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Prof. Nunes Ácidos e BasesÁcidos e Bases Universidade Federal do Ceará Centro de Ciências Departamento de Química Orgânica e Inorgânica Química Geral e Orgânica DQOI - UFC Ácidos e BasesÁcidos e Bases Química OrgânicaQuímica Orgânica Prof. Dr. José Nunes da Silva Jr. nunes.ufc@gmail.com 1 Atualizado em outubro/2016 Prof. Nunes Ácidos e Bases Ácidos e Bases -- DefiniçõesDefinições Somente no finalfinal dodo séculoséculo XIXXIX surgiram as primeirasprimeiras idéiasidéias bem sucedidas que relacionavamrelacionavam estruturaestrutura químicaquímica comcom propriedadespropriedades ácidasácidas ee básicasbásicas. ��1884 1884 -- ArrheniusArrhenius ��1923 1923 -- JohannesJohannes BronstedBronsted e Thomas e Thomas LowryLowry ��1923 1923 -- Lewis (Lewis (mais utilizada, pois abrange todos os tipos de reações mais utilizada, pois abrange todos os tipos de reações ácidoácido--basebase)) DQOI - UFC2 Svante August ArrheniusArrhenius (1859–1927) Johannes Nicolaus Bronsted (1879–1947) Thomas Martin LowryLowry (1874–1936) Gilbert Newton LewisLewis (1875–1946) Prof. Nunes Definição Definição -- ArrheniusArrhenius AutoAuto--ionização da ionização da água: água: H2O(l) + H2O(l) H3O+(aq) + OH-(aq) ÁcidoÁcido:: qualquer substância que quando dissolvida em água aumentaaumenta aa concentraçãoconcentração dosdos íonsíons HH OO++. DQOI - UFC3 Ácidos Bases HHClO4 LiOHOH HH2SO4 NaOHOH HHI KOHOH HHBr Ca(OHOH)2 HHCl Sr(OHOH)2 HHNO3 Ba(OHOH)2 concentraçãoconcentração dosdos íonsíons HH33OO ++. BaseBase:: qualquer substância que quando dissolvida em água aumentaaumenta aa concentraçãoconcentração dosdos íonsíons OHOH--. Prof. Nunes Definição Definição -- Bronsted-Lowry ÁcidoÁcido:: espécie química que cedecede, ou doa, oo prótonpróton. BaseBase:: espécie química que receberecebe, ou ganha, oo prótonpróton. ácido base ácidobase par conjugado DQOI - UFC4 ácido base ácido conjugado base conjugada ácidobase ácido conjugado base conjugada par conjugado par conjugado par conjugado Prof. Nunes Definição Definição -- Bronsted-Lowry A H2O atua como ácido na primeira reação e como base na segunda. Substâncias que podem atuar como ácido ou bases são chamadas de substâncias anfipróticas. DQOI - UFC5 ácido base ácido conjugado base conjugada ácidobase ácido conjugado base conjugada Prof. Nunes Notação Notação –– Seta Curva Todas as reações são realizadas por meio de um fluxofluxo dede densidadedensidade dede elétronselétrons (o movimento dos elétrons). � As reações ácido-base não são exceção. � o fluxo de densidade de elétrons é ilustrado com setas curvas: DQOI - UFC6 As setas mostram o mecanismomecanismo dede reaçãoreação, isto é, � mostram como a reação ocorre em termos do movimento de elétrons. Note que o mecanismo de uma reação de transferência de prótons envolve elétrons de uma base de desprotonando um ácido. Prof. Nunes Notação Notação –– Seta Curva Outro exemplo: Neste exemplo, hidróxido de (HO-) funciona como uma base para abstrair um DQOI - UFC7 próton do ácido. � Há duas setas curvas. � O mecanismomecanismo dede transferênciatransferência dede prótonsprótons �� sempresempre envolveenvolve pelopelo menosmenos duasduas setassetas curvascurvas. Prof. Nunes Notação Notação –– Seta Curva Mecanismo multi-etapas: DQOI - UFC8 Este mecanismo tem muitos passos, cada uma das quais é mostrada com setas curvas. � Note-se que o