Solubilidade acidez e basicida de substncias orgnicas

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30/03/2017 
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Solubilidade e 
acidez/basicidade de 
substâncias orgânicas 
 
Química Orgânica 
Profa. Dra. Alessandra Duarte Rocha 
Solubilidade 
Explicada pelas interações intermoleculares: 
 
• Na solubilização de um composto A ocorre 
quebra das suas interações 
intermoleculares e formação de novas 
interações entre as moléculas de A e as do 
solvente B. 
 
• Quanto mais próximas as polaridades 
de A e B, mais fortes as interações 
entre ambos e maior a solubilidade de um 
no outro. 
Solubilidade 
Explicada pelas interações intermoleculares: 
 
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• Deve-se fornecer energia para superar a 
energia de rede e as atrações 
intermoleculares ou interiônicas: essa 
energia é proveniente das novas forças de 
atração formadas. 
 
Solubilidade 
Explicada pelas interações intermoleculares: 
 
 
 Dissolução do NaCl (sólido 
iônico) em água: há solvatação dos íons: 
interações íon-dipolo entre a 
água e os íons Na+ e Cl- 
SOLUBILIDADE 
• Regra Geral: 
 
▫ “SEMELHANTE 
DISSOLVE 
SEMELHANTE” 
• Compostos iônicos e polares tendem a se 
solubilizar em solventes polares 
SOLUBILIDADE – Regra geral 
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• Sólidos apolares são solúveis em solventes 
apolares; insolúveis em solventes polares 
 
Ex: Naftaleno é solúvel em clorofórmio (CHCl3) e 
insolúvel em água 
 
SOLUBILIDADE – Regra Geral 
Naftaleno 
 
Etanol se dissolve em Água 
grupos alquila do EtOH são pequenos – mais 
semelhantes a água que a um alcano: EtOH 
e H2O formam ligações de H 
fortes entre si. 
Líquidos polares são miscíveis entre si 
• Líquidos apolares não se misturam com líquidos 
polares. Líquidos apolares são miscíveis entre si. 
 
SOLUBILIDADE – Regra Geral 
Ex: Óleo de soja e 
insolúvel em água 
 
óleo 
água 
interface 
e é solúvel em 
CCl4 
SOLUBILIDADE 
• Se a cadeia carbônica de um álcool 
é longa, o álcool é muito menos 
solúvel em água, por quê? 
 
▫ Ex: Álcool decílico (10 C) é apenas 
ligeiramente solúvel em água. 
 
 
 
 
 
CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2OH 
 
 Porção hidrofóbica 
 Grupo hidrofílico 
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• A cadeia carbônica longa do álcool decílico 
assemelha-se mais a um alcano do que à água. 
 
▫ Ela é HIDROFÓBICA 
 (HIDRO = ÁGUA; FÓBICO = temer ou EVITAR 
- EVITA A ÁGUA). 
 
▫ Com apenas o grupo OH, uma parte bem 
pequena da molécula é HIDROFÍLICA 
(HIDRO = ÁGUA; FÍLICA = amar ou 
PROCURAR - PROCURA ÁGUA) 
 
SOLUBILIDADE 
REGRAS PARA SOLUBILIDADE EM ÁGUA 
 • Um composto orgânico é solúvel em água se: 
▫ um mínimo de 3 g do composto dissolve-se 
em 100 mL de água. 
 
• Para compostos com apenas um grupo 
hidrofílico: 
▫ Compostos com até 3 átomos de carbono são solúveis 
em água; 
▫ Compostos com 4 ou 5 átomos de carbono estão no 
limite; 
▫ Compostos a partir de 6 átomos de carbono são 
insolúveis. 
• Se O COMPOSTO CONTÉM MAIS 
DE UM GRUPO HIDROFÍLICO 
(PROTEÍNAS, POLISSACARÍDEOS, 
ÁCIDOS NUCLÉICOS) 
▫ Essas regras não se aplicam, pois muitos 
deles são solúveis em água. 
 
SOLUBILIDADE 
SOLUBILIDADE 
• Polaridade de alguns solventes orgânicos 
*Quanto mais polar, mais interações de hidrogênio, mais solúvel em 
água... 
Hexano, Éter 
Tolueno, Diclorometano (DCM), clorofórmio (CHCl3) 
 
Acetato etila (AcOEt), n- butanol (n-buOH) 
Etanol (EtOH), metanol (MeOH), 
Misturas hidroalcoólicas, água 
 
p
o
l
a
r
i
d
a
d
e 
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SOLUBILIDADE 
• Substâncias orgânicas ácidas ou básicas mudam sua 
solubilidade frente a dois solventes imiscíveis de acordo 
com o pH do meio aquoso por causa da reação de 
formação de sal. 
▫ Forma livre: substâncias solúveis em solvente 
orgânico apolar (éter, clorofórmio, etc). 
▫ Forma de sal: solúveis em água. 
RECORDANDO CONCEITOS ÁCIDO-BASE: 
 
 
 
- Arrhenius: 
 
- ácido: produz H+ (H3O
+) em meio aquoso; ex.: HCl, H2SO4, 
CH3COOH; 
 
- base: produz HO- em meio aquoso: NaOH, Ca(OH)2, Me4NOH. 
 
