilo (CO) também entre os carbonos. Assim, a molécula é estruturada por: radical – carbonilo – oxigênio – radical.

Grupo Funcional Éster

Aldeídos

São formados por um radical orgânico (alifático ou aromático) ligado a um ou mais grupos formilo (HCO).

Grupo Funcional Aldeído

Cetonas

São compostas por dois radicais orgânicos (alifáticos ou aromáticos) ligados entre si pelo grupo carbonilo (CO). É a essa função que pertence a acetona comercial (propanona - CH₃COCH₃).

Grupo Funcional Cetona

Ácidos carboxílicos

São radicais alquila, alquenila, arila ou hidrogênio ligados a pelo menos um grupo carboxílico (COOH). E, geralmente, são ácidos fracos (liberam poucos íons H⁺ em meio aquoso).

Grupo funcional do Ácido Carboxílico

Aminas

São compostos nitrogenados onde até três radicais orgânicos (arila ou alquila) se ligam a um átomo de nitrogênio pela substituição de átomos de hidrogênio da molécula de amônia. De modo que um radical liga-se ao -NH₂, dois radicais a -NH e três radicais a -N.

Grupo Funcional Amina

Amidas

São bem parecidas com as aminas, exceto pela presença do grupo carbonilo. Assim, até três radicais acila (RCO) se ligam a um átomo de nitrogênio pela substituição de átomos de hidrogênio doamoníaco. Ou seja, as amidas possíveis são: RCONH₂, (RCO)₂NH, e (RCO)₃N.

Grupo Funcional Amida

Haletos orgânicos

São compostos formados por halogênios (com NOx -1) que substituem átomos de hidrogênio pela reação de halogenação. É nessa função orgânica que se encontram os CFC (clorofluorcarbonetos).

Fonte:http://www.infoescola.com/ 

Teoria da Força Vital Detalhada

No final do século XVIII e início do século XIX, os químicos passaram a se dedicar ao estudo das substâncias presentes em organismos vivos, tentando isolá-las e identifica-las. Com isso, foi possível notar que tais substâncias apresentavam propriedades muito diferentes daquelas obtidas a partir de minerais e, portanto, elas deveriam constituir um grupo especial na área da Química: a Química Orgânica.

No ano de 1807, o químico sueco Jöns Jakob Berzelius lançou a teoria da força vital, também conhecida como Vitalismo, que defendia a ideia de que apenas os seres vivos são capazes de produzir compostos orgânicos, ou seja, tais substâncias não poderiam, de nenhuma maneira, ser produzidas artificialmente. Segundo Berzelius, os compostos orgânicos eram produzidos a partir de uma “força vital” característica dos organismos vivos, o que impossibilitava a síntese dos mesmos.

A teoria da força vital foi logo aceita pelos químicos da época, uma vez que, nenhum composto orgânico havia sido obtido artificialmente até então. Sendo assim, a ideia de Berzelius perdurou por alguns anos, sem sofrer questionamentos (o que estabeleceu uma verdadeira barreira no desenvolvimento da Química Orgânica).

Mas essa história ganhou uma nova configuração no ano de 1828, quando o químico alemão Friedrich Wöhler, discípulo de Berzelius, conseguiu sintetizar em laboratório a ureia, um composto orgânico, a partir do aquecimento do cianato de amônio, um composto inorgânico, como na seguinte reação:

Nos anos subsequentes à síntese de Wöhler (nome pelo qual ficou conhecida a reação), muitos outros compostos orgânicos foram produzidos, como, por exemplo, o metanol, o acetileno, o ácido acético, etc. Dessa forma, caiu por terra a teoria da força vital e a síntese de diversos compostos orgânicos cresceu exponencialmente, o que levou a Química Orgânica a se tornar o campo mais estudado da Química.

Uma vez abandonada a ideia de que os compostos orgânicos derivam somente dos organismos vivos, a Química Orgânica passou a ser definida como o ramo da Química que estuda os compostos decarbono, conceito proposto pelo químico alemão Friedrich August Kekulé, 30 anos após a síntese de Wöhler.

Fonte:http://www.infoescola.com/