primeiro e último passos são simplesmente transferências prótons. � no primeiroprimeiro passopasso, H3O+ atua como um ácido, e � no últimoúltimo passopasso, a água atua como uma base. Prof. Nunes Mostre o mecanismo para a seguinte reação ácido-base. Identifique o ácido e a base conjugada. Notação Notação –– Seta Curva - Exercícios DQOI - UFC9 ácido base ácido conjugado base conjugada Prof. Nunes Notação Notação –– Seta Curva - Exercícios Para cada uma das seguintes reações ácido-base, desenhe o mecanismo e, em seguida, identifique claramente o ácido, base, ácido conjugado, e base conjugada: DQOI - UFC10 Prof. Nunes Acidez de Acidez de LowryLowry--BronstedBronsted Existem duas formas de prever quando uma reação de transferência de prótons vai ocorrer: 1) através de uma abordagem quantitativa � comparando valores de pKa 2) por meio de uma abordagem qualitativa DQOI - UFC11 2) por meio de uma abordagem qualitativa � analisando as estruturas de os ácidos. É essencial para dominar ambos os métodosdominar ambos os métodos. Prof. Nunes Acidez de Acidez de LowryLowry--BronstedBronsted –– Abordagem Abordagem QuatitativaQuatitativa Existem duas formas de prever quando uma reação de transferência de prótons vai ocorrer: 1) através de uma abordagem quantitativa � comparando valores de pKa 2) por meio de uma abordagem qualitativa DQOI - UFC12 2) por meio de uma abordagem qualitativa � analisando as estruturas de os ácidos. É essencial para dominar ambos os métodosdominar ambos os métodos. Prof. Nunes Constantes de AcidezConstantes de Acidez Considere a seguinte reação ácido-base geral entre HA (ácido) e H2O (base). A reação é dita ter atingido o equilíbrio � quando já não há uma variação observável nas concentrações de reagentes e produtos. DQOI - UFC13 � No equilíbrio, a velocidade de reação direta é exatamente equivalente à velocidade da reação inversa, o que é indicado com duas setas apontando em sentidos opostos, como mostrado acima. � A posição de equilíbrio é descrita pelo termo Keq, que é definido da seguinte forma: Prof. Nunes Constantes de AcidezConstantes de Acidez É o produto das concentrações de equilíbrio dos produtos dividido pelo produto das concentrações de equilíbrio dos reagentes. DQOI - UFC14 Quando uma reação ácido-base ocorre em uma solução aquosa diluída, � a concentração da água é relativamente constante (55.5M) e � podem, portanto, ser removida da expressão. � Isso nos dá uma nova contante, Ka: Prof. Nunes Constantes de AcidezConstantes de Acidez Os valores de Ka são frequentemente � números muito pequenos ou muito grandes. DQOI - UFC15 Para lidar com isso, os químicos muitas vezes expressam valores de pKa (em vez de valores de Ka) que é definido como: KaKa grande ⇒ pKapKa pequeno ⇒ ácido forte ácido forte KaKa pequeno ⇒ pKapKa grande ⇒ ácido fracoácido fraco Prof. Nunes KaKa e e pKapKa –– Em cada par, quem é o mais ácido?Em cada par, quem é o mais ácido? ácido mais forte base mais fraca ÁCIDO BASE CONJUGADA DQOI - UFC16 ácido mais fraco base mais forte Prof. Nunes ExercícioExercício Identifique os dois prótons mais ácidos em cada um dos seguintes fármacos. ácido mais forte base mais fraca ÁCIDO BASE CONJUGADA DQOI - UFC17 ácido mais fraco base mais forte Prof. Nunes ExercícioExercício Identifique o composto que gera uma base mais forte. ácido mais forte base mais fraca ÁCIDO BASE CONJUGADA DQOI - UFC18 ácido mais fraco base