acidos bases organica

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Prof. Nunes Ácidos e Ácidos e Bases Bases Universidade Federal do Ceará Centro de Ciências Departamento de Química Orgânica e Inorgânica Química Geral e Orgânica Atualizado em outubro/2014 Ácidos e Ácidos e Bases Bases Química Orgânica Química Orgânica Prof. Dr. José Nunes da Silva Jr. [email protected] 1

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organica

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  • Prof. Nunes

    cidos e cidos e BasesBases

    Universidade Federal do CearCentro de CinciasDepartamento de Qumica Orgnica e InorgnicaQumica Geral e Orgnica

    Atualizado em outubro/2014

    DQOI - UFC

    cidos e cidos e BasesBasesQumica OrgnicaQumica Orgnica

    Prof. Dr. Jos Nunes da Silva [email protected]

    1

  • Prof. Nunes

    cidos e Bases cidos e Bases -- DefiniesDefinies

    Somente no finalfinal dodo sculosculo XIXXIX surgiram as primeirasprimeiras idiasidias bemsucedidas que relacionavamrelacionavam estruturaestrutura qumicaqumica comcom propriedadespropriedades cidascidas eebsicasbsicas.

    1884 1884 -- ArrheniusArrhenius

    1923 1923 -- JohannesJohannes BronstedBronsted e Thomas e Thomas LowryLowry

    1923 1923 -- Lewis (Lewis (mais utilizada, pois abrange todos os tipos de reaes mais utilizada, pois abrange todos os tipos de reaes cidocido--basebase))

    DQOI - UFC2

    Svante August ArrheniusArrhenius(18591927)

    Johannes Nicolaus Bronsted(18791947)

    Thomas Martin LowryLowry(18741936)

    Gilbert Newton LewisLewis(18751946)

  • Prof. Nunes

    Definio Definio -- ArrheniusArrhenius

    AutoAuto--ionizao da ionizao da gua: gua: H2O(l) + H2O(l) H3O+

    (aq) + OH-(aq)

    cidocido:: qualquer substncia que quando dissolvida em gua aumentaaumenta aaconcentraoconcentrao dosdos onsons HH OO++.

    DQOI - UFC3

    cidos Bases

    HHClO4 LiOHOH

    HH2SO4 NaOHOH

    HHI KOHOH

    HHBr Ca(OHOH)2

    HHCl Sr(OHOH)2

    HHNO3 Ba(OHOH)2

    concentraoconcentrao dosdos onsons HH33OO++.

    BaseBase:: qualquer substncia que quando dissolvida em gua aumentaaumenta aaconcentraoconcentrao dosdos onsons OHOH--.

  • Prof. Nunes

    Definio Definio -- Bronsted-Lowry

    cidocido:: espcie qumica que cedecede, ou doa, oo prtonprton.

    DQOI - UFC4

    BaseBase:: espcie qumica que receberecebe, ou ganha, oo prtonprton.

  • Prof. Nunes

    Definio Definio -- Bronsted-Lowry

    BaseBase uma espcie qumica que aceita prtonsaceita prtons, OHOH-- apenas um exemplo apenas um exemplo.

    cidoscidos ou basesbases podem ser onons ou substncias moleculares.

    DQOI - UFC5

    Algumas espcies podem agir como podem agir como cidocido ou ou basebase (anfiprticasanfiprticas).

    As reaes reaes cidocido--basebase no se limitam solues aquosas.

    HCl(benzeno) + NH3(benzeno) NH4Cl(s)

  • Prof. Nunes

    DefiniesDefinies

    H+

    + -HCl + H O

    Par conjugado: Par conjugado: 2 espcies que diferem entre si por um prton.2 espcies que diferem entre si por um prton.

    Substncia Anfiprtica: Substncia Anfiprtica: pode comportarpode comportar--se como se como cidocido ou ou basebase..

    DQOI - UFC6

    NH3(aq) + H2O(l) NH4+

    (aq) + OH-(aq)

    H+

    H+

    cidobase

    cido base

    H3O+

    (l) + Cl-(aq)

    HCl(aq) + H2O(aq)

    cido base

    cido base

  • Prof. Nunes

    Definio Definio -- Lewis

    Algumas reaes tm caractersticas de reaes cidocido--basebase, mas nono sese

    enquadramenquadram nono modelomodelo dede BronstedBronsted--LowryLowry. Exemplo:

    Na2O(s) + SO3(g) Na2SO4(s)

    Em 1923, G.N. Lewis percebeu que o conceitoconceito de cidos e de bases

    DQOI - UFC7

    Em 1923, G.N. Lewis percebeu que o conceitoconceito de cidos e de bases

    poderiapoderia serser generalizadogeneralizado parapara incluirincluir reaesreaes dede xidosxidos cidoscidos ee dede

    xidosxidos bsicosbsicos ee muitasmuitas outrasoutras reaesreaes, alm das de transferncia de

    prtons.

