BAC 2026: adiția bromului la alchene, probleme rezolvate

Problemele despre adiția bromului la alchene par uneori exerciții de memorare. În realitate, cele mai multe se rezolvă prin aceeași succesiune: scrii reacția, transformi datele în moli și aplici raportul stoechiometric. Abia după aceea cauți formula moleculară sau masa cerută.

Pentru BAC și admitere, această temă leagă structura compușilor organici de calculele chimice. Mai jos găsești o metodă clară, un exemplu rezolvat complet și câteva verificări care te ajută să eviți răspunsurile-capcană.

Ce se întâmplă când o alchenă reacționează cu bromul?

Alchenele sunt hidrocarburi aciclice care conțin o singură legătură dublă carbon–carbon. Formula lor generală este $C_nH_{2n}$, cu $n\geq 2$.

În modelul uzual de problemă, bromul se adaugă la dubla legătură, într-un solvent inert. Componenta $\pi$ a legăturii duble se desface, iar fiecare dintre cei doi atomi de carbon leagă câte un atom de brom. Rezultă un derivat dibromurat vicinal: atomii de brom sunt legați de atomi de carbon vecini.

Pentru etenă, ecuația este:

$CH_2=CH_2+Br_2\rightarrow CH_2Br-CH_2Br$

Produsul se numește 1,2-dibromoetan. Reacția este o adiție, nu o substituție: atomii de hidrogen nu sunt înlocuiți cu brom.

Raportul molar esențial

O moleculă de alchenă cu o singură legătură dublă consumă o moleculă de brom. Prin urmare:

$\nu_{\text{alchenă}}:\nu_{Br_2}=1:1$

Am notat cantitatea de substanță cu $\nu$, pentru a nu o confunda cu indicele $n$ din formula moleculară.

Raportul de 1:1 se referă la moli, nu la grame. Acesta este punctul de plecare al întregului calcul.

Formulele de care ai nevoie

Folosind masele atomice relative uzuale în exerciții, $A_r(C)=12$, $A_r(H)=1$ și $A_r(Br)=80$, obținem:

• masa molară a bromului: $M_{Br_2}=160\,\text{g/mol}$;
• masa molară a unei alchene: $M_{C_nH_{2n}}=14n\,\text{g/mol}$;
• cantitatea de substanță: $\nu=\frac{m}{M}$;
• masa unei substanțe: $m=\nu M$.

Dacă enunțul oferă alte valori pentru masele atomice, folosește-le pe acelea.

Când bromul este dat sub formă de soluție

Masa soluției nu este masa bromului. Pentru o concentrație procentuală masică $c\%$:

$m_{Br_2}=\frac{c}{100}\cdot m_{\text{soluție}}$

De exemplu, într-o soluție de brom de concentrație masică 20%, numai 20% din masa totală reprezintă brom. Restul este solvent și nu intră în calcul ca reactant.

Metoda de rezolvare în cinci pași

Înainte să înlocuiești numerele în formule, organizează datele:

1. Identifică substanța: este o alchenă aciclică, având o singură legătură dublă?
2. Scrie ecuația reacției: chiar și forma generală arată raportul molar.
3. Calculează masa reactantului efectiv: corectează pentru concentrație sau puritate, dacă este necesar.
4. Transformă masa în moli: aplică $\nu=m/M$ și raportul din ecuație.
5. Determină necunoscuta și verifică rezultatul: formula moleculară trebuie să fie compatibilă cu seria omoloagă.

La fiecare problemă, întreabă-te și dacă reactanții sunt în proporție stoechiometrică. Dacă unul este în exces, cantitățile introduse nu sunt automat egale cu cele consumate.

Exemplu rezolvat: determinarea formulei moleculare

Enunț: O alchenă aciclică, având o singură legătură dublă, cu masa de 5,6 g adiționează complet 16 g de brom. Determină formula moleculară a alchenei și masa produsului dibromurat. Se consideră reacție cantitativă și cantități stoechiometrice.

Pasul 1: scriem reacția generală

$C_nH_{2n}+Br_2\rightarrow C_nH_{2n}Br_2$

Din ecuație rezultă că un mol de alchenă consumă un mol de brom și formează un mol de produs.

Pasul 2: calculăm cantitatea de brom

$\nu_{Br_2}=\frac{16}{160}=0,1\,\text{mol}$

Este important să folosim masa molară a moleculei $Br_2$, nu masa molară a atomilor de brom.