mais forte gera ácido + forte base + fraca gera ácido + fraco base + forte Prof. Nunes ExercícioExercício Para cada par abaixo, identifique a base mais forte. ácido mais forte base mais fraca ÁCIDO BASE CONJUGADA DQOI - UFC19 ácido mais fraco base mais forte Prof. Nunes ExercícioExercício O composto que se segue tem três átomos de nitrogênio. base mais forte base mais fraca DQOI - UFC20 Cada um dos átomos de nitrogênio funciona como uma base (abstrai um próton de um ácido). Ranqueie estes três átomos de nitrogênio em ordemordem crescentecrescente dede forçaforça dada basebase:Prof. Nunes Usando Valores de Usando Valores de pKapKa Usando a tabela de valores de pKa, também podemos prever a posição de equilíbrio para qualquer reação ácido-base. � O equilíbrio vai favorecer a formação de sempre do ácido mais fraco (pKa maior). ácido mais forte base mais fraca ÁCIDO BASE CONJUGADA DQOI - UFC21 ácido mais fraco base mais forte Prof. Nunes Usando Valores de Usando Valores de pKapKa Usando a tabela de valores de pKa, também podemos prever a posição de equilíbrio para qualquer reação ácido-base. � O equilíbrio vai favorecer a formação de sempre do ácido mais fraco (pKa maior). ácido mais forte base mais fraca ÁCIDO BASE CONJUGADA DQOI - UFC22 ácido mais fraco base mais forte Prof. Nunes Usando Valores de Usando Valores de pKapKa Usando a tabela de valores de pKa, prevejar a posição de equilíbrio para as reações ácido-base abaixo: ácido mais forte base mais fraca ÁCIDO BASE CONJUGADA DQOI - UFC23 ácido mais fraco base mais forte Prof. Nunes Acidez de Acidez de LowryLowry--BronstedBronsted –– Abordagem QualitativaAbordagem Qualitativa Nesta seção, vamos agora aprender a fazer comparações relativas de ácidos e bases, analisando e comparando as estruturas químicas � sem a utilização de valores de pKa. Estabilidade da Base Conjugada DQOI - UFC24 A fim de comparar os ácidos sem o uso de valores de pKa, � devemos olhar para a basebase conjugadaconjugada de cada ácido. base base conjugadaconjugada Prof. Nunes Acidez de Acidez de LowryLowry--BronstedBronsted –– Abordagem QualitativaAbordagem Qualitativa Se A- é muito estável (base fraca), consequentemente, � HA deve ser um ácido forte. base base conjugadaconjugada DQOI - UFC25 � HA deve ser um ácido forte. Se A- é muito instável (base forte), consequentemente, � HA deve ser um ácido fraco Prof. Nunes Acidez de Acidez de LowryLowry--BronstedBronsted –– Abordagem QualitativaAbordagem Qualitativa O cloro é um átomo eletronegativo, e pode, por conseguinte, estabilizar uma X base base conjugadaconjugada base base conjugadaconjugada DQOI - UFC26 O cloro é um átomo eletronegativo, e pode, por conseguinte, estabilizar uma carga negativa. Quando butano éé desprotonadodesprotonado, uma carga negativa éé geradagerada sobresobre umum átomoátomo dede carbonocarbono. O carbono nãonão é um elemento muito eletronegativo e, geralmente, � não é capaz de estabilizar uma carga negativa. � Assim, podemos concluir que butano não é muito ácida. Prof. Nunes Acidez de Acidez de LowryLowry--BronstedBronsted –– Abordagem QualitativaAbordagem Qualitativa Esta abordagem pode ser utilizada � para comparar a acidez dos dois compostos, HA e HB. Basta olhar para as suas bases conjugadas, A- e B-, e � compará-las uma com a outra. DQOI - UFC27 Ao determinarmos a base conjugada mais estável, identificaremos o ácido mais forte. comparar