    base cido

    par de eltrons

  • Prof. Nunes

    cidos e Bases de cidos e Bases de Lewis

    setaseta curvacurva indica de onde o par

    de eltrons parte e onde chega

    AlClAlCl DimetilterDimetilter

    DQOI - UFC8

    AlClAlCl33cido de Lewiscido de Lewis

    DimetilterDimetilterBase de LewisBase de Lewis

    BoranoBoranocido de Lewiscido de Lewis

    AmniaAmniaBase de LewisBase de Lewis

  • Prof. Nunes

    cidos e Bases de cidos e Bases de Lewis

    H3N:H+ H3N H

    +

    O2-S

    O

    O O

    S

    O

    O O

    -O+

    - -

    DQOI - UFC9

    H3N:BF3

    H3N BF3+ -

    Al3+ + 6 H2O Al(OH2)63+

  • Prof. Nunes

    ExercitandoExercitando

    QualQual oo produtoproduto de cada uma das seguintes reaes?

    DQOI - UFC10

  • Prof. Nunes

    ExercitandoExercitando

    MostreMostre comocomo cadacada umum dosdos seguintesseguintes compostoscompostos reagereage comcom oo onon HOHO--..

    + HO+ HO--

    + HO+ HO--

    + HO+ HO--

    DQOI - UFC11

    + HO+ HO--

    + HO+ HO--

    + HO+ HO--

    + HO+ HO--

    + HO+ HO--

  • Prof. Nunes

    Fora dos cidosFora dos cidos

    O conceito de Bronsted-Lowry de reao cido-base considera a reao

    como reao de transferncia de prton.

    Todavia, til considerar as reaesreaes cidocido--basebase como competiocompetio pelopelo

    prtonprton entreentre asas espciesespcies qumicasqumicas.

    DQOI - UFC12

    cidoscidos fortesfortes sero os que cedemcedem osos prtonsprtons com maiormaior facilidadefacilidade que

    os outros cidos.

    cidobasebasecido

    Cl-(aq) + H3O+

    (aq)HCl(aq) + H2O(l)

    EssencialmenteEssencialmente todastodas asas molculasmolculas dede HClHCldoamdoam seusseus prtonsprtons parapara asas molculasmolculas dede HH22OO..

  • Prof. Nunes

    Fora dos cidosFora dos cidos

    cidos fracosfracos sero os que cedemcedem osos prtonsprtons com menormenor facilidadefacilidade

    que os outros cidos.

    cido fracocido forte

    Cl-(aq) + H3O+

    (aq)HCl(aq) + H2O(l)

    DQOI - UFC13

    PoucaPouca transfernciatransferncia dede HH++

  • Prof. Nunes

    Fora dos cidosFora dos cidos

    Uma reao cido-base normalmentenormalmente avanaavana nana direodireo dodo cidocido maismaisfracofraco.

    cido fracocido forte

    Cl-(aq) + H3O+

    (aq)HCl(aq) + H2O(l)

    1%H3CCOO

    -(aq) + H3O

    +(aqH3CCOOH(aq) + H2O(l)

    DQOI - UFC14

    HClHCl > H> H33OO++ > HF > H> HF > H33CCOOHCCOOH

    acidez diminuiacidez diminui

    H3CCOO-(aq) + H3O

    +(aqH3CCOOH(aq) + H2O(l)

    3%HF(aq) + H2O(l) F

    -(aq) + H3O

    +(aq)

  • Prof. Nunes

    Constantes de AcidezConstantes de Acidez

    Quando imaginamos a composio de uma soluosoluo dede umum cidocido fracofraco em

    gua, consideramos uma soluo que contmcontm:

    1) As molculas ou ons do cido e uma pequenapequena concentraoconcentrao dede suassuas

    basesbases conjugadasconjugadas.

    DQOI - UFC15

    2) Uma pequenapequena concentraoconcentrao dede onsons HH33OO++ formados pela transferncia

    de prtons para as molculas de gua.

    3) Uma muito, muitomuito pequenapequena concentraoconcentrao dede onsons OHOH--, que mantm o

    equilbrio de auto-ionizao.

  • Prof. Nunes

    Constantes de AcidezConstantes de Acidez

    Todas estas espcies esto em equilbrioequilbrio dinmicodinmico.

    Como os cidos e bases conjugados esto em equilbrio na soluo,podemos expressar a composiocomposio dada soluosoluo de um cido ou baseemem termostermos dada constanteconstante dede equilbrioequilbrio para a transferncia de prtons.

    CHCH COOH + HCOOH + H O O HH OO++ + CH+ CH COOCOO--

    DQOI - UFC16

    Ka = [H3O+] [CH3COO

    -]

    [CH3COOH]

    CHCH33COOH + HCOOH + H22O O HH33OO++ + CH+ CH33COOCOO

    --

    Ka = 1,8 x 10-5 (25oC)

  • Prof. Nunes

    Constantes de Acidez e Constantes de Acidez e BasicidadeBasicidade

    As constantesconstantes dede acidezacidez ((KaKa)) e basicidadebasicidade (Kb)(Kb) so comumente indicadas

    atravs de seus logaritmos negativos, pela definio:

    pKa = - log Ka pKb = - log Kb

    DQOI - UFC17

    KaKa grande pKapKa pequeno cido forte cido forte

    KaKa pequeno pKapKa grande cido fracocido fraco

  • Prof. Nunes

    O Balano da ConjugaoO Balano da Conjugao

    O HClHCl classificado como um cidocido forteforte porque est totalmentetotalmente

    desprotonadodesprotonado em gua.