Pasul 3: determinăm cantitatea de alchenă

Raportul molar este 1:1, deci:

$\nu_{\text{alchenă}}=0,1\,\text{mol}$

Această egalitate este valabilă pentru cantitățile care reacționează, în condițiile precizate în enunț.

Pasul 4: aflăm masa molară și formula

$M_{\text{alchenă}}=\frac{5,6}{0,1}=56\,\text{g/mol}$

Pentru o alchenă, valoarea numerică a masei molare este $14n$:

$14n=56\Rightarrow n=4$

Prin urmare, formula moleculară este $C_4H_8$.

Atenție: datele nu permit identificarea unei singure structuri. But-1-ena, but-2-ena și 2-metilpropena au aceeași formulă moleculară și consumă aceeași cantitate de brom pentru același număr de moli.

Pasul 5: calculăm masa produsului

Prin conservarea masei, deoarece ambii reactanți sunt consumați integral:

$m_{\text{produs}}=5,6+16=21,6\,\text{g}$

Putem verifica și prin masa molară a produsului:

$M_{C_4H_8Br_2}=56+160=216\,\text{g/mol}$

$m_{\text{produs}}=0,1\cdot216=21,6\,\text{g}$

Cele două căi conduc la același rezultat, ceea ce reprezintă o verificare utilă la examen.

Cum combini puritatea cu o concentrație procentuală?

Exercițiu: O probă de 8 g conține 70% but-1-enă, restul fiind impurități care nu reacționează cu bromul. Ce masă de soluție de brom cu concentrația masică 20% este necesară pentru adiția completă?

Mai întâi aflăm masa alchenei pure:

$m_{\text{alchenă}}=\frac{70}{100}\cdot8=5,6\,\text{g}$

Apoi calculăm molii:

$\nu_{\text{alchenă}}=\frac{5,6}{56}=0,1\,\text{mol}$

Sunt necesari tot 0,1 mol de brom:

$m_{Br_2}=0,1\cdot160=16\,\text{g}$

În final, transformăm masa bromului în masa soluției:

$m_{\text{soluție}}=\frac{16}{0,20}=80\,\text{g}$

Răspuns: 80 g de soluție de brom. Observă ordinea: puritate → moli → masă de brom → masă de soluție. Dacă o respecți, nu amesteci procentele.

Greșeli frecvente

• Folosești 80 g/mol pentru bromul molecular. Reactantul este $Br_2$, deci masa sa molară este 160 g/mol în convenția utilizată aici.
• Consideri că raportul 1:1 înseamnă mase egale. Ecuația oferă un raport între cantitățile de substanță, nu între mase.
• Introduci masa soluției direct în formula molilor de brom. Separă mai întâi masa substanței dizolvate.
• Aplici $C_nH_{2n}$ oricărei hidrocarburi nesaturate. Formula folosită aici corespunde alchenelor aciclice cu o singură legătură dublă, nu tuturor hidrocarburilor nesaturate.
• Identifici automat formula $C_4H_8$ cu but-1-ena. Formula moleculară nu stabilește singură structura.
• Aduni masele inițiale când există exces de reactant. Masa produsului include doar masele efectiv consumate, pentru reacția analizată.

Întrebări frecvente

Decolorarea bromului dovedește sigur prezența unei alchene?

Nu. Decolorarea este compatibilă cu reacția unei alchene, dar și alte substanțe pot consuma brom. Interpretarea se face împreună cu informațiile despre probă și condițiile reacției. Nu transforma o observație experimentală într-o identificare sigură fără date suplimentare.

Pot determina poziția dublei legături din masa bromului consumat?

Nu, în general. Consumul de brom oferă informații cantitative despre legăturile care reacționează, dar nu stabilește singur poziția dublei legături. Pentru identificarea structurii sunt necesare informații suplimentare, precum produșii altor reacții.

Ce fac dacă sunt date cantitățile ambilor reactanți?

Calculezi molii fiecăruia și îi compari cu raportul stoechiometric. Pentru o alchenă cu o singură legătură dublă, raportul este 1:1. Reactantul cu mai puțini moli limitează reacția, iar celălalt rămâne parțial neconsumat.

Verificarea rapidă înainte de răspuns

Recitește cerința: se cere masa bromului sau masa soluției? Formula moleculară sau structura? Ai ținut cont de impurități și de eventualul exces?

Reține ideea centrală: o legătură dublă a unei alchene consumă un mol de brom pentru fiecare mol de alchenă. Cu ecuația scrisă corect și datele transformate în moli, problema devine o succesiune de pași previzibili.