as bases Prof. Nunes Estabilidade das Bases Estabilidade das Bases –– Fatores que a AfetamFatores que a Afetam Uma comparação qualitativa de acidez requer � uma comparação da estabilidade de cargas negativas. Existem 44 fatoresfatores que afetam a estabilidade da base, e devem ser considerados: 1) qual é o átomo carrega a carga DQOI - UFC28 1) qual é o átomo carrega a carga 2) ressonância, 3) efeito indutivo, e 4) orbitais. Prof. Nunes Estabilidade das Bases Estabilidade das Bases –– Fatores que a AfetamFatores que a Afetam 1) Qual é o átomo carrega a carga: O primeiro fator envolve a comparação dos átomos que carregam a carga negativa em cada base conjugada. butano butanol DQOI - UFC29 A fim de avaliar a acidez relativa destes dois compostos, é preciso primeiro desprotonar cada um dos estes compostos e obter as bases conjugadas: Compare os átomos que carregam as cargas negativas: C O Prof. Nunes Estabilidade das Bases Estabilidade das Bases –– Fatores que a AfetamFatores que a Afetam Para determinar qualqual destesdestes átomosátomos éé maismais estávelestável, � temos de saber se estes elementos estão na mesma linha ou na mesma coluna de a tabela periódica. DQOI - UFC30 Quando dois átomos estão em mesma linha, a eletronegatividadeeletronegatividade é o efeito dominante. O oxigênio é mais eletronegativo do que o carbono, de modo oxigênio é mais capaz de estabilizar a carga negativa. Portanto, um próton no oxigênio (butanol) é mais ácido do que um próton em carbono (butano). Prof. Nunes Estabilidade das Bases Estabilidade das Bases –– Fatores que a AfetamFatores que a Afetam A história é diferente quando se comparam dois átomos na mesma coluna da tabela periódica. Por exemplo, vamos comparar a acidez da água e ácido sulfídrico. DQOI - UFC31 Por exemplo, vamos comparar a acidez da água e ácido sulfídrico. A fim de avaliar a acidez relativa destes dois compostos, desprotonamos cada um deles e comparamos as suas bases conjugadas: Prof. Nunes Estabilidade das Bases Estabilidade das Bases –– Fatores que a AfetamFatores que a Afetam Neste exemplo, nós estamos comparando O- e S-, que aparecem na mesma coluna da tabela periódica. Em tal caso, �� nãonão é eletronegatividade o efeito dominante. DQOI - UFC32 �� nãonão é eletronegatividade o efeito dominante. � Em vez disso, é o efeito dominante é o tamanho do átomo. � O enxofre é maior do que o oxigênio e, portanto, pode melhor estabilizar uma carga negativa, repartindo a carga ao longo de um maior volume de espaço. � O HS- é mais estável do que HO-, e por conseguinte, o H2S é um ácido mais forte do que de H2O. ta m a n h o a u m e n ta Prof. Nunes ExercíciosExercícios Compare os dois prótons que são mostrados no seguinte composto. Qual deles é o mais ácido? -H+ mais ácido DQOI - UFC33 -H+ -H+ eletronegatividade é o fator dominante Mais estável Prof. Nunes ExercíciosExercícios Compare os dois prótons que são mostrados nos seguintes compostos. Qual deles é o mais ácido em cada composto? DQOI - UFC34 Prof. Nunes Estabilidade das Bases Estabilidade das Bases –– Fatores que a AfetamFatores que a Afetam 2) Ressonância Para ilustrar o papel da ressonância na estabilidade da carga na base conjugada, considere as estruturas abaixo. mais ácido DQOI - UFC35 DesprotonandoDesprotonando ambasambas: carga localzada carga deslocalzada base conjugada mais estável Prof. Nunes Estabilidade das Bases Estabilidade