CONJUNTOV

 

Química Orgânica

Capítulo 1

º

 4Yurkanis  Edição Paula Bruice

Estrutura Eletrônica e Ligação Ácidos e Bases

CONJUNTO DE SLIDES V

 

ACIDEZ E BASICIDADE EM QUÍMICA ORGÂNICA

 

ÁCIDOS E BASES DE BRØNSTED-LOW BRØNSTED-LOWRY RY • Ácido é uma espécie que tem a tendência de

doar um próton. • Base é uma espécie que tem a tendência de

receber um próton.

• Forte reage para dar fraco. Receptor Doador de de • Quanto mais fraca é a base, mais forte é seu ácido próton

próton

conjugado. • Bases estáveis são bases fracas.

 

•   Quando um ácido transfere um próton para uma

base, o ácido é converdo na sua base conjugada. • Quando a base recebe um próton, a base é converda

no seu ácido conjugado.

   

Ácido

Base

Ácido Base conjugado conjugada

• Forte reage para dar fraco. • Quanto mais fraca é a base, mais forte é seu ácido conjugado. • Bases estáveis são bases fracas.

 

• Substâncias que podem atuar tanto como

ácido quanto como base são denominadas anfóteras. Ex.: água.

Em química orgânica esta situação é muito • Forte reage para dar fraco. comum. • Quanto mais fraca é a base, mais forte é seu ácido conjugado. • Bases estáveis são bases fracas.

 

• Uma espécie neutra que contém tanto uma

carga posiva quanto uma negava é chamada de zwiteriônica. Ex.: aminoácidos

 

DEFINIÇÃO DE pKa

• Forte reage para dar fraco. • Quanto mais fraca é a base, mais forte é seu ácido conjugado. • Bases estáveis são bases fracas.

 

Por causa do sinal negatvo na expressão, quanto maior o valor da constante de equilíbrio (Ka), maior a força do ácido e menor  o  o valor de pKa • Forte reage para dar fraco. • Quanto mais fraca é a base, mais forte é seu ácido conjugado. • Bases estáveis são bases fracas.

 

• Forte reage para dar fraco. • Quanto mais fraca é a base, mais forte é seu ácido conjugado. • Bases estáveis são bases fracas.

 

EXERCÍCIO 01 a) Um ácid ácido o (HA) (HA) tem tem Ka = 10-7. Qual é o seu pK a?

b)Outro ácido (HB) tem K a = 5; qual é o seu pK a? • Forte reage para dar fraco. c) c) Qual Qual é ofraca ácid ácido oémais ma is fo forte rte? ? forte é seu ácido • Quanto mais a base, mais conjugado. • Bases estáveis são bases fracas.

 

Quanto maior o valor de Ka, menor o valor de pKa e menor a força da base conjugada • Forte reage para dar fraco. • Quanto mais fraca é a base, mais forte é seu ácido conjugado. • Bases estáveis são bases fracas.

 

Ácido

Valor aproximado Base Conjugada

HSbF6

de pKa < - 12

S bF 6-

HI

-10

I-

H2SO4

-9

HSO4-

HCl

-7

Br-

C6H5SO3H

-6.5

C6H5SO3-

CF3CO2H

0,18

CF3CO23

H2CO3 H2O

6,35 15,7

HCO OH

CH3CH3

50

CH3CH2

• Forte reage para dar fraco. H2 35 H• Quanto mais fraca é a base, mais forte é seu ácido conjugado. • Bases estáveis são bases fracas.

 

A EQUAÇÃO DE HENDERSON–HASSELBALCH O pH indica a concentração de íons hidrogênio (H +)

 p K a



 pH  log  HA  A  

• Uma substância exisrá primariamente em sua forma acídica em um pH < seu pK a •  Uma substância exisrá primariamente em sua forma básica em um pH > its pK a • Uma solução tampão mantém um pH aproximadamente constante na adição de pequena quandade de

ácido ou base.  

EXERCÍCIO 02 Considere uma substância cuja pKa é igual a 5,2. a) Determine o valor de pH no qual 50% da substância estará na forma desprotonada. b) Determine o valor de pH no qual exisrá uma concentração de forma protonada 10 vezes maior do que a forma não protonada. c) Determine o valor de pH no qual exisrá uma • Forte reage para dar fraco. concentração de forma não protonada 100 vezes maior • Quanto mais fraca é a base, mais forte é seu ácido do que a forma não protonada. conjugado. • Bases estáveis são bases fracas.

 

RELAÇÕES ENTRE ESTRUTURA E ACIDEZ

 

Tendências de Acidez na Tabela Periódica

A força da ligação com o próton diminui à medida que descemos ao longo da coluna na tabela periódica, elevando a acidez

 

Tendências de Acidez na Tabela Periódica

O flúor, elemento mais eletronegativo, acomoda melhor a carga negativa após a perda do próton. Em outras palavras, a base F- é a base mais estável (base mais fraca).

 

Acidez e Hibridação

Etino

Eteno

Etano

pKa = 25

pKa = 44

pKa = 50

Ordem de acidez: eno > eteno > etano

Muito interessante. Qual a razão desta ordem de acidez?

 

Acidez e Hibridação • Os elétrons dos orbitais 2s têm menor energia do que os

dos orbitais 2 p  porque os elétrons dos orbitais 2s  tendem, na média, a estarem mais próximos do núcleo do que os elétrons nos orbitais 2 p. • Para os orbitais que têm mais caráter s, os elétrons do

ânion terão, em média, menor energia, e o ânion será mais estável. •

No eno, os átomos de carbono possuem (50% de caráter s) e portanto maior acidez. hibridação sp 

 

Acidez e Efeito Induvo • Os efeitos induvos são efeitos eletrônicos através das

ligações. O efeito induvo de um grupo de ser de ceder elétrons ou de remover elétrons. elétrons. Os efeitos induvos enfraquecem à medida que a distância entre o grupo aumenta.  – A ligação C-C é apolar.  – Este não é o caso na molécula mostrada abaixo

 

Acidez e Efeito Induvo • Observe agora os exemplos.

• O efeito induvo rerador de elétrons ajuda a

estabilizar a base conjugada.

 

Acidez e Efeito Induvo

• O elemento mais eletronegavo apresenta o maior

efeito induvo rerador de elétrons.

 

EXERCÍCIO 03 Liste as substâncias em ordem crescente de acidez

• Forte reage para dar fraco. • Quanto mais fraca é a base, mais forte é seu ácido conjugado. •

 Bases estáveis são bases fracas.  

• TENHA SENTIMENTOS (OS MAIS PROFUNDOS) POR

VALORES DE pKa

 

CLASSES DE SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS E VALORES DE pKa CLASSE

pKa APROXIMADO

Alcanos (R-H (R-H)

50

Alcenos (RCH=CH-H (RCH=CH-H)

45

Alcinos (RC≡C-H (RC≡C-H)

25

Álcoois (R-O-H (R-O-H) Ácidos carboxílicos (R-COOH (R-COOH)

15-18 3-4

Fenóis (Ar-O-H (Ar-O-H)

9-10

Amina (R2NN-H H)

35

Cetonas (R-CO-CH2-H)

20

Álcool protonado Amina protonada