    Como resultado, sua basebase conjugada,conjugada, ClCl--, deve ser muito, muitomuito fracafraca

    receptorareceptora dede prtonsprtons.

    DQOI - UFC18

    cido fracocido forte

    Cl-(aq) + H3O+

    (aq)HCl(aq) + H2O(l)

  • Prof. Nunes

    O Balano da ConjugaoO Balano da Conjugao

    Reciprocamente, o cidocido acticoactico classificado como um cidocido fracofraco

    porque est parcialmenteparcialmente desprotonadodesprotonado em gua.

    Como resultado, sua basebase conjugada,conjugada, CHCH33COOCOO--, deve ser um boaboa

    receptorreceptor dede prtonsprtons, porque ela prontamenteprontamente formaforma molculasmolculas dede

    DQOI - UFC19

    CHCH33COOHCOOH.

    CH3COOH + H2O H3O+ + CH3COO

    -

    Quanto mais forte mais forte o cido mais fraca sua base conjugada mais fraca sua base conjugada

    Quanto mais fracomais fraco o cido mais forte mais forte sua base conjugada

    Resumindo:Resumindo:

  • Prof. Nunes

    cidoscidos e Bases e Bases OrgnicasOrgnicas

    Quando um cidocido forteforte como o cloreto de hidrognio dissolvido em gua,quasequase todostodos osos molculasmolculas sese dissociamdissociam (em ons), o que significa que osprodutosprodutos soso favorecidosfavorecidos nono equilbrioequilbrio.

    DQOI - UFC20

    Quando um cidocido muitomuito maismais fracofraco, como o cido actico, dissolvido emgua, poucaspoucas molculasmolculas sese dissociamdissociam, assim reagentesreagentes soso favorecidosfavorecidos nonoequilbrioequilbrio.

  • Prof. Nunes

    cidoscidos e Bases e Bases OrgnicasOrgnicas

    cido forte alta dissociao cido forte alta dissociao KaKa grande grande pkapka pequenopequeno

    DQOI - UFC21

    cido forte alta dissociao cido forte alta dissociao KaKa grande grande pkapka pequenopequeno

    cido fraco pequena dissociao cido fraco pequena dissociao KaKa pequeno pequeno pkapka grandegrande

    cidos muito fortescidos muito fortes

    cidos moderadamente fortescidos moderadamente fortes

    cidos fracoscidos fracos

    cidos muito fracoscidos muito fracos

  • Prof. Nunes

    cidoscidos e Bases e Bases OrgnicasOrgnicas

    A importncia de cidos e bases orgnicos est intimamente relacionada reatividade destes compostos.

    Os cidos orgnicos mais comuns so os cidoscidos carboxlicoscarboxlicos (compostosque tm um grupo COOH), os quais tm valores de pKapKa queque variamvariam entreentre 33ee 55.

    DQOI - UFC22

  • Prof. Nunes

    cidoscidos e Bases e Bases OrgnicasOrgnicas

    Um cidocido carboxlicocarboxlico pode se comportar como um cidocido ee doardoar umum prtonprton,ou como uma basebase ee aceitaraceitar umum prtonprton.

    DQOI - UFC23

  • Prof. Nunes

    cidoscidos e Bases e Bases OrgnicasOrgnicas

    lcooislcoois, compostos que tm um grupo OH - so cidos orgnicos muitomais fracas que os cidos carboxlicos, com valores de pKapKa prximosprximos aa 1616.

    O metanolmetanol e o etanoletanol so exemplos de lcoois.

    DQOI - UFC24

    Vimos que a gua pode se comportar tanto como um cido e como base.Um lcoollcool se comporta da mesma forma: eleele podepode sese comportarcomportar comocomo umumcidocido ee doardoar umum prtonprton, ou como umauma basebase ee aceitaraceitar umum prtonprton.

  • Prof. Nunes

    cidoscidos e Bases e Bases OrgnicasOrgnicas

    Um compostocomposto protonadoprotonado um composto que ganhouganhou umum prtonprtonadicionaladicional.

    Um lcool ou um cido carboxlico protonadoprotonado um cidocido muitomuito forteforte.

    DQOI - UFC25

    HH++ HH++ HH++

  • Prof. Nunes

    cidoscidos e Bases e Bases OrgnicasOrgnicas

    Uma aminaamina podepode sese comportarcomportar como um cidocido ee doardoar umum prtonprton, ou comouma basebase ee aceitaraceitar umum prtonprton.

    DQOI - UFC26

    AminasAminas, entretanto, tm valores de pKapKa toto altosaltos que elas raramente secomportam como cidos. A amnia tambm tem um alto valor de pKa.