das Bases –– Fatores que a AfetamFatores que a Afetam Compare os dois prótons que são mostrados no seguinte composto. Qual deles é o mais ácido? -H+ -H+ mais ácido DQOI - UFC36 -H carga localizada carga deslocalizada base conjugada mais estável Prof. Nunes EExercíciosxercícios Em cada composto abaixo, dois prótons são destacados. Determine qual deles é o mais ácido. DQOI - UFC37 Prof. Nunes Estabilidade das Bases Estabilidade das Bases –– Fatores que a AfetamFatores que a Afetam 3) Indução Os dois fatores que examinamos até agora não explicam a diferença de acidez entre o ácido acético e o ácido tricloroacético: mais ácido DQOI - UFC38 Desprotonando ambos: ácido acético ácido tricloroacético efeito indutivo retirador de elétrons base conjugada mais estável Prof. Nunes Estabilidade das Bases Estabilidade das Bases –– Fatores que a AfetamFatores que a Afetam Podemos verificar esta previsão, observando-se valores de pKa. � Na verdade, podemos usar valores de pKa para verificar � o efeito individual de cada Cl DQOI - UFC39 Com cada Cl adicional, o composto torna-se mais ácido (pKa menor) devido ao efeito indutivo retirador de elétrons� que estabiliza a carga negativa da base conjugada. Cl Cl Cl Cl Cl Cl Prof. Nunes ExercíciosExercícios Compare os dois prótons que são mostrados no seguinte composto. Qual deles é o mais ácido? -H+ -H+ mais ácido DQOI - UFC40 -H -H+ Efeito indutivo retirador mais intenso devido à proximidade dos átomos de flúor da carga negativa da base conjugada base conjugada mais estável Prof. Nunes ExercíciosExercícios Identifique o próton mais ácido em cada composto, justificando sua resposta. DQOI - UFC41 Prof. Nunes ExercíciosExercícios Para cada par de compostos a seguir, identifique qual é o composto é mais ácida e explique sua escolha: DQOI - UFC42 Prof. Nunes Estabilidade das Bases Estabilidade das Bases –– Fatores que a AfetamFatores que a Afetam 4) Orbital Os três fatores que examinamos até agora não explica a diferença de acidez entre os dois prótons identificados na seguinte composto: mais ácido DQOI - UFC43 Desprotonando ambos: -H+ -H+ Carga negativa em um Orbital sp2 menos eletronegativo base conjugada mais estável Carga negative em um Orbital sp mais eletronegativo Prof. Nunes Estabilidade das Bases Estabilidade das Bases –– Fatores que a AfetamFatores que a Afetam Identifique o próton mais ácido em cada um dos seguintes compostos:: DQOI - UFC44 Prof. Nunes Ácidos e Bases Ácidos e Bases -- Lewis A definição de Lewis de ácidos e bases é mais ampla que a definição de Bronsted-Lowry. De acordo com a definição de Lewis, acidez e basicidade são descritas em termos de elétrons, ao invés de protons. � Ácido de Lewis é definido como um aceptor de elétrons. DQOI - UFC45 � Base de Lewis é definida como um doador de elétrons. ácidobase Prof. Nunes Ácidos e Bases Ácidos e Bases -- Lewis A definição de Lewis de ácidos e bases é mais ampla porque inclui reagents que não podiam ser classificados como ácidos ou bases pleas teorias precedentes. ácidobase DQOI - UFC46 De acordo com a definição de Brosnted-Lowry, BF3 não é considerado um ácido porque ele não tem prótons e não pode server como doador de protons. Entretanto, de acordo com a teoria de Lewis, BF3 serve como um aceptor de elétrons, e é, portanto, um ácido de Lewis. Na interação anterior, a H2O é uma base de Lewis porque ela serve como um doador de elétrons. Prof. Nunes