Banco de questões: Introdução a Química Orgânica: Séries Orgânicas

Durante uma aula prática de química, um grupo de alunos do 3º ano do Ensino Médio está realizando a identificação de compostos orgânicos pertencentes a uma série homóloga. A professora forneceu uma lista de compostos que fazem parte de uma série alifática com fórmula geral CₙH₂ₙ₊₁OH, na qual n varia de 1 a 5. Cada aluno recebeu uma amostra e a tarefa de identificar o composto, sua posição na série e, com base em propriedades conhecidas de séries homólogas, prever algumas características físico-químicas do próximo composto da série. Com base nas informações fornecidas e nas propriedades de séries homólogas, como os alunos podem identificar o composto e prever as propriedades do próximo membro da série?

Em uma indústria química, os especialistas estão trabalhando no desenvolvimento de novos compostos orgânicos e estudando suas respectivas séries homólogas, isólogas e heterólogas. Um grupo de compostos estudado possui a fórmula geral CnH2n+2, onde n é um número inteiro. (a) Identifique a série homóloga à qual essa fórmula pertence e explique por que essa série se enquadra nessa categoria; (b) forneça o nome e a fórmula estrutural dos três primeiros membros dessa série e (c) escolha um composto dessa série e construa uma série isóloga e heteróloga a partir dele, fornecendo a fórmula geral e uma breve explicação de suas características.

A indústria de cosméticos está em constante evolução, buscando atender a demandas do mercado por produtos mais sustentáveis e eficazes. Um dos compostos amplamente utilizados nesse setor é o ácido cítrico, que além de conferir propriedades de conservação, também atua como agente quelante e acidulante. O ácido cítrico pode ser obtido a partir de diversas fontes naturais, sendo o processo de fermentação de frutas cítricas uma das rotas mais comuns de produção. Além da composição química e propriedades funcionais, a indústria tem interesse em estabelecer um perfil de sustentabilidade em seus compostos, priorizando matérias-primas provenientes de plantas e microorganismos. Considerando a cadeia carbônica do ácido cítrico e a necessidade de produção de uma série de compostos que sejam isólogos com ele, determine quantos compostos de fórmula molecular C7H8O3 apresentam um grupo carboxílico (–COOH) e ao menos um grupo hidroxila (–OH) ligado a carbonos de carbonilas.

Explique o conceito de série orgânica e diferencie as séries isólogas, homólogas e heterólogas. Dê exemplos de compostos que pertençam a cada uma dessas séries e explique suas características. Como identificar uma série homóloga?

Durante um estudo sobre a poluição atmosférica em uma grande metrópole, um grupo de alunos do 3º ano do Ensino Médio decidiu investigar a presença de hidrocarbonetos na atmosfera. Após a coleta de amostras, os estudantes empregaram técnicas de química analítica para identificar e quantificar os compostos orgânicos presentes. Eles observaram que a amostra continha uma série orgânica de compostos alifáticos saturados formados por cadeias carbônicas lineares. Considerando que a análise química indicou a presença de um hidrocarboneto com 8 carbonos na cadeia e que este composto apresentava uma densidade relativa de 0,72 g/mL a 20°C, os alunos desejam determinar a fórmula molecular e o provável nome IUPAC deste hidrocarboneto. Utilizando os conhecimentos sobre séries orgânicas e densidade, bem como as informações do livro-texto sobre as propriedades dos compostos orgânicos, como a relação entre a fórmula molecular e a densidade relativa, qual seria a fórmula molecular e o nome IUPAC do hidrocarboneto em questão?