Lista Funcoes Organicas

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7ª LISTA DE EXERCÍCIOS - QUÍMICA DAS FUNÇÕES ORGÂNICAS (072257-A) Prof. Dr. Tiago Venâncio / Aluno PESCD: Sérgio Scherrer Thomasi

1) É muito comum encontrar livros de química orgânica afirmando que a teoria de Lewis engloba as teorias de Arrhenius e de Brönsted e Lowry, de acordo com o esquema a seguir: Lewis Brönsted e Lowry Arrhenius

Explique o que são essas três teorias, com exemplos, e analise o que significa esse esquema apresentado. 2) O. Techenius, em 1671, afirmou que “não há nada no universo além de ácidos e  bases, a partir dos quais a natureza compõe todas as coisas”. Sobre ácidos e bases,

 julgue os itens abaixo em verdadeiro verdadeiro ou falso. Justifique qualquer que seja sua resposta. resposta. a. ( ) Segundo Arrhenius, ácidos são todas as substâncias que possuem hidrogênio e reagem com água.  b. ( ) Segundo Brönsted, Brönsted, ácido é qualquer qualquer substância substância capaz de doar um próton. + 2+ c. ( ) As espécies químicas H , Cu , AlCl3 e NH3 são todas ácidos de Lewis. d. ( ) A força de de um um ácido ou de uma base diminui com o aumento de sua capacidade de ionização em água. e. ( ) Quanto mais forte é o ácido, mais fraca é sua base conjugada. 3) Segundo a teoria de Brönsted-Lowry sobre ácidos e bases, uma espécie anfiprótica é capaz de doar e aceitar próton, isto é, pode atuar como ácido e base. Dentre os compostos abaixo, indique quais não são anfipróticos. Justifique. a) H2O b) NH4+ c) HCl d) HNO3 e) NH3 4) São dadas as seguintes reações químicas: I. H2SO4 + 2 KOH → K 2SO4 + 2H2O II. HNO3 + HF → H2 NO3+ + FIII. H2SO4 + HF → HSO 4- + H2F+ IV. AlCl3 + Cl- → AlCl4Julgue os itens a seguir em verdadeiro ou falso. Justifique qualquer que seja a resposta. a. ( ) I é uma reação ácido-base segundo Arrhenius.  b. ( ) I, II e III são reações ácido-base segundo segundo Brönsted-Lowry. Brönsted-Lowry. c. ( ) Todas as equações apresentam reações ácido-base de Lewis. d. ( ) Em I e III, o H2SO4 age como ácido de Lewis. e. ( ) Em IV, o Cl- age como base de Lewis. f. ( ) Em II, o HF age como ácido de Brönsted-Lowry.

5) A água pode ser considerada tanto uma base de Brönsted-Lowry como um ácido de Brönsted-Lowry. Ou seja, tem caráter anfótero. Usando equações, mostre que a amônia líquida é anfótera assim como a água. 6) Um ácido X tem  Ka = 2.10-5. Qual é o seu  pKa? 7) Nitrometano tem um  pKa = 10,2 e o 2,4-dinitrofenol tem  pKa = 4,1. a. Qual é o ácido mais forte baseado nesses valores? Justifique.  b. Dentre as duas bases conjugadas, qual delas é a mais forte? Justifique. c. Baseado nas respostas dos itens a e b, preveja se o equilíbrio da reação abaixo estará deslocado para a direita ou para a esquerda. O

-

OH  NO 2

 NO 2

-

 NO2CH3

 NO2CH2  NO 2

 NO 2

8) Metilamina, CH3 NH2, tem um  Kb = 4.10-4. a. Qual é o  Ka para o CH3 NH3+?  b. Qual é a base mais forte: CH 3 NH2 ou C6H5 NH2? (Você pode consultar tabelas de  pKa se necessário.) c. Baseado nas respostas dos itens a e b, preveja se o equilíbrio da reação abaixo estará deslocado para a direita ou para a esquerda. CH3 NH2 + C6H5 NH3+

CH3 NH3+ + C6H5 NH2

9) Organize os seguintes compostos em ordem decrescente de força do ácido. Justifique detalhadamente suas respostas. O

O HS

OH

OH I

O

O

II

Cl

OH III

F

OH IV

10) Quando propanaldeído reage com uma base forte, ele age como um ácido e doa um  próton. Entretanto, a base conjugada (I) não é formada, e sim a base conjugada (II). Explique essa observação experimental tomando como base todos os conceitos já discutidos em sala acerca da estabilidade de bases conjugadas. O

O

H

H I

II

11) A anilina, C6H5 NH2, é uma base mais fraca que a amônia porque os elétrons do nitrogênio entram em ressonância com os elétrons do anel aromático. Baseado nessa informação preveja e compare a acidez do fenol e do etanol.

12) Organize os seguintes compostos em ordem DECRESCENTE de força do ácido. Justifique suas respostas com base nos conceitos discutidos em sala de aula. CH3CO2H

a.

CH3CH2OH

C6H5OH

 NH2  N

NH2 O

 b.

O S +

-

(CH3)4 N OH

CH3 NH2

O

c.

 N

H

OH

 N

 N

d.

 NH2

O

SO 2 NHCH3 NH2

(CH3)3 N

e. O OH

OH

OH

CH3

f. g.

Cl2CHCOOH O H3C

h.

O N

CH3CHClCOOH

CH3CH2COOH O CH3

H3C

H

N

H H3C

NH2

H CH3

SO 2 NHCH3

SO2 N

CH3 (CH3)3 N

i.  j.

CH3SO3H

CH3SH

CH3OH

13) Dentre os pares de compostos dados a seguir, identifique o que deve ser a base mais forte. Justifique suas respostas com base nos conceitos discutidos em sala de aula. N

 N OH

ou

ou CH3CH2CH2OH

a)

b) O

O ou

c)

d)

(C6H5)3C

ou (C6H5)3C

14) Dados os compostos abaixo, organize-os em 2 grupos distintos: 1) Mais ácidos que o ácido benzóico, 2) Menos ácidos que o ácido benzóico. Justifique. O

O

O OH

a)

b)

c)

O

H2 N

 N

 N

OH

 e)

g) F

OH

f)

O

O HO

OH

 NO 2 O

O

OH

d)

OH

OH

h)

O HO3S

OH

OH

i)

15) A dimetilformamida (DMF), HCON(CH 3)2, é um exemplo de solvente polar aprótico. Aprótico significa que ele não tem hidrogênios ligados a elementos muito eletronegativos. a. Desenhe sua fórmula estrutural, mostrando os pares de elétrons não compartilhados.  b. Desenhe quais você preveria serem suas formas de ressonância mais importantes. (uma delas é a sua resposta para o item a) c. A DMF, quando usada como solvente da reação, aumenta enormemente a reatividade dos nucleófilos (pe. Ex., o CN - do cianeto de sódio) nas reações como esta:  NaCN + CH3CH2Br 

CH3CH2C

N   + NaBr 

Sugira uma explicação para este efeito da DMF com base nas considerações de ácido base de Lewis. ( Dica: Enquanto a água e o álcool são efetivos para solvatar cátions e ânios, a DMF é efetiva apenas para solvatar cátions.)