Ácidos e Bases Ácidos e Bases -- Lewis Identifique o ácido e a base de Lewis na seguinte reação. DQOI - UFC47 ácido base Prof. Nunes Ácidos e Bases Ácidos e Bases -- Lewis Em cada uma das seguintes reações, identifique o ácido e a base de Lewis. DQOI - UFC48 Prof. Nunes Ácidos e Bases Ácidos e Bases -- Lewis Identifique o(s) composto(s) que pode(m) atuar como uma base de Lewis. DQOI - UFC49 Prof. Nunes Basicidade de Basicidade de Aminas Uma das mais importantes propriedade de aminas é sua basicidade. Aminas são, geralmente, bases mais fortes que álcoois ou éteres, e � podem ser efetivamente protonadas mesmo por ácidos fracos. DQOI - UFC50 Este exemplo ilustra como a basicidade de uma amina pode ser quantificada medindo-se o pKa do correspondente íon amônio. � O alto valor de pKa indica que a amina é fortemente básica. Prof. Nunes Basicidade de Basicidade de Aminas alquilaminas alquilaminas pKa do íon amônio pKa do íon amônio metilamina dimetilamina DQOI - UFC51 etilamina isopropilamina cicloexilamina dietilamina trimetilamina trietilamina Prof. Nunes Basicidade de Basicidade de Aminas arilaminas arilaminas pKa do íon amônio pKa do íon amônio anilina pirrol DQOI - UFC52 N-metilanilina N,N-metilanilina piridina Prof. Nunes Basicidade de Basicidade de Aminas Os valores de pKa dos íons amônio variam entre: �alquilaminas: 10-11 �arilaminas: 4-5 Em outras palavras, arilaminas são menos básicas que alquilaminas. � Isto pode ser entendido considerando-se a natureza deslocalizada do par de elétrons de uma arilamina. DQOI - UFC53 O par de elétrons ocupa um orbital p e é deslocalizado pelo sistema aromático. � A estabilização promovida pela ressonância é perdida se o par de elétrons livres é protonado, e como resultado o átomo de nitrogênio de uma amina é menos básico que o átomo de nitrogênio de uma alquilamina. Prof. Nunes Basicidade de Basicidade de Aminas Se o anel aromático carregar um substituinte � A basicidade do grupo amino depederá da identidade deste substituinte Grupos doadores de elétrons, tais como o metóxido, DQOI - UFC54 � aumentam a basicidade de arilaminas. Grupos retiradores de elétrons, tais como o grupo nitro, � diminuem a basicidade de arilaminas. Prof. Nunes Basicidade de Basicidade de Aminas Anilia p-substituída Íon amônio a u m e n t a A c id e z DQOI - UFC55 b a s i c i d a d e a u m e n t a A c id e z d im in u i Prof. Nunes Basicidade de Basicidade de Aminas Grupos retiradores de elérons, tais como o grupo nitro, diminuem a basicidade de arilaminas. DQOI - UFC56 � diminuem a basicidade de arilaminas. Este efeito é atribuído ao fato que o par de elétrons na p-nitroanilina é extensivamente deslocalizado. mais estável Prof. Nunes Basicidade de Basicidade de Aminas Amidas também representam um caso extremo de deslocalização de par de elétrons livre. De fato, o átomo de nitrogênio exibe muito pouca densidade eletrônica. DQOI - UFC57 Por esta razão, as amidas � não atuam como bases, e � são nucleófilos muito pobres. Prof. Nunes ExercíciosExercícios Para cada um dos seguintes pares de compostos, identifique qual é a base mais forte. DQOI - UFC58 Prof. Nunes ExercíciosExercícios Ranqueie os seguintes compostos em ordem crescente de basicidade. DQOI - UFC59 Prof. Nunes Podemos aumentaraumentar aa basicidadebasicidade dede umum nitrogênionitrogênio aumentandoaumentando suasua densidadedensidade eletrônica,eletrônica, � ligando