Unidade F -Acidez e Basicidade dos Compostos Orgânicos

Relação entre os efeitos eletrônicos, acidez e basicidade

A acidez de compostos orgânicos como fenóis e ácidos carboxílicos e a baixa acidez de compostos como alcoóis pode ser explicada com base nos efeitos eletrônicos. Para apresentar uma acidez considerável ,o composto deve possuir algum fator que o ajude a deslocalizar a carga negativa do ânion(base conjugada)que é formado na ionização.A deslocalização ocorre por efeito ressonante.

 Um fator que aumenta a força ácida de um composto é a deslocalização da carga negativa da base conjugada.
A acidez dos compostos pode ser avaliada pelo Ka. Quanto maior o Ka mais forte é o ácido e menor é o pKa.

Ka 10-18 10-16 10-10 10-5
composto álcool água fenol Ácido carboxílico

Deslocalização da carga negativa do ânion fenóxido

Deslocalização da carga negativa no ânion carboxilato

No ânion alcóxido de um álcool não existe deslocalização da carga negativa da base conjugada e o grupo alquil ligado ao oxigênio promove efeito indutivo positivo, aumentando a densidade eletrônica do oxigênio e diminuindo a estabilidade da base conjugada.

Por isso os álcoois possuem um caráter ácido menor que o da água.

Ácidos carboxílicos podem ser neutralizados por bases fortes,moderadas,fracas e sais de caráter básico como NaHCO3.

Fenóis são neutralizados somente por bases fortes

Os efeitos eletrônicos podem também aumentar ou diminuir a acidez ou basicidade de um composto. Essa influência dos efeitos eletrônicos pode ser notada principalmente nos fenóis, ácidos carboxílicos e aminas.
a) Fenóis
A presença de grupos no anel aromático do fenol pode  aumentar ou diminuir a acidez do fenol.

X⇒ Efeito eletrônico  positivo ⇒diminui a acidez⇒ principalmente em orto e para.
X⇒ Efeito eletrônico  negativo ⇒aumenta a acidez⇒ principalmente em orto e para.

Lembre-se que quanto maior o Ka mais forte é o ácido e  menor é o pKa

Os halogênios são exceções, pois podem fazer efeito indutivo  negativo e mesômero positivo.
Os halogênios aumentam a acidez do fenol.

Os halogênios são exceções, pois podem fazer efeito indutivo negativo e mesômero positivo.

Fenóis são neutralizados somente por bases fortes.

Os halogênios aumentam a acidez do fenol.

b)Ácidos carboxílicos

Quanto maior a cadeia de carbonos (R), menor é a acidez.
O grupo R promove efeito indutivo positivo diminuindo a  estabilidade do ânion carboxilato.

A presença de grupos que promovem efeito indutivo  negativo no grupo R aumenta a acidez do ácido carboxílico. Quanto maior o número de grupos, e quanto menor a distância da carboxila, maior é a acidez.

O efeito indutivo negativo ajuda a deslocalizar a carga negativa do ânion carboxilato aumentando assim a sua estabilidade. 

c) Aminas

Possuem a seguinte ordem decrescente de basicidade:

Quanto maior o Kb mais forte é abase e menor é o pKb.

Aminas secundárias > Aminas primárias > Aminas terciárias >NH3 > Aminas aromáticas


Dimetilamina Kb=5,2.10-4(secundária)

Metilamina Kb=4,4.10-4(primária)

trimetilamina Kb=0,62.10-4(terciária)

Amõnia Kb=1,8.10-5

Fenilamina Kb=3,8.10-10(aromática)

 

 

As aminas secundárias possuem dois grupos alquilas doadores de elétrons (efeito indutivo positivo), sendo, portanto, mais básica que as aminas primárias.Esse efeito aumenta a densidade eletrônica do nitrogênio facilitando a doação do seu par eletrônico. Considerando-se apenas o efeito indutivo dos grupos alquilas, era de se esperar que as aminas terciárias fossem mias básicas. Entretanto a presença de três grupos alquilas em torno do nitrogênio dificulta a aproximação do cátion H+(impedimento espacial ou estérico). Já as aminas aromáticas são menos básicas que a amônia por que o par de elétrons não ligante do nitrogênio pode deslocalizar-se sobre o anel aromático (efeito mesomérico poistivo), tornado-se dessa forma menos disponível para se ligar ao H+