Ácidos e bases orgânica 2017 02

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Química Orgânica e os ácidos e bases 
Prof. Dr. Thiago de Melo Costa Pereira 
1887: Ácidos seriam substâncias cujas soluções aquosas 
contivessem excesso de H+ (em relação a OH-) e bases, o contrário… 
1923: Ácidos são substâncias capazes de doar um ou mais 
prótons (H+) em uma reação química. Já as bases, são capazes 
de aceitar um ou mais prótons. 
1923: Ácidos são espécies capazes de aceitar um par de 
elétrons numa reação química. Já as bases possuem pelo 
menos um par de elétrons não ligantes para compartilhar 
com outra espécie durante uma reação química. 
Apresente o ácido conjugado 
de cada uma das seguintes 
espécies: 
NH3 
+NH4 
Cl- HCl 
HO- H2O 
H2O H3O
+ 
Apresente a base conjugada 
de cada uma das seguintes 
espécies: 
NH3 
-NH2 
HBr Br- 
HNO3 NO3
- 
H2O OH
- 
Propriedades químicas da água 
(pH) 
(Leve ionização) 
“Quanto mais forte o ácido, menor o 
seu valor de pKa” 
pKa Exemplos 
Ácidos muito fortes 
 
<1 
HI> HBr> HCl 
(-10, -9, -7) 
 Ácidos moderadamente fortes 
 
Entre 1-3 
Ácidos fracos 
 
Entre 3-5 
Ácidos muito fracos 
 
Entre 5-15 
 Ácidos extremamente fracos 
 
>15 
H3PO4 / H2PO4 
(15,5) 
(9,3) 
(4,7) 
(2,1) 
Acidez em Compostos Orgânicos 
Fatores que influenciam a acidez de um composto orgânico: 
1) A força da ligação H-A; 
2) A eletronegatividade de A; 
3) Fatores eletrônicos (efeitos indutivo e ressonância) que estabilizam a base conjugada A- em 
relação a HA; 
4) Natureza do solvente. 
Nesse exemplo, coloque em ordem 
crescente de acidez: 
Equação de Henderson-Hasselbalch 
Hendersson- Hasselbalch 
Exercício I 
 Calcule as quantidades relativas do ácido acético e de íon 
acetato presentes nos seguintes pontos da titulação de 1 
mol de ácido acético com NaOH. Use também a equação 
de Henderson-Hasselbalch para calcular os valores de pH 
nesses pontos. 
a) Quando 0,1 mol de NaOH são adicionados. 
b) Quando 0,3 mol de NaOH são adicionados. 
c) Quando 0,5 mol de NaOH são adicionados. 
d) Quando 0,7 mol de NaOH são adicionados. 
e) Quando 0,9 mol de NaOH são adicionados. 
 
 
 
Sistema tampão 
• “Mistura de um ácido fraco e sua base conjugada que 
tendem a resistir mudanças de pH perante adições de 
pequenas quantidades de ácidos ou bases fortes.” 
(Campbell, 2000) 
• Essencial para a vida! 
– Importante: “PODER TAMPONANTE” 
• Ex: 
– Soluções diluídas; 
– tampão fosfato intra/extracelular; 
• Perguntas CRUCIAIS para escolha de um tampão: 
– Qual o valor de pka do tampão? 
– O tampão interfere com a reação ou com a detecção do ensaio? 
– O tampão é solúvel no meio da reação? 
– Qual a concentração ideal do ácido fraco e sua base conjugada? 
Exemplos… 
A) Mediante os valores de Ka ou pKa, o ácido fórmico é mais ácido; 
B) No pH do estômago (pH=2), a forma predominante do ácido fórmico 
será a forma protonada; 
C) No pH da pele (pH=6,5), a forma predominante do ácido propiônico é 
a não-protonada; 
D) A região ótima de tamponamento do ácido fórmico será no intervalo 
de 2,0 até 6,0; 
 
Ácidos Ka pKa 
Ácido fórmico (HCOOH) 1,8 x 10 -4 3,75 
Ácido propiônico (H3CCH2COOH) 1,4 x 10 
-5 4,9 
De acordo com os ácidos relatados abaixo com seus respectivos valores de 
Ka e pKa, assinale a alternativa INCORRETA: 
Exercício II 
Ionização dos 
Aminoácidos 
• A carga elétrica dos 
aminoácidos varia com o 
pH... 
• Ponto Isoelétrico: o pH 
onde predomina a forma 
eletricamente neutra 
• Cálculo: “média” das pK´s 
 