- Brönsted-Lowry: 
 
- ácido: doa ou perde prótons; 
 
- base: aceita ou remove prótons. 
 
- Lewis: 
 
- ácido: aceita pares de elétrons; 
 
- base: doa pares de elétrons. 
ACIDEZ E BASICIDADE DE SUBSTÂNCIAS 
ORGÂNICAS 
• Conceito: (Lowry – Bronsted) 
▫ Ácido = cede H+ 
▫ Base = aceita H+ (possui elétrons livres) 
 
 HA + H2O  H30
+ + A- 
 
 ÁCIDO BASE 
 
 
• “TODO FATOR QUE ESTABILIZAR A BASE 
CONJUGADA AUMENTA A ACIDEZ DO ÁCIDO 
ORIGINAL”. 
 
• “TODO FATOR QUE ESTABILIZAR O ÁCIDO 
DIMINUI SUA ACIDEZ”. 
ÁCIDO 
CONJUGADO 
BASE 
CONJUGADA 
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Constante de acidez 
• Qto > Ka > acidez = ácido mais forte 
pKa = log 1 / Ka 
pKa = log 1 – log Ka 
pKa = -log Ka 
 
• Assim, qto > pKa < acidez = ácido mais fraco 
 
• Valor de pKa alto = ácido fraco / base conjugada 
forte 
• Valor de pKa baixo = ácido forte / base conjugada 
fraca 
Ka = [H30
+ ] [A- ] 
 HA 
Ácidos e bases de Lewis 
• Considere a seguinte reação geral: 
Identificam-se 
substâncias como 
ácidos ou bases mesmo 
quando não há 
transferência de 
prótons 
Ácidos e bases de Lewis 
• Ácidos de Lewis: 
▫ Átomos deficientes em elétrons podem agir como 
ácidos de Lewis: elementos do grupo 3A como boro (B) 
e alumínio (Al) – têm apenas 6e- no nível de valência; 
▫ Compostos com átomos que possuem orbitais vazios: 
haletos de zinco e ferro (III) 
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• Atração de espécies com cargas contrárias é 
fundamental para a reatividade 
Base de Lewis Ácido de Lewis 
Principais Reações Orgânicas 
 
- substituição; 
 
- adição; 
 
- eliminação; 
 
- rearranjo. 
 
 
 
- condições frequentemente ácidas ou básicas 
SUBSTITUIÇÃO
H3C Cl H3C OH+ NaOH + NaCl
H2O
ADIÇÃO
H2C CH2 Br
Br+ Br2
CCl4
ELIMINAÇÃO
CH2H2CBr
KOH
- HBr
REARRANJO
H3O
+
Uso de setas curvas para ilustrar 
as reações 
 • Seta curva – indica o movimento (fluxo) de elétrons 
▫ Começa em um local de ligação covalente ou par 
elétrons livres (local de densidade eletrônica mais alta) 
e aponta em direção a um local de deficiência de 
elétrons 
 Seta com duas pontas: 
mostra o movimento de 
um par de elétrons 
 
Seta com uma ponta: 
mostra o movimento de 
apenas um elétron 
Regras para o uso de setas curvas 
 
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Homólise e heterólise de ligações 
covalentes 
• Homólise (do grego -homo= igual + -lise): 
a quebra da ligação produz fragmentos com 
elétrons desemparelhados (radicais) 
Homólise e heterólise de ligações 
covalentes 
• Heterólise (do grego -hetero= diferente + -lise = 
quebra): a ligação se quebra de forma que um 
fragmento retira ambos elétrons da ligação gerando 
íons. 
 
