Química avançada – mecanismos de reação, titulação e íons complexos

QuímicaQuímica aplicada e experimentalIdades 17–18

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Três tópicos de química avançada num só modelo, escolhidos pelo parâmetro de tópico. A aba de mecanismos de reação anima os caminhos de substituição SN2 e SN1 e a adição eletrofílica a um alceno, junto com um diagrama de energia que mostra a energia de ativação e os intermediários de reação. A aba de titulação ácido–base adiciona NaOH da bureta ao HCl gota a gota, traça a curva de pH e deixa a fenolftaleína rosa no ponto de equivalência; a aba de íons complexos adiciona ligantes a um íon metálico e mostra como mudam o número de coordenação, a geometria e a cor da solução.

Aula: Mecanismos de reação em química orgânica; prática de titulação ácido–base; introdução aos íons complexos

O que mostra

Três tópicos avançados compartilham aqui uma mesma ideia: a transformação química se explica pelo que acontece com as partículas e os pares de elétrons. No tópico de mecanismos, a SN2 é uma única etapa concertada com inversão de configuração, enquanto a SN1 e a adição eletrofílica ao eteno passam por um carbocátion; por isso o perfil de energia tem dois picos e a primeira etapa, lenta, controla a velocidade. A titulação aplica n = c·V à neutralização de um ácido forte por uma base forte, e o tópico de íons complexos relaciona o número de coordenação com a geometria octaédrica, quadrado planar ou tetraédrica e com a cor da solução.

Como usar

Escolha primeiro o Tópico atual. Em mecanismos, troque o Mecanismo de reação e clique em Executar para acompanhar cada etapa enquanto lê o diagrama de energia. Na titulação, ajuste a Concentração de HCl no frasco e a Concentração de NaOH na bureta, arraste para os lados para adicionar NaOH ou clique em Ir ao ponto de equivalência, e acompanhe a curva de pH e a cor do indicador. Em íons complexos, use Trocar complexo para comparar as três geometrias e cores.

Parâmetros que você pode mudar

  • Tópico atual 1. Mecanismos de reações orgânicas, 2. Prática: titulação ácido–base, 3. Íons complexos
  • Mecanismo de reação Substituição SN2 (CH₃Br + OH⁻), Substituição SN1 ((CH₃)₃CBr + OH⁻), Adição eletrofílica (CH₂=CH₂ + HBr)
  • Concentração de HCl no frasco (25,0 mL) 0,02–0,5 M
  • Concentração de NaOH na bureta 0,02–0,5 M
  • Íon complexo estudado [Cu(OH₂)₆]²⁺ – octaédrico, azul-claro, [Cu(NH₃)₄]²⁺ – quadrado planar, azul intenso, [CoCl₄]²⁻ – tetraédrico, azul

Perguntas para explorar

  1. Quantas etapas a SN1 tem em comparação com a SN2, e qual etapa determina a velocidade da reação SN1?
  2. Se você dobrar a concentração de HCl e mantiver a de NaOH, como muda o volume no ponto de equivalência?
  3. Qual é o número de coordenação do cobre em [Cu(NH₃)₄]²⁺ e que geometria ele apresenta?