Curva do 
glutamato 
Qual o pI? 
Curva da 
Histidina 
Qual o pI? 
Exercício III 
Sabendo-se que o pKa do ácido propiônico é 4,9: 
a) Juntametne com o seu sal correspondente ,ele 
poderia ser um bom agente tamponante para 
mimetizar um meio fisiológico? Por quê? 
b) Calcule o pH da mistura contendo ácido propiônico 
0,2 M e propionato de sódio 0,05M. 
 
“Essa classificação torna-se importante sob o ponto de vista da 
compreensão da dinâmica dos herbicidas no solo em função do pH do 
meio. Para herbicidas ácidos fracos, quando o pH do solo for igual ao 
seu pKa, a molécula estará 50% na sua forma molecular ou neutra e 
50% na forma dissociada (aniônica). Portanto, quanto menor o pH 
do solo em relação ao pKa do herbicida, maior será a tendência de este 
ser sorvido às partículas coloidais do solo. Ao contrário, quando o pH do 
meio for superior ao pKa do herbicida, este será prontamente 
dissociado e sua capacidade de sorção no solo será 
muito menor.” 
Exercício IV 
Se o pKa da nicotina (base fraca) é 8,5, sua absorção é 
maior pelo pulmão ou pelo estômago?Por quê? 
Exercício V 
O tempo de início de ação de um anestésico (bases fracas) é 
relativamente rápido. No entanto, este início pode ser 
prorrogado se o anestésico, por exemplo, for aplicado em 
um tecido inflamado, piogênico, necessitando assim de 
suplementação da dose. Justifique através de cálculos por 
que isso acontece. 
Dados: 
• pKa anestésico=9,0 
• pH tecido intacto = 7,0 
• pH tecido inflamado = 6,0 
 
Anesthesia & Analgesia 1998;86:379-81 
Cocaína vs. “crack” 
Explique a figura: 
Sabe-se que a sorção do 2,4-D, 
composto ácido com constante 
de ionização (pKa) de 2,8, é 
principalmente determinada pela 
sua dissociação. 
Explique por que o coeficiente de sorção desse herbicida é modificado de acordo 
com o pH do meio. 
Sorção: 
“Processo interfacial referente à 
adesão ou atração de uma ou 
mais camadas iônicas ou 
moleculares para uma superfície” 
( Schwarzenbach, 1993) 
Exercício VI 
pKa: 3,8 
Com base nos mecanismos de sorção e variação do pH, explique o gráfico acima. 
Exercício VII 
A ametrina é uma s-triazina onde os substituintes 
são um grupo tiometil, um grupo etil e um grupo 
isopropil, formando a estrutura que leva o nome 
de N-etil-N-(1-metiletil)-6-(metiltio)-1,3,5 triazina 
2,4-diamina. Ela é um herbicida sistêmico 
amplamente empregado em culturas de abacaxi, 
banana, café, cana-de-açúcar, citrus, milho, etc. 
Sendo razoavelmente estável, ela apresenta uma 
meia-vida de 20 a 100 dias, é muito móvel no 
ambiente e ainda altamente persistente em água 
e solo. Seus resíduos e metabólitos têm sido 
encontrados em águas subterrâneas mesmo 
depois de longos períodos após sua aplicação. A 
ametrina é muito tóxica e pode trazer sérios 
prejuízos à saúde e ao ambiente [2]. 
pKa: 3,8 
Em níveis elevados de pH, a sorção do imazaquin é reduzida devido ao predomínio de sua 
forma aniônica. À medida que o valor do pH se aproxima e se iguala ao do pKa, a 
concentração da forma não-ionizada (molecular) de herbicidas ácidos passa a ser igual à da 
forma aniônica predominante, e a molécula também pode exibir uma ligação com o solo típica 
de herbicidas não-iônicos.... 
CONCLUSÃO: O efeito da matéria orgânica na retenção do imazaquin é dependente do pH. 
Pesq. agropec. bras., Brasília, v.39, n.8, p.787-793, ago. 2004 
Teobromina 
Cafeína 
Cocaína 
Fluoxetina 
Diazepam…