Alcanos

1. Definição e Fórmula Geral (CₙH₂ₙ₊₂)

Os alcanos são hidrocarbonetos saturados, ou seja, compostos formados apenas por átomos de C e H ligados exclusivamente por ligações simples.

Sua fórmula geral é CₙH₂ₙ₊₂, onde "n" representa o número de átomos de carbono na cadeia.

Para chegar nela, é só usar o IDH. Se não temos ciclos e nem ligações pi, o IDH é 0. 

Para um alcano $C_XH_Y$, a fórmula do IDH descobriria que: 0 = X - $ \frac{Y}{2} $ + 1 → $ \frac{Y}{2} $ = X + 1 → Y = 2X + 2, logo um alcano é $C_XH_{2X+2}$.

Essa provavelmente é a informação mais importante do capítulo.

Os alcanos, também conhecidos como parafinas, possuem uma baixa reatividade química.

Isso porque as ligações simples entre os carbonos são muito estáveis. 

Essas ligações estáveis tornam esses compostos menos propensos a reações químicas em condições normais, já que uma molécula sempre busca a estabilidade.

2. Nomenclatura IUPAC Oficial (Prefixo + an + o)

A nomenclatura vai seguir todas aquelas regras que já estudamos.

• Encontra, numera e nomeia a cadeia principal (CP);
• Escreve as ramificações antes da CP, em ordem alfabética, indicando cada uma pelo lugar (número) na CP e pela quantidade (di, tri, ...);
• Escreve as insaturações e os grupos funcionais na CP, sempre indicando pelo lugar (número) na CP e pela quantidade (di,tri, ...).

No caso dos alcanos, a nomenclatura da CP vai ser:

1. Prefixo: Quantidade de carbonos, sem segredo.
2. Infixo "-an-": Sempre será, pois um alcano não possui ligações duplas ou triplas.
3. Sufixo "-o": A terminação de qualquer hidrocarboneto é sempre –o.

Exemplos:

3. Propriedades Físicas dos Alcanos

A 25°C e 1 atm, os alcanos se apresentam da seguinte forma:

Como os outros hidrocarbonetos em geral, possuem baixa polaridade (apolares) e, consequentemente, são insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos.

Eles são menos densos que a água e possuem pontos de ebulição relativamente baixos.

Quando questões comparam PE entre alcanos, você precisa lembrar dessas duas regrinhas:

Quanto maior for a cadeia de um alcano, maior o PE, já que estamos aumentando a massa molar do composto;

e entre isômeros, quanto mais ramificado, menor será o seu PE, já que as ramificações diminuem a superfície de contato.

4. Exemplos de Alcanos e Aplicações

Os alcanos possuem diversas aplicações no nosso dia a dia. Vou te falar agora os principais exemplos.

Metano (CH₄):

Ele é o principal componente do gás natural, usado como combustível e produzido naturalmente pela decomposição anaeróbica de matéria orgânica.

Assim como todos os alcanos, possuem hibridização sp3 em seus carbonos, possuindo geometria tetraédrica e ângulo de ligação de 109°28'.

Ele é um EXCELENTE combustível, podendo ser obtido de forma renovável como biogás. 

Propano (C₃H₈) e Butano (C₄H₁₀):

Presentes no gás de cozinha (GLP - Gás Liquefeito de Petróleo).

Parafinas Sólidas:

Utilizadas na fabricação de velas e revestimentos impermeáveis.

Octano (C₈H₁₈):

Componente da gasolina, influenciando sua octanagem.

A octanagem é como um número que diz o quão "resistente" a gasolina é dentro do motor do carro.

Imagine que o motor funciona como um balão enchendo e esvaziando rapidamente.

Se a gasolina "explode" antes da hora, como um balão estourando antes de ser completamente cheio, o motor não funciona bem.

Uma gasolina com alta octanagem demora mais para "explodir", funcionando direitinho dentro do motor e fazendo o seu carro andar melhor.

O isoctano (C₈H₁₈) é utilizado como referência na escala de octanagem, sendo atribuído o valor de 100, enquanto o heptano (C₇H₁₆) recebe o valor 0.

Ou seja, uma gasolina só de isoctano teria uma excelente capacidade de suportar compressões sem explodir prematuramente.

A gasolina comercial possui uma octanagem variada (exemplo: 87, 95 ou 98), dependendo da mistura de compostos presentes nela.