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UFMG – ICEx – DEPARTAMENTO DE QUÍMICA DISCIPLINA: QUÍMICA ORGÂNICA Professor: Dr. Eufrânio Nunes da Silva Júnior 1 – A reação abaixo ocorrerá? Caso sim, explique por quê? pKa = 4,76 pKa = 6,76 Resposta: Sim. O ácido acético é mais forte do que o ácido carbônico (veja os valores de pKa) e o equilíbrio será deslocado para a direita. 2 – Coloque os compostos em ordem decrescente de acidez e justifique a ordem escolhida. Resposta: O OH Br O OH Br O OH O OH BrBr O OH Br > > > > maior acidez menor acidez A) Efeito Indutivo B) OH NO2 OH OMe OHOH maior acidez menor acidez pka = 10,8 pka = 19,1pka = 18,9pka = 18,0 > > > Os efeitos indutivos e de ressonância estão envolvidos no aumento ou diminuição da acidez. O OH + NaHCO3 O ONa + H2CO3 A) O OH Br O OH Br O OH O OH BrBr O OH Br B) OH NO2 OH OMe OH OH C) O OH Cl O OH Cl O OH Cl 2 C) O OH Cl O OH ClO OH Cl > > maior acidez menor acidez 3 – Coloque os compostos em ordem crescente de acidez e justifique a ordem escolhida. Resposta: A) O OH O2N O OH (Me)3N O OHC O OH pKa = 4,76 pKa = 1,7 + pKa = 1,8 N pKa = 2,4 < < < 4 – Mostre por meio de setas curvas como ocorrerá a reação entre os reagentes abaixo, apresente também os orbitais e pares de elétrons envolvidos. Qual espécie é o nucleófilo e o eletrófilo nas reações, e qual espécie é o ácido e a base? Qual a definição de ácido e base de Lewis? Resposta: (Me)3N: AlCl Cl Cl (Me)3N Al(Cl)3 Base de Lewis Ácido de Lewis (Me)3N: BF F F (Me)3N B(F)3 Base de Lewis Ácido de Lewis Ácidos de Lewis são definidos como receptores de pares de elétrons e bases de Lewis como doadores de pares de elétrons. N(Me)3 pode atuar como nucleófilo e AlCl3 e BF3 são eletrófilos. A) O OH O2N O OH (Me)3N O OH C O OH pKa = 4,76pKa = 1,7 + pKa = 1,8 N pKa = 2,4 B) OH OH OH OH N(Me)3 + AlCl3 N(Me)3+BF3 3 5 – Álcoois podem agir como ácidos fracos ou bases fracas, assim como a água. Mostre a reação de metanol (CH3OH) com: a) HCl (um ácido forte) b) NaNH2 (o íon NH2 - é fortemente básico). Resposta: CH3OH H Cl : CH3OH2 + Cl NH2 - H OCH3 : CH3O + NH3 6- Quais dos compostos abaixo provavelmente agirão como ácidos de Lewis e quais reagirão como bases de Lewis? a) AlBr3 b) CH3CH2NH2 c) BH3 d) HF e) TiCl4 f) NbCl5 Resposta: a) Ácido de Lewis b) Base de Lewis c) Ácido de Lewis d) Ácido de Lewis e) Ácido de Lewis f) Acido de Lewis 7 - a) Levando em consideração os valores de pKa e os efeitos envolvidos, coloque as substâncias abaixo em ordem crescente de acidez justificando sua resposta. HH H HH HH H H H H H pKa = 26 pKa = 50 pKa = 44 Resposta: HH H HH HH H H H H H pKa = 26pKa = 50 pKa = 44 < < A hibridização do orbital em que o próton é removido afeta o pKa. Orbital s está mais próximo do núcleo do que o orbital p, os elétrons possuem energia mais baixa e são mais estáveis. Maior caráter s é mais ácido. 8 - Qual a definição de ácido e base (duro e mole) segundo Pearson? Resposta: Bases de Lewis moles - o átomo que contém o par de elétrons não compartilhado é em geral volumoso e/ou pouco eletronegativo Exemplo: iodeto, tióxidos e carbânions. 4 Espécies neutras, como as olefinas, os acetilenos, os aromáticos e os tioéteres, também são bases moles Bases de Lewis duras - o átomo ou íon que contém o par de elétrons não compartilhado é em geral pequeno e de alta eletronegatividade, como na água, no fluoreto, no hidróxido, no cloreto e no amideto. Essas bases apresentam a nuvem eletrônica pouco polarizável e preferem se ligar a ácidos duros. Ácidos de Lewis duros - em geral, cátions pequenos, como o H+, o Li+ e o Mg2+. Ácidos de Lewis moles - são em geral cátions grandes e pouco eletronegativos, como o Ag+ e o Hg2+. Espécies neutras, como o bromo, a platina e o paládio, também se comportam como ácidos moles.