 
 
 
 
Heterólise requer que a 
ligação seja polarizada: 
átomos de diferentes 
eletronegatividades 
• Heterólise precisa de assistência: separar 
espécies de cargas contrárias requer energia. 
▫ A formação de novas ligações fornece parte da 
energia necessária à heterólise 
 
Homólise e heterólise de ligações 
covalentes 
Homólise e heterólise de ligações 
covalentes 
 
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Carbocátions 
• São ácidos de Lewis; espécies altamente reativas 
• Deficientes em elétrons (apenas 6 elétrons de valência) 
• São eletrófilos: nas suas reações procuram elétrons 
extras que fornecerão a eles um nível de valência estável 
de elétrons 
Carbânions 
• São bases de Lewis 
• São nucleófilos: Procuram um próton ou outro centro 
positivo para o qual possam doar seus elétronse 
neutralizar sua carga negativa. 
Fatores que influenciam a acidez das 
substâncias 
• Eletronegatividade 
 
• Hibridização 
 
• Ressonância 
 
• Efeitos indutivos 
 
• Efeitos estéricos 
 
Fatores que influenciam a acidez das 
substâncias 
Ácido Base conjugada pKa 
C-H C- 40 
N-H N- 35 
O-H O- 15 
• Eletronegatividade: 
 Quanto maior a eletronegatividade maior a acidez 
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Fatores que influenciam a acidez das 
substâncias 
• Hibridização: 
Quanto maior o caráter “s” maior a acidez 
N
N
C N
 
 
(+ básico) 
 
 
 
 
 (+ácido) 
sp3 sp2 sp 
pKa 9,8 pKa 5,2 pKa –1,0 
25% caráter s 33,3 % s 50% s 
Fatores que influenciam a acidez das 
substâncias 
• Ressonância: na maioria dos casos, contribui 
para aumentar a força do ácido, pois estabiliza a 
base conjugada. 
 
• Estruturas de ressonância equivalentes 
contribuem muito para a estabilização. 
▫ Álcoois (pKa 15) e ácidos carboxílicos (pKa ~ 5) 
▫ Álcoois e fenóis (pKa 10) 
▫ Aminas (pKa 35) e amidas (pKa 16) 
▫ Aminas alifáticas e aromáticas (pKa ~ 5) 
▫ Alcanos (pKa 42) e cetonas (pKa 20) 
▫ Aldeídos/cetonas (pKa 20) e compostos -
dicarbonílicos (pKa 9) 
Fatores que influenciam a acidez das 
substâncias 
• Efeitos indutivos: “Efeitos indutivos são efeitos 
eletrônicos resultantes da diferença de 
eletronegatividade entre os elementos 
participantes de uma ligação.” 
 
▫ Retiradores de elétrons (I-): estabilizam a base 
conjugada: aumenta a acidez do ácido original. 
 
▫ Grupos que exercem efeito retirador de elétrons (I): 
 
 -CN, fenila, -X, -NO2, -CO, -NR3+ 
Fatores que influenciam a acidez das 
substâncias 
• Efeitos indutivos 
 
▫ Doadores de elétrons (I+): aumentam a densidade 
eletrônica em torno do próton mais ácido, dificultando 
sua saída: diminui a acidez do ácido original. 
 
▫ Grupos que exercem efeito doador de elétrons (I+): 
 
 -R (alquila), -OR 
 
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Fatores que influenciam a acidez das 
substâncias 
• Efeito indutivo diminui quando o substituinte se 
afasta do próton mais ácido. 
 
• Qto > nº substituintes eletronegativos > acidez 
 
• Qto > eletronegatividade do substituinte > 
acidez 
Fatores que influenciam a acidez das 
substâncias 
▫ Efeitos estéricos 
• Inibição de ressonância 
▫ impedimento estérico quebra a coplanaridade, 
elétrons não se deslocalizam, ficando mais livres; base 
conjugada menos estabilizada, acidez diminui e 
basicidade aumenta. 
 
• Inibição de solvatação 
▫ grupos que diminuem a solvatação da molécula 
diminuem a acidez 
• Formação de ligação de hidrogênio 
• Na extração/ solubilidades 
 
R C
O
OH
Ácidos 
carboxílicos 
Fenóis Álcoois 
 
 
 R-OH 
Bases pKa ~ 5 pka ~10 pka ~16 
NaOH – pKa 16 + + - 
Na2CO3 – pKa 10 + - - 
NaHCO3 – pKa 6,5 + - - 
OH
C
O R
OH
OH
C
O
R
Fenóis 
fortes 
Fenóis Fenóis fracos 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bases 
 
pKa < 10 
 
pka ~ 10 
 
pka > 10 
NaOH – pKa 16 + + + 
Na2CO3 – pKa 10 + - - 
NaHCO3 – pKa 6,5 - - - 
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Referências Bibliográficas 
• SOLOMONS, T. W. Química Orgânica. 7. ed. 
Rio de Janeiro: LTC, 2005. v. 1 (capítulo 3). 
 
• HENDRICKSON, JAMES B.; DONALD J. 
CRAM, GEORGE S. HAMMOND Organic 
Chemistry. 3. ed. Massachusetts: McGraw-Hill. 
1279 p. 1970.