  • Prof. Nunes

    cidoscidos e Bases e Bases OrgnicasOrgnicas

    AminasAminas soso muitomuito maismais propensaspropensas aa agiragir comocomo basesbases.

    Na verdade, as aminas so as bases orgnicas mais comuns.

    Em vez de falar sobre a forafora dede umauma basebase em termos de valor de pKb, maismais fcilfcil falarfalar sobresobre aa forafora dede seuseu cidocido conjugadoconjugado, conformeindicado pelo seu valor de pKa, lembrando que o cido mais forte leva

    DQOI - UFC27

    indicado pelo seu valor de pKa, lembrando que o cido mais forte leva formao de uma base conjugada mais fraca.

  • Prof. Nunes

    cidoscidos e Bases e Bases OrgnicasOrgnicas

    DQOI - UFC28

  • Prof. Nunes

    cidoscidos e Bases e Bases OrgnicasOrgnicas

    Na determinaodeterminao dada posioposio dede equilbrioequilbrio para uma reao cido-base(ou seja, se reagentesreagentes ouou produtosprodutos soso favorecidosfavorecidos nono equilbrioequilbrio), lembre-seque:

    o equilbrio favorece a reao do cido forte e da base forte, e aformao do cido fraco e fraco base.

    o forte reage para gerar o fraco. o equilbrio desloca-se na direo das espcies mais fracas.

    DQOI - UFC29

  • Prof. Nunes

    EfeitosEfeitos EstruturaisEstruturais sobresobre AcidezAcidez e e BasicidadeBasicidade

    A forafora dede umum cidocido determinada pela estabilidadeestabilidade dada basebase conjugadaconjugadaque formada quandoquando oo cidocido doadoa oo seuseu prtonprton.

    quantoquanto maismais estvelestvel aa basebase,, maismais forteforte aa seuseu cidocido conjugadoconjugado.

    Uma basebase estvelestvel uma base que suportasuporta facilmentefacilmente osos eltronseltrons que

    DQOI - UFC30

    Uma basebase estvelestvel uma base que suportasuporta facilmentefacilmente osos eltronseltrons quecompartilhava com um prton. Em outras palavras, basesbases estveisestveis sobasesbases fracasfracas, que no compartilham seus eltrons bem. Assim, podemosdizer:

    quantoquanto maismais fracafraca aa basebase,, maismais forteforte aa seuseu cidocido conjugadoconjugado..

  • Prof. Nunes

    EfeitosEfeitos EstruturaisEstruturais sobresobre AcidezAcidez e e BasicidadeBasicidade

    Os elementoselementos dada segundasegunda linhalinha da tabela peridica so todas do mesmomesmotamanhotamanho, mas eles tmtm eletronegatividadeseletronegatividades muitomuito diferentesdiferentes.

    DQOI - UFC31

    Se olharmos para as bases formadas quando hidrognios esto ligados aestes elementos, vemos que as estabilidadesestabilidades dasdas basesbases tambmaumentamaumentam dada esquerdaesquerda parapara aa direitadireita porque o tomo mais eletronegativo mais capaz de suportar a sua carga negativa.

  • Prof. Nunes

    EfeitosEfeitos EstruturaisEstruturais sobresobre AcidezAcidez e e BasicidadeBasicidade

    Portanto, podemos concluir que quandoquando osos tomostomos soso semelhantessemelhantes ememtamanhotamanho, o cidocido maismais forteforte terter seuseu hidrogniohidrognio ligadoligado aoao tomotomo maismaiseletronegativoeletronegativo.

    O efeitoefeito queque aa eletronegatividadeeletronegatividade do tomo ligado ao hidrognio tem sobreo acidez do hidrognio pode ser apreciado quando os valoresvalores dede pKapKa dedelcooislcoois ee aminasaminas soso comparadoscomparados.

    DQOI - UFC32

    Como o oxigniooxignio maismais eletronegativoeletronegativo que o nitrognionitrognio, um lcoollcool maismais cidocido dodo queque umauma amina.

  • Prof. Nunes

    EfeitosEfeitos EstruturaisEstruturais sobresobre AcidezAcidez e e BasicidadeBasicidade

    Da mesma forma, um lcoollcool protonadoprotonado maismais cidocido do que uma aminaaminaprotonadaprotonada.

    DQOI - UFC33

  • Prof. Nunes

    EfeitosEfeitos EstruturaisEstruturais sobresobre AcidezAcidez e e BasicidadeBasicidade

    Na comparao de tomostomos comcom tamanhostamanhos muitomuito diferentesdiferentes, o tamanhotamanhododo tomotomo maismais importanteimportante dodo queque aa suasua eletronegatividadeeletronegatividade paradeterminar o quo bem ele suporta sua carga negativa.

