Qual é o ácido mais forte:
ou
? Explique sua resposta.
Passo 1
O enunciado dá duas moléculas:
e
. A pergunta é: qual delas é o ácido mais forte?
Informações fornecidas explicitamente pelo enunciado: as fórmulas das duas moléculas acima. Não há outros dados numéricos no enunciado.
Informações fornecidas explicitamente pelo enunciado: as fórmulas das duas moléculas acima. Não há outros dados numéricos no enunciado.
Passo 2
O que significa “ácido mais forte”?
Um ácido é mais forte quando tem maior tendência a doar um próton . Escrevendo a reação de desprotonação geral de um ácido carboxílico
:
Um ácido é mais forte quando tem maior tendência a doar um próton
Aqui,
é a base conjugada. Se a base conjugada for mais estável, a reação favorece mais a direita e o ácido é mais forte. Então, para comparar forças ácidas, a estratégia é comparar a estabilidade de
com a de
.
Passo 3
Por que uma base conjugada de ácido carboxílico é estável? (aula rápida sobre ressonância)
A base conjugada tem o íon carboxilato, onde a carga negativa não fica localizada num só oxigênio: ela é delocalizada entre os dois oxigênios por ressonância. Isso significa que existem formas-resonantes que compartilham a carga, e essa delocalização baixa a energia do íon, tornando-o mais estável. Esquematicamente:
A base conjugada
Portanto, tanto
quanto
já ganham estabilidade por ressonância; a diferença vem de fatores adicionais que estabilizam ou desestabilizam essa carga.
Passo 4
Efeito indutivo: como substituintes próximos afetam a estabilidade da base conjugada (aula prática)
Grupos ligados ao carbono adjacente (o carbono alfa) podem “puxar” ou “empurrar” densidade eletrônica através das ligações sigma. Esse é o chamado efeito indutivo.
Grupos ligados ao carbono adjacente (o carbono alfa) podem “puxar” ou “empurrar” densidade eletrônica através das ligações sigma. Esse é o chamado efeito indutivo.
- Um grupo eletronegativo (como
) puxa densidade eletrônica para si (efeito ), o que ajuda a reduzir a concentração de carga negativa no grupo carboxilato e, portanto, estabiliza o ânion. Stabilizar a base conjugada aumenta a acidez do ácido correspondente. - Um grupo doador de elétrons (como
, que tem efeito indutivo levemente doador e também efeito de hiperconjugação) empurra elétrons para o sistema, aumentando a densidade negativa no carboxilato e desestabilizando a base conjugada, tornando o ácido menos forte.
Passo 5
Aplicando ao nosso caso: comparar
e
- Em
, o substituinte na posição alfa é , que é levemente doador ( ), então ele tende a desestabilizar . - Em
, o substituinte é ligado ao carbono alfa; é eletronegativo e exerce efeito indutivo , retirando densidade eletrônica do grupo carboxilato e estabilizando . Como a base conjugada com é mais estabilizada, o ácido é mais forte.
Passo 6
Um pouco de números para ver a ordem de grandeza (opcional, mas ilustrativo)
Valores experimentais de (medida de acidez) são aproximadamente:
Valores experimentais de
Diferença:
Como
, a razão entre as constantes de acidez é
Isto significa que
é cerca de
vezes mais ácido que
. Esse cálculo confirma quantitativamente o efeito indutivo explicativo.
Passo 7
Resumo didático e dica mnemônica (p/ prova)
- Regra prática: grupos eletronegativos próximos ao grupo ácido aumentam a acidez (puxam elétrons, estabilizam o ânion).
- Grupos doadores tornam o ácido mais fraco.
- Efeito indutivo decai com a distância: quanto mais perto o substituinte eletronegativo, maior o efeito.
Então, na hora da prova, basta identificar o substituinte na posição alfa e decidir se ele puxa ou empurra elétrons.