um grupogrupo doadordoador dede elétronselétrons (grupo alquila, por exemplo) a ele. Analisemos alguns dados: BasicidadeBasicidade de de AlquilaminasAlquilaminas DQOI - UFC60 Analisemos alguns dados: Prof. Nunes é BasicidadeBasicidade de de AlquilaminasAlquilaminas DQOI - UFC61 � Todas as aminasaminas são maismais básicasbásicas do que a amônia. pKaHmaior � ácido conjugado mais fraco � Base mais forte � Todas as aminasaminas 22asas são maismais básicasbásicas do que as aminasaminas 11asas . � Maioria das aminasaminas 33asas são menosmenos básicasbásicas do que as aminasaminas 11asas. Basicidade: amônia < aminas 3as < aminas 1as < aminas 2as Prof. Nunes A basicidade observada resulta de uma combinação de dois efeitos: 1) o aumento da disponibilidade do par de elétrons livres e a estabilização da carga resultante positiva, o que aumenta com a substituição sucessiva de átomos de hidrogênio por grupos alquila. Basicidade: amônia < aminas 3as < aminas 1as < aminas 2as BasicidadeBasicidade de de AlquilaminasAlquilaminas DQOI - UFC62 2) a estabilização devido à solvatação, uma parte importante parte da qual é devido à formação de ligação de hidrogênio, e este efeito diminui com o aumento do número de grupos alquila. maior estabilização da carga positiva pela doação de elétrons dos grupos alquilamaior estabilização da carga positiva pela doação de elétrons dos grupos alquila maior estabilização da carga positiva pela ligação de hidrogênio com o solventemaior estabilização da carga positiva pela ligação de hidrogênio com o solvente Prof. Nunes Basicidade: amônia < aminas 3as < aminas 1as <aminas 2as é BasicidadeBasicidade de de AlquilaminasAlquilaminas DQOI - UFC63 maior estabilização da carga positiva pela doação de elétrons dos grupos alquilamaior estabilização da carga positiva pela doação de elétrons dos grupos alquila maior estabilização da carga positiva pela ligação de hidrogênio com o solventemaior estabilização da carga positiva pela ligação de hidrogênio com o solvente Prof. Nunes AmôniaAmônia x x AminasAminas 11asas Basicidade: amônia < aminas 1as é DQOI - UFC64 maior estabilização da carga positiva pela doação de elétrons dos grupos alquilamaior estabilização da carga positiva pela doação de elétrons dos grupos alquila maior estabilização da carga positiva pela ligação de hidrogênio com o solventemaior estabilização da carga positiva pela ligação de hidrogênio com o solvente pKaHmaior � ácido conjugado mais fraco � Base mais forte Prof. Nunes AminasAminas 11asas x x AminasAminas 22asas Basicidade: aminas 1as < aminas 2as DQOI - UFC65 maior estabilização da carga positiva pela doação de elétrons dos grupos alquilamaior estabilização da carga positiva pela doação de elétrons dos grupos alquila maior estabilização da carga positiva pela ligação de hidrogênio com o solventemaior estabilização da carga positiva pela ligação de hidrogênio com o solvente pKaHmaior � ácido conjugado mais fraco � Base mais forte Prof. Nunes AminasAminas 11asas x x AminasAminas 33asas Basicidade: aminas 3as < aminas 1as DQOI - UFC66 maior estabilização da carga positiva pela doação de elétrons dos grupos alquilamaior estabilização da carga positiva pela doação de elétrons dos grupos alquila maior estabilização da carga positiva pela ligação de hidrogênio com o solventemaior estabilização da carga positiva pela ligação de hidrogênio com o solvente