    Por exemplo, como que descemosdescemos umauma colunacoluna na tabela peridica, oselementoselementos tmtm eletronegatividadeseletronegatividades sucessivamentesucessivamente menoresmenores, mas aestabilidadeestabilidade dada basebase aumentaaumenta, ento a forafora dodo cidocido conjugadoconjugadoaumentaaumenta. Assim, o HI o cido mais forte dentre os hidrcidos, apesar deiodo ser o menos eletronegativo dos halognios.

    DQOI - UFC34

    iodo ser o menos eletronegativo dos halognios.

  • Prof. Nunes

    EfeitosEfeitos EstruturaisEstruturais sobresobre AcidezAcidez e e BasicidadeBasicidade

    Assim, com o aumentoaumento dodo tamanhotamanho dosdos onsons haleto, a sua estabilidadeestabilidadeaumentaaumenta porque a sua negativanegativa cargacarga estest espalhadaespalhada porpor umum maiormaior volumevolumedede espaoespao, diminuindodiminuindo suasua densidadedensidade dede eltronseltrons.

    Portanto, HI o cido mais forte do halogenetos de hidrognio, porque oiodeto o on haleto mais estvel, apesar de iodo ser o menoseletronegativo dos halognio.

    DQOI - UFC35

  • Prof. Nunes

    EfeitosEfeitos EstruturaisEstruturais sobresobre AcidezAcidez e e BasicidadeBasicidade

    Embora o prtonprton cidocido de cada um dos seguintes cinco cidos carboxlicosesteja ligadoligado aa umum tomotomo dede oxigniooxignio, osos cincocinco compostoscompostos tmtm acidezacidezdiferentesdiferentes:

    DQOI - UFC36

    Essa diferena indica que deve haver um fatorfator que nono sejaseja aa naturezanatureza dodotomotomo ao qual o hidrognio ligado, queque afetaafeta aa acidezacidez.

  • Prof. Nunes

    EfeitoEfeito IndutivoIndutivo

    Um tomo de halognio eletronegativo puxapuxa osos eltronseltrons da ligao emem suasuadireodireo.

    PuxarPuxar eltronseltrons atravsatravs ligaesligaes sigmasigma ((ss)) chamado de efeitoefeito indutivoindutivo.

    Se olharmos para a base conjugada de um cido carboxlico, vemos que oefeitoefeito indutivoindutivo estabilizaestabiliza aa basebase conjugadaconjugada atravs da diminuio da

    DQOI - UFC37

    efeitoefeito indutivoindutivo estabilizaestabiliza aa basebase conjugadaconjugada atravs da diminuio dadensidade de eltrons sobre o tomo de oxignio.

    Estabilizar uma base aumentaaumenta aa acidezacidez dodo seuseu cidocido conjugadoconjugado.

    efeito indutivo efeito indutivo retiradorretirador

  • Prof. Nunes

    efeito indutivo efeito indutivo retiradorretirador

    EfeitoEfeito IndutivoIndutivo

    DQOI - UFC38

    Quanto mais eletronegativo for o halognio, mais intenso ser o efeitoefeitoindutivoindutivo.

    MaisMais estvelestvel serser aa basebase conjugadaconjugada.

    MaisMais cidocido serser oo compostocomposto..

  • Prof. Nunes

    O efeitoefeito de um substituinte sobre a acidez de um composto diminuidiminui medidamedida queque aa distnciadistncia entreentre oo substituintesubstituinte ee oo tomotomo dede oxigniooxignio

    EfeitoEfeito IndutivoIndutivo

    DQOI - UFC39

    medidamedida queque aa distnciadistncia entreentre oo substituintesubstituinte ee oo tomotomo dede oxigniooxignioaumentaaumenta.

  • Prof. Nunes

    MaisMais exemplosexemplos

    EfeitoEfeito IndutivoIndutivo

    DQOI - UFC40

  • Prof. Nunes

    A hibridizaohibridizao dodo orbitalorbital a partir do qual o prton removido tambm afetaafetaoo pKapKa..

    EfeitoEfeito dada HibridizaoHibridizao

    DQOI - UFC41

  • Prof. Nunes

    A hibridizaohibridizao remotaremota tambm afetaafeta oo pKapKa..

    Quanto maior for o cartercarter ss de um orbital s, estvel sero os eltrons nele.

    Isso faz com que um carbono hibridizado spsp seja mais eletronegativoeletronegativo doque um spsp22 um, que por sua vez mais eletronegativoeletronegativo que o carbono spsp33.

    EfeitoEfeito dada HibridizaoHibridizao

    DQOI - UFC42

  • Prof. Nunes

    Todos os substituintessubstituintes nos exemplos anteriores eram retiradoresretiradores dedeeltronseltrons, fato ete que aumentavaaumentava aa estabilidadeestabilidade dasdas basesbases conjugadasconjugadas e,consequentemente, aumentavaaumentava aa acidezacidez dosdos cidoscidos.

    Quais seriam os efeitos resutantes da presena de gruposgrupos doadoresdoadores dedeeltronseltrons sobre a acidez dos compostos?

    GruposGrupos EletrnEletrn DoadoresDoadores

    DQOI - UFC43

    Estes gruposgrupos desestabilizam a base conjugada, porque,em vez de ajudar a espalhar-se a carga negativa, eles aumentam adensidade de carga.

