Abaixo estão 3 ácidos carboxílicos e seus respectivos valores de pKa. A partir destes dados, faça uma correlação entre a hibridação do carbono, efeitos estereoeletrônicos e a acidez dos três compostos.
ccc CH3 sp^3 CH2-COOH & H2 C=Csp^2-CH-COOH & HC equiv Csp-COOH 4.88 & 4.25 & 1.84

Passo 1

Beleza, aqui o enunciado fala de três ácidos carboxílicos com diferentes hibridações no carbono “vizinho” ao –COOH e seus pKa:
  1. CH3!-!COOH (carbono sp^3), pKa=4.88
  2. H2C!=!CH!-!COOH (carbono sp^2), pKa=4.25
  3. HCequiv C!-!COOH (carbono sp), pKa=1.84
Conteúdo: efeitos estereoeletrônicos (indutivo e ressonância) e hibridação.
O que vamos precisar:
  • Saber o que é hibridação e como ela afeta eletronegatividade.
  • Entender o efeito indutivo (–I) e efeito ressonância (mesmo que parcial).
  • Relacionar tudo pra justificar por que cada ácido fica mais ou menos forte.

Passo 2

Teoria da hibridação e eletronegatividade
  • Quanto mais “s” um orbital tiver, mais eletronegativo o carbono fica.
    • sp^3 tem 25% de caráter s
    • sp^2 tem 33% de caráter s
    • sp tem 50% de caráter s
Logo, chiC(sp)>chiC(sp^2)>chiC(sp^3).
Isso significa que um carbono sp puxa mais densidade eletrônica do grupo –COO⁻ (conjugado), estabilizando melhor a carga negativa.

Passo 3

Efeito indutivo (–I)
  • Grupos que puxam elétrons pela cadeia σ (como um C mais eletronegativo) estabilizam a base conjugada (–COO⁻).
  • O carbono sp ao lado do –COOH aplica um efeito –I mais forte que o sp^2, que por sua vez é mais forte que o sp^3.
  • Quanto mais forte o efeito –I, menor a densidade eletrônica no oxigênio carregado, mais estável (e mais ácido).

Passo 4

Efeito ressonância (para o caso sp^2)
  • No ácido acrílico, H2C!=!CH!-!COO^-, além do indutivo, existe ligeira conjugação entre a dupla ligação e o grupo carboxilato.
  • Essa ressonância adicional estabiliza a carga negativa no –COO⁻, baixando o pKa de 4.88 (acético) para 4.25 (acrílico).

Passo 5

Juntando tudo:
  1. CH3!-!COOH: carbono sp^3, menor chiC, só efeito +I fraco → pKa=4.88 (o mais fraco)
  2. H2C!=!CH!-!COOH: carbono sp^2, maior chiC, efeito –I + leve ressonância → pKa=4.25
  3. HCequiv C!-!COOH: carbono sp, maior chiC, efeito –I forte, quase sem +I → pKa=1.84 (o mais forte)

Resposta

A acidez cresce na ordem:
CH3!-!COOH;(pKa=4.88);<;H2C!=!CH!-!COOH;(pKa=4.25);<;HCequiv C!-!COOH;(pKa=1.84)
Isso acontece porque a hibridação mais rica em caráter s no carbono vizinho ao –COOH aumenta a eletronegatividade e o efeito indutivo estabilizador (com um bônus de ressonância no caso do sp^2).

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