pKaHmaior � ácido conjugado mais fraco � Base mais forte Prof. Nunes ExercícioExercício A ordemordem dede basicidadebasicidade para determinadas butilaminasbutilaminas emem clorobenzenoclorobenzeno é a seguinte: Todavia, emem águaágua a ordem é diferente: NH2Bu N Bu Bu H N BuBu Bu DQOI - UFC67 JustifiqueJustifique estaesta diferençadiferença dede basicidadebasicidade nosnos diferentesdiferentes solventessolventes.. NH2Bu N Bu Bu HN BuBu Bu Prof. Nunes BasicidadeBasicidade de de CompostosCompostos NitrogenadosNitrogenados Efeitos que diminuem a densidade eletrônica no nitrogênio. O par de elétrons no nitrogênio será menos disponível para protonação, e a amina menos básico, se: � o átomo de nitrogênio estiver ligado a um grupo elétron retirador. DQOI - UFC68 pKaHmaior � ácido conjugado mais fraco � Base mais forte Prof. Nunes BasicidadeBasicidade de de CompostosCompostos NitrogenadosNitrogenados Efeitos que diminuem a densidade eletrônica no nitrogênio. O par de elétrons no nitrogênio será menos disponível para protonação, e a amina menos básico, se: � o par de elétrons livres está em um orbital hibridizado sp ou sp2. DQOI - UFC69 pKpKaHaHmenor menor �� áciácidodo conjugado mais forte conjugado mais forte �� Base mais fracaBase mais fraca par de elétrons livres em orbital sp3 par de elétrons livres em orbital sp2 par de elétrons livres em orbital sp3 par de elétrons livres em orbital sp Prof. Nunes BasicidadeBasicidade de de CompostosCompostos NitrogenadosNitrogenados � o par de elétrons livres está envolvido na manutenção da aromaticidade da molécula. piridina cátion piridínio imidazolina imidazol Cátion imidazólio DQOI - UFC70 pKaHmenor � ácido conjugado mais forte � Base mais fraca Este par de elétrons está em um orbital p, contribuindo para os 6 elétrons π no anel aromático. pirrol aromaticidade do pirrol Prof. Nunes ExercíciosExercícios 1) Desenhe as bases cojugada dos seguintes ácidos. DQOI - UFC71 Prof. Nunes ExercíciosExercícios 2) Desenhe os ácido cojugados das seguintes bases. DQOI - UFC72 Prof. Nunes ExercíciosExercícios 3) Em cada reação, identifique o ácido e a base de Lewis. DQOI - UFC73 Prof. Nunes ExercíciosExercícios 4) Qual reação ocorre quando água é adicionada a uma mistura de NaNH2/NH3? DQOI - UFC74 Prof. Nunes ExercíciosExercícios 5) O etanol seria um solvente adequado para promover a seguinte reação? Explique sua resposta. DQOI - UFC75 Prof. Nunes ExercíciosExercícios 6) Escreva a equação de transferência de próton entre os compostos abaixo e a água. DQOI - UFC76 (e) (f) (g) (h) Prof. Nunes ExercíciosExercícios 7) Identifique o íon mais estável em cada par. DQOI - UFC77 Prof. Nunes ExercíciosExercícios 8) Selecione o composto mais ácido em cada conjunto. DQOI - UFC78 Prof. Nunes ExercíciosExercícios 9) Selecione o composto mais ácido em cada conjunto. DQOI - UFC79 Prof. Nunes ExercíciosExercícios 10) Para cada reação abaixo, desenhe a seta mostrando a transferência DQOI - UFC80 Prof. Nunes ExercíciosExercícios 11) Ordene, em ordem crescente de basicidade, os compostos abaixo: DQOI - UFC81 Prof. Nunes ExercíciosExercícios 12) Qual dos seguintes compostos é mais ácido. Explique sua resposta. DQOI - UFC82 Prof. Nunes ExercíciosExercícios 13) a) Identifique os dois prótons mais ácidos. b) Identifique qual dos dois é o mais ácido. Explique sua resposta. DQOI - UFC83
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