    Os gruposgrupos doaresdoares dede eltronseltrons maismais comunscomuns nana qumicaqumica orgnicaorgnica so osgruposgrupos alquilaalquila.

  • Prof. Nunes

    DeslocalizaoDeslocalizao de de EltronsEltrons

    Um cidocido carboxlicocarboxlico muitomuito maismais forteforte que um lcoollcool, logo temtem umauma basebase conjugadaconjugada consideravelmenteconsideravelmente maismais estvelestvel.

    DQOI - UFC44

    H doisdois fatoresfatores que tornam a base conjugada de um cido carboxlico paraser mais estvel do que a base conjugada de um lcool.

    1) a retirada de eltrons (efeitoefeito indutivoindutivo) pelo oxignio da carboniladiminui a densidade de eltrons do on.

    2) a densidade de eltrons mais diminuda pela deslocalizaodeslocalizao dedeeltronseltrons.

  • Prof. Nunes

    DeslocalizaoDeslocalizao de de EltronsEltrons

    DQOI - UFC45

  • Prof. Nunes

    DeslocalizaoDeslocalizao de de EltronsEltrons

    Os seguintes mapasmapas dede potencialpotencial mostram que h menormenor densidadedensidade dedeeltronseltrons nono oxigniooxignio tomostomos nono onon carboxilatocarboxilato (regio de laranja) do queno tomotomo dede oxigniooxignio dodo onon alcxidoalcxido (regio vermelha):

    DQOI - UFC46

  • Prof. Nunes

    DeslocalizaoDeslocalizao de de EltronsEltrons

    DQOI - UFC47

  • Prof. Nunes

    pKapKa x x EstabilidadeEstabilidade das Bases das Bases ConjugadasConjugadas

    DQOI - UFC48

  • Prof. Nunes

    Os compostos nitrogenados tambm podem atuar como cidos.

    Nestes compostos, a estabilidade da base conjugada tambm afetar o pKados mesmos.

    NitrogniosNitrognios cidoscidos

    DQOI - UFC49

  • Prof. Nunes

    A base uma substncia que pode aceitar um prton atravs docompartilhamento de um par de eltrons.

    BasicidadeBasicidade de de CompostosCompostos NitrogenadosNitrogenados

    DQOI - UFC50

    ComoComo podemospodemos medirmedir aa forafora dede umauma base?base?

    QuaisQuais osos fatoresfatores queque afetamafetam aa basicidadebasicidade dede umum compostocompostonitrogenado?nitrogenado?

  • Prof. Nunes

    Podemos aumentaraumentar aa basicidadebasicidade dede umum nitrognionitrognio aumentandoaumentando suasuadensidadedensidade eletrnicaeletrnica ligando um grupogrupo doadordoador dede eltronseltrons (grupo alquila,por exemplo).

    Analisemos alguns dados:

    BasicidadeBasicidade de de CompostosCompostos NitrogenadosNitrogenados

    DQOI - UFC51

  • Prof. Nunes

    BasicidadeBasicidade de de CompostosCompostos NitrogenadosNitrogenados

    DQOI - UFC52

    Todas as aminasaminas so maismais bsicasbsicas do que a amnia.

    pKpKaHaH maior maior cicido conjugado mais fraco do conjugado mais fraco Base mais forteBase mais forte

    Todas as aminasaminas 22asas so maismais bsicasbsicas do que as aminasaminas 11asas .

    Maioria das aminasaminas 33asas so menosmenos bsicasbsicas do que as aminasaminas 11asas.

    Basicidade: Basicidade: amnia amnia

  • Prof. Nunes

    ComoComo explicarexplicar esteeste desviodesvio dodo comportamento?comportamento?

    A basicidade observada resulta de uma combinao de doisdois efeitosefeitos:1) o aumento da disponibilidade do par de eltrons livres e a estabilizaoestabilizao

    dada cargacarga resultanteresultante positivapositiva, o que aumentaaumenta comcom aa substituiosubstituiosucessivasucessiva dede tomostomos dede hidrogniohidrognio porpor gruposgrupos alquilaalquila.

    BasicidadeBasicidade de de CompostosCompostos NitrogenadosNitrogenados

    Basicidade: Basicidade: amnia amnia

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    BasicidadeBasicidade de de CompostosCompostos NitrogenadosNitrogenados

    Basicidade: Basicidade: amnia amnia

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    AmniaAmnia x x AminasAminas 11asas

    Basicidade: Basicidade: amnia amnia

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    AminasAminas 11asas x x AminasAminas 22asas

    Basicidade: Basicidade: aminasaminas 11asas

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    AminasAminas 11asas x x AminasAminas 33asas

    Basicidade: Basicidade: aminasaminas 33asas

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    ExerccioExerccio

    A ordemordem dede basicidadebasicidade para determinadas butilaminasbutilaminas emem clorobenzenoclorobenzeno aseguinte:

    Todavia, emem guagua a ordem diferente:

    NH2Bu N

    Bu

    Bu

    H N

    BuBu

    Bu

    DQOI - UFC58

    JustifiqueJustifique estaesta diferenadiferena dede basicidadebasicidade nosnos diferentesdiferentes solventessolventes..

