ÁCIDOS E BASES EM QUIMICA ORGANICA

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA ORGÂNICA

QUÍMICA GERAL ESTRUTURAL

ALUNA – LUANA DA SILVA ARAUJO

PROFESSOR BARROCO

LISTA DE EXERCÍCIOS / ÁCIDOS E BASES

1) Explique como e porque podemos usar pKa para descrever o quão básica uma amina é.

Podemos mensurar a basicidade de uma amina usando o pKa de seu ácido conjugado como referência.

Quanto menor o pKa do ácido conjugado, menor será sua acidez, e maior será a basicidade de sua base original correspondente.

ESQUEMA

Ácido pKa aproximado Base Conjugada

Ácido Mais Forte HI -12 I- Base Mais Fraca

Ácido Mais Fraco CH3NH3- 10,6 CH3NH2 Base Mais Forte

2) Discuta se a dietilamina será mais básica ao reagir com HCl, éter ou etanol.

Algumas substâncias possuem uma propriedade que podemos chamar de caráter anfótero.

Dizer que uma substância possui caráter anfótero significa que dizer que esta poderá se comportar como um ácido ou como uma base dependendo do meio reacional.

A dietilamina possui essa propriedade. Em ácido forte ela se comportará como uma base e em base forte ela se comportará como um ácido, por isso a dietilamina apresentará maior caráter básico na presença de HCl pois este é um ácido forte.

O éter, em geral, comporta-se como uma base e o etanol comporta-se como um ácido fraco o que não favorece suas reações com a dietilamina, agindo como base, quando comparados ao HCl.

ESQUEMA – Reação ácido-base de Lewis entre dietilamina e HCl.

CH3CH2-NH-CH2CH3 + H - Cl → CH3CH2-NH2+-CH2CH3+Cl-

3) Discuta se o ácido se o ácido propanoico é mais ácido em dietil éter ou em dietilamina.

Tanto dietil éter como a dietilamina podem se comportar como uma base, pois ambas possuem átomos (N e O) com elétrons disponíveis para serem compartilhados (Base de Lewis).

Comparativamente a molécula que apresentará maior caráter básico será a dietilamina.

Por ser mais eletronegativo, o oxigênio, presente no dietil éter, consegue estabilizar com maior facilidade seus pares de elétrons não compartilhados fazendo com que está molécula seja menos reativa que a dietilamina.

ESQUEMA – Reação ácido-base de Bronsted-Lowry entre ácido propanoico e dietilamina.

CH3CH2COOH + CH3CH2-NH-CH2CH3 →

→CH3CH2COO- + CH3CH2-NH2+-CH2CH3

4) Explique porque o ácido 5-bromopentanóico possui em pKa próximo do ácido pentanóico, enquanto o ácido 2-bromopentanóico é significamente mais ácido.

CH3CH2 CH2 CH2COOH

CH3CH2 CH2 BrCHCOOH

BrCH2CH2 CH2 CH2COOH

A maior acidez dos ácidos carboxílicos, quando comparados aos demais compostos orgânicos, pode ser explicada graças ao chamado efeito indutivo.

O efeito indutivo é a capacidade que átomos eletronegativos possuem depolarizar uma ligação química e propagar essa polarização ao logo de uma molécula. Por ser uma força de caráter eletrostático, quanto maior a distância do substituinte menor será sua intensidade.

Podemos visualizar este fenômeno na molécula do ácido pentanóico.

CH2 CH2 CH2 C OOH

A adição de outros substituintes eletronegativos pode acentuar esse efeito conferindo maior acidez a molécula substituída. Isto justifica a maior acidez do ácido 5-bromopentanóico e do ácido 2-bromopentanóico.

Quanto mais concentrada for a distribuição de cargas e efeito será ainda mais reforçado o que justifica o fato de o ácido 2-bromopentanóico ser muito mais ácido que o próprio ácido propanoico.

5) Para cada uma das espécies abaixo, identifique o prótons mais ácido, escreva as fórmulas de Lewis correspondentes para tanto:

Obs.: O próton mais ácido está indicado pela cor vermelha.

H – F → A alta eletronegatividade do flúor polariza a molécula do HCl fazendo de seu único hidrogênio um próton ácido em potencial.

CH3CH2OH →O Hidrogênio ligado ao oxigênio, que é um átomo de alta eletronegatividade, polariza a ligação O-H, fazendo deste átomo de hidrogênio um próton ácido em potencial.

H3O+ → O átomo de oxigênio presente no íon hidrônio carrega uma carga formal positiva fazendo com que este íon seja muito reativo por comportar um átomo de alta eletronegatividade com carga positiva. Os três hidrogênios ligados a ele são equivalentes em relação a sua capacidade de protonar outras substâncias.

RNH3+