10 (Uerj) Os ácidos carboxílicos e os fenóis são substâncias orgânicas com caráter ácido. Apesar de os ácidos carboxílicos possuírem, em geral, valores de
menores que os dos fenóis, o ácido benzoico apresenta
igual a 4,21, enquanto o 2,4,6-trinitrofenol apresenta
igual a 0,38. Escreva a fórmula estrutural deste fenol e justifique sua acidez superior à do ácido benzoico.
Passo 1
O enunciado compara a acidez do ácido benzoico (
) com a do
,
-trinitrofenol (
) e pede (
) a fórmula estrutural desse fenol e (
) a justificativa para sua acidez ser maior que a do ácido benzoico. O conteúdo envolvido é química orgânica de efeito eletrônico (indutivo e mesomérico) e estabilização de ânions pela ressonância.
Passo 2
O
,
-trinitrofenol, também chamado de ácido pícrico, é o fenol com três grupos nitro substituídos nos carbonos orto e para em relação ao –OH. Sua fórmula estrutural pode ser representada condensadamente por
onde os –N
estão nos carbonos
,
e
do anel benzênico em torno do hidroxila no carbono
.
Passo 3
Ao perder próton, forma-se o ânion fenóxido. Os três grupos –N
exercem forte efeito indutivo retirador de elétrons (
) e também efeito mesomérico retirador (
), delocalizando a carga negativa do oxigênio por ressonância ao longo do anel. Isso estabiliza muito o ânion fenóxido.
Passo 4
No caso do benzoato (ânion do ácido benzoico) a carga negativa se estabiliza por ressonância entre oxigênios e o anel aromático, mas sem a contribuição extra de grupos fortemente retiradores. Já no ânion do
,
-trinitrofenol os –N
intensificam a retirada de densidade eletrônica e estabilizam adicionalmente a carga, tornando o protão muito mais fácil de sair.
Resposta
A fórmula estrutural do
,
-trinitrofenol (ácido pícrico) é o anel benzênico com –OH em
e –N
em
,
e
. Sua acidez é superior à do ácido benzoico porque os três grupos nitro estabilizam fortemente o ânion fenóxido por efeitos indutivo (
) e mesomérico (
), facilitando a perda do próton.