    NH2Bu N

    Bu

    Bu

    HN

    BuBu

    Bu

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    BasicidadeBasicidade de de CompostosCompostos NitrogenadosNitrogenados

    EfeitosEfeitos queque diminuemdiminuem aa densidadedensidade eletrnicaeletrnica nono nitrognionitrognio..

    O parpar dede eltronseltrons nono nitrognionitrognio serser menosmenos disponveldisponvel para protonao, e aaminaamina menosmenos bsicobsico, se:

    o tomo de nitrognio estiver ligado a um grupogrupo eltroneltron retiradorretirador. o par de eltrons livres est em um orbitalorbital hibridizadohibridizado spsp ouou spsp22. o par de eltrons livres esteja conjugadoconjugado comcom umum grupogrupo retiradorretirador dede

    DQOI - UFC59

    o par de eltrons livres esteja conjugadoconjugado comcom umum grupogrupo retiradorretirador dedeeltronseltrons.

    o par de eltrons livres est envolvidoenvolvido nana manutenomanuteno dadaaromaticidadearomaticidade dada molculamolcula.

  • Prof. Nunes

    BasicidadeBasicidade de de CompostosCompostos NitrogenadosNitrogenados

    EfeitosEfeitos queque diminuemdiminuem aa densidadedensidade eletrnicaeletrnica nono nitrognionitrognio..

    O parpar dede eltronseltrons nono nitrognionitrognio serser menosmenos disponveldisponvel para protonao, e aaminaamina menosmenos bsicobsico, se:

    o tomo de nitrognio estiver ligado a um grupogrupo eltroneltron retiradorretirador.

    DQOI - UFC60pKpKaHaH maior maior cicido conjugado mais fraco do conjugado mais fraco Base mais forteBase mais forte

  • Prof. Nunes

    BasicidadeBasicidade de de CompostosCompostos NitrogenadosNitrogenados

    EfeitosEfeitos queque diminuemdiminuem aa densidadedensidade eletrnicaeletrnica nono nitrognionitrognio..

    O parpar dede eltronseltrons nono nitrognionitrognio serser menosmenos disponveldisponvel para protonao, e aaminaamina menosmenos bsicobsico, se:

    o par de eltrons livres est em um orbitalorbital hibridizadohibridizado spsp ouou spsp22.

    DQOI - UFC61pKpKaHaH menor menor cicido conjugado mais forte do conjugado mais forte Base mais fracaBase mais fraca

  • Prof. Nunes

    BasicidadeBasicidade de de CompostosCompostos NitrogenadosNitrogenados

    EfeitosEfeitos queque diminuemdiminuem aa densidadedensidade eletrnicaeletrnica nono nitrognionitrognio..

    O parpar dede eltronseltrons nono nitrognionitrognio serser menosmenos disponveldisponvel para protonao, e aaminaamina menosmenos bsicobsico, se:

    o par de eltrons livres esteja conjugadoconjugado comcom umum grupogrupo retiradorretiradordede eltronseltrons.

    DQOI - UFC62pKpKaHaH menor menor cicido conjugado mais forte do conjugado mais forte Base mais fracaBase mais fraca

  • Prof. Nunes

    BasicidadeBasicidade de de CompostosCompostos NitrogenadosNitrogenados

    EfeitosEfeitos queque diminuemdiminuem aa densidadedensidade eletrnicaeletrnica nono nitrognionitrognio..

    O parpar dede eltronseltrons nono nitrognionitrognio serser menosmenos disponveldisponvel para protonao, e aaminaamina menosmenos bsicobsico, se:

    o par de eltrons livres esteja conjugadoconjugado comcom umum grupogrupo retiradorretiradordede eltronseltrons.

    DQOI - UFC63pKpKaHaH menor menor cicido conjugado mais forte do conjugado mais forte Base mais fracaBase mais fraca

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    BasicidadeBasicidade de de CompostosCompostos NitrogenadosNitrogenados

    o par de eltrons livres est envolvidoenvolvido nana manutenomanuteno dada aromaticidadearomaticidade dadamolculamolcula.

    DQOI - UFC64

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    BasicidadeBasicidade de de CompostosCompostos NitrogenadosNitrogenados

    o par de eltrons livres est envolvidoenvolvido nana manutenomanuteno dada aromaticidadearomaticidade dadamolculamolcula.

    DQOI - UFC65pKpKaHaH menor menor cicido conjugado mais forte do conjugado mais forte Base mais fracaBase mais fraca

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    pKpKaHaHss

    DQOI - UFC66

  • Prof. Nunes

    pKpKaHaHss

    DQOI - UFC67

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    ExercciosExerccios

    1) Cada um dos seguintes pares de compostos sofre uma reao cido-base deBrnsted para que o equilbrio est para a direita. DD osos produtosprodutos dede cadacada reao,reao, eeidentifiqueidentifique oo cido,cido, aa base,base, oo cidocido conjugadoconjugado ee aa basebase conjugadaconjugada.

