Diferenciação de aldeídos e cetonas

Os aldeídos e as cetonas são funções orgânicas muito parecidas. Ambos possuem em sua estrutura o grupo funcional carbonila (C = O), com a única diferença de que, no caso dos aldeídos, ela sempre aparece na extremidade da cadeia carbônica, ou seja, um dos ligantes do carbono da carbonila é o hidrogênio; já as cetonas possuem a carbonila entre dois outros átomos de carbono.

Grupo funcional dos aldeídos:                                Grupo funcional das cetonas:

   O                                                                            O            
 ║                                                                            ║          
 C ─ C ─ H                                                               C ─ C ─ C          

Por essa razão, ocorrem casos de isomeria de função entre aldeídos e cetonas. Por exemplo, a seguir apresentamos dois isômeros funcionais que possuem a mesma fórmula molecular (C₃H₆O), mas um é um aldeído (propanal) e o outro é uma cetona (propanona). Veja como isso muda totalmente as propriedades e aplicações deles:

Exemplo de isomeria de função entre aldeído e cetona

Imagine que você esteja em um laboratório e encontre um frasco com um líquido incolor e que possui somente a fórmula molecular C₃H₆O. O que você faria para descobrir se é uma cetona ou um aldeído?

Para resolver problemas como esse, existem métodos de diferenciação de aldeídos e cetonas que se baseiam na reação desses compostos diante de agentes oxidantes fracos. Conforme mostrado a seguir, diante de oxidantes fracos, os aldeídos reagem sendo oxidados, enquanto as cetonas não reagem. Dizemos assim que os aldeídos atuam como agentes redutores, mas as cetonas não, elas apenas reagem como redutoras em contato com oxidantes energéticos.

Aldeídos + Oxidantes fracos → ácido carboxílico
       O                                                  O
       ║                                                  ║
C ─ C ─ H     +     [O]             →   C ─ C ─ OH

Cetonas + Oxidantes fracos → Não reagem
       O
       ║
C ─ C ─ C      +      [O]          → Não ocorre reação

Baseado nisso, basta então realizar essa reação e ver se o composto reage ou não. Se reagir, sabemos que é um aldeído; se não reagir, é uma cetona.

Além disso, os produtos formados nessas reações de oxidação dos aldeídos são bastante visíveis, ocorrendo mudanças de cores, conforme será mostrado mais adiante.

Existem três métodos principais de diferenciação de aldeídos e cetonas, que são:

1- Reativo de Tollens: Esse reativo é uma solução amoniacal de nitrato de prata, ou seja, contém nitrato de prata (AgNO₃) e excesso de hidróxido de amônio (NH₄OH):

AgNO₃ + 3 NH₄OH → Ag(NH₃)OH + NH₄NO₃ + 2 H₂O
Reativo de Tollens (em homenagem ao químico alemão Bernhard Tollens (1841-1918))

Conforme explicado no texto Fazendo um Espelho de Prata, quando um aldeído é colocado em contato com o reativo de Tollens, ele é oxidado ao ácido carboxílico correspondente, enquanto os íons prata são reduzidos a Ag⁰ (prata metálica). Se essa reação for realizada, por exemplo, em um tubo de ensaio, essa prata metálica depositar-se-á nas paredes do tubo, resultando na formação de uma película chamada de espelho de prata. Esse resultado observado é muito bonito e é usado no processo de fabricação industrial de espelhos.

A reação que ocorre pode ser representada da seguinte maneira:

       O                              O
       ║                              ║
R ─ C ─ H + H₂O → R ─ C ─ OH + 2e- + 2 H⁺
2 Ag⁺ + 2e- → 2 Ag⁰
2 NH₃ + 2 H⁺ → 2 NH₄⁺

       O                                                       O
       ║                                                       ║
R ─ C ─ H + 2 Ag⁺ + 2 NH₃ +H₂O → R ─ C ─ OH + 2 Ag⁰ + 2 NH₄⁺
   aldeído       reativo de Tollens    ácido carboxílico prata metálica (espelho de prata)

Por outro lado, se colocarmos a cetona para reagir com o reativo de Tollens, não ocorrerá a formação da prata metálica, porque as cetonas não conseguem reduzir os íons Ag⁺.

2- Reativo de Fehling: Esse reativo é uma solução -azul de sulfato de cobre II (CuSO₄) em meio básico, pois está misturado com outra solução formada por hidróxido de sódio (NaOH) e tartarato de sódio e potássio (NaOOC-CHOH-CHOH-COOK). O tartarato é adicionado à solução de sulfato de cobre II para estabilizá-lo e evitar sua precipitação.

CuSO₄ + 2 NaOH → Na₂SO₄ + Cu(OH)₂
^{Reativo de Fehling (em homenagem ao químico alemão Hermann von Fehling (1812-1885))}

Em contato com o reativo de Fehling, um aldeído forma o ácido carboxílico pela sua oxidação, enquanto os íons cobre (Cu²⁺) presentes no meio são reduzidos, formando um precipitado castanho-avermelhado (mais parecido com a cor de tijolo), que é o óxido cuproso. Já as cetonas não reagem -porque não conseguem reduzir os íons Cu²⁺.

       O                                        O
       ║                                        ║
R ─ C ─ H + 2 Cu(OH)₂ → R ─ C ─ OH + Cu₂O + 2 H₂O
   aldeído                               precipitado castanho-avermelhado

3- Reativo de Benedict: Esse reativo também é formado por uma solução de sulfato de cobre II (Cu(OH)₂) em meio básico, mas é misturada com citrato de sódio.

Assim como ocorre com o reagente de Fehling, no caso da reação entre o aldeído e o reagente de Benedict, também existem íons cobre (Cu²⁺) presentes no meio que são reduzidos e formam o óxido cuproso vermelho.

Esse reativo é muito utilizado em exames para detectar a presença e o teor de glicose na urina. A glicose possui um grupo aldeído em sua estrutura, por isso ela reage com o reativo de Benedict presente em fitas para esses testes. A partir daí, basta comparar a cor da fita com a cor da escala na embalagem do produto.

O reativo de Benedict é usado para determinar o teor de glicose na urina

Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química