    DQOI - UFC68

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    ExercciosExerccios

    2) O pKa de metanol (CH3OH) e methanethiol (CH3SH) so 16 e 11, respectivamente.Que mais bsico, ou KOCH3 KSCH3?

    DQOI - UFC69

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    ExercciosExerccios

    3) Desenhe o cidocido conjugadoconjugado de cada um dos seguintes compostos:

    DQOI - UFC70

    4) Desenhe a basebase conjugadaconjugada de cada um dos seguintes compostos:

  • Prof. Nunes

    ExercciosExerccios

    4) Complete as equaes qumicas:

    DQOI - UFC71

  • Prof. Nunes

    ExercciosExerccios

    5) Complete as equaes qumicas:

    DQOI - UFC72

  • Prof. Nunes

    ExercciosExerccios

    6) Indique a base mais forte em cada um dos pares:

    DQOI - UFC73

  • Prof. Nunes

    7) Indique o compostocomposto maismais cidocido em cada par que segue.

    ExerccioExerccio

    DQOI - UFC74

  • Prof. Nunes

    8) Para cada um dos seguintes compostos em ordemordem decrescentedecrescente de acidez.

    ExerccioExerccio

    DQOI - UFC75

  • Prof. Nunes

    ExerccioExerccio

    9) Liste os seguintes compostos em indique qual a basebase maismais forteforte..

    DQOI - UFC76

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    ExerccioExerccio

    10) Indique o produto formado em cada uma das reaes:

    DQOI - UFC77

  • Prof. Nunes

    ExerccioExerccio

    11) Indique o produto formado na reao de cada um dos substratos com o onhidrxido:

    DQOI - UFC78

  • Prof. Nunes

    ExerccioExerccio

    12) D os produtos das seguintes reaes cido-base, e indique se os reagentes ou osprodutos sero favorecidos em equilbrio.

    DQOI - UFC79

  • Prof. Nunes

    ExerccioExerccio

    13) a) Liste os seguintes cidos carboxlicos em ordem decrescente de acidez:

    b) Como que a presena de um substituinte electronegativo, como Cl afeta a acidezde um cido carboxlico?

    DQOI - UFC80

    c) Como que a localizao do substituinte afeta a acidez de um cido carboxlico?

  • Prof. Nunes

    ExerccioExerccio

    14) Para cada um dos seguintes pares de reaes, indique qual ter uma constante deequilbrio mais favorvel (ou seja, favorecer produtos):

    DQOI - UFC81

  • Prof. Nunes

    ExerccioExerccio

    15) Como voc pode separar uma mistura dos seguintes compostos? Os reagentesdisponveis so ter, gua, 1,0 M HCl, e 1,0 M NaOH.

    DQOI - UFC82

  • Prof. Nunes

    ExerccioExerccio

    16) Desenhe o cido conjudado de cada uma das espcies:

    DQOI - UFC83

  • Prof. Nunes

    ExerccioExerccio

    17) Desenhe o base conjugada mais estvel de cada uma das espcies:

    DQOI - UFC84

  • Prof. Nunes

    ExerccioExerccio

    18) Qual das seguintes espcies pode se comportar como um cido de Lewis?

    DQOI - UFC85

  • Prof. Nunes

    ExerccioExerccio

    19) Qual das seguintes espcies pode se comportar como uma base de Lewis?

    DQOI - UFC86

  • Prof. Nunes

    ExerccioExerccio

    20) Em cada par, indique qual a base mais forte.

    DQOI - UFC87

  • Prof. Nunes

    ExerccioExerccio

    21) Arranje os compostos em ordem crescente de fora de acidez.

    DQOI - UFC88

  • Prof. Nunes

    ExerccioExerccio

    22) Arranje os compostos em ordem crescente de fora de basicidade.

    DQOI - UFC89

  • Prof. Nunes

    ExerccioExerccio

    23) Arranje os compostos em ordem crescente de fora de acidez.

    DQOI - UFC90

  • Prof. Nunes

    ExerccioExerccio

    24) Indique o sentido que ser favorecido em cada uma das seguintes reaes.

    DQOI - UFC91

  • Prof. Nunes

    ExerccioExerccio

    25) Complete as equaes e indique o sentido que ser favorecido.

    DQOI - UFC92

  • Prof. Nunes

    ExerccioExerccio

    26) Identifique o hidrognio mais cido em cada um dos compostos.

    DQOI - UFC93

  • Prof. Nunes

    ExerccioExerccio

    27) Escreva a estrutura dos produtos formados em cada uma das reaes queseguem.

    DQOI - UFC94

  • Prof. Nunes

    ExerccioExerccio

    28) Explique qual o mais bsico:

    DQOI - UFC95

  • Prof. Nunes

    ExerccioExerccio

    29) Explique porque ocorre a protonao no oxignio e no no nitrognio.

    DQOI - UFC96