- Para cada uma das afirmações referente às reações de substituição de haletos de alquila, indique verdadeiro (V) ou falso (F).
C. ( ) Os solventes polares próticos favorecem as reações de substituição nucleofílica unimoleculares.
Passo 1
O enunciado pede que eu indique se a afirmação é verdadeira ou falsa. A afirmação C é: “Os solventes polares próticos favorecem as reações de substituição nucleofílica unimoleculares.” Não há outros dados; preciso decidir V (verdadeiro) ou F (falso).
Passo 2
Primeiro vamos entender claramente os termos da afirmação.
- “Solventes polares próticos”: são solventes que têm dipolo (são polares) e átomos de hidrogênio ligados a átomos eletronegativos (como O–H ou N–H), capazes de formar ligações de hidrogênio. Exemplos típicos: água, metanol, etanol.
- “Reações de substituição nucleofílica unimoleculares”: normalmente denotadas por SN1. Em um SN1 a etapa lenta e determinante da velocidade é a ionização do substrato, ou seja, a saída do grupo químico que parte (o leaving group) e a formação de um carbocátion. Esquematicamente:
essa é a etapa lenta; depois vem a ataque do nucleófilo:
A lei de velocidade do SN1 é
ou seja, depende apenas da concentração do substrato (unimolecular).
Passo 3
Agora: como um solvente polar prótico influencia esse mecanismo?
- Solventes polares próticos solvatam (estabilizam) íons através de interações de dipolo e ligações de hidrogênio. Isso significa que tanto o íon negativo que sai (o leaving group
) quanto o carbocátion são mais estabilizados em um solvente prótico polar do que em solventes apolares. - A etapa lenta do SN1 é justamente a formação do carbocátion (ionização). Se o solvente estabiliza o carbocátion e o íon deixado, a energia de ativação dessa etapa diminui e a constante
aumenta. Resultado: a velocidade do SN1 aumenta em solventes polares próticos.
Comparação útil (para fixar a ideia):
- Em SN1 o nucleófilo não participa na etapa lenta; portanto, o fato de solventes próticos “atraírem” e solvatarem nucleófilos (reduzindo sua força) não prejudica muito o passo determinante de velocidade do SN1.
- Em contraste, reações SN2 (bimoleculares) dependem do ataque simultâneo do nucleófilo; solventes polares próticos solvatarem fortemente o nucleófilo reduzem sua reatividade e, portanto, desfavorecem SN2. Por isso diz-se que solventes polares próticos favorecem SN1 (e desfavorecem SN2), enquanto solventes polares apróticos tendem a favorecer SN2.
Passo 4
Resumo da razão: solventes polares próticos estabilizam o carbocátion e o íon leaving group, diminuindo a energia de ativação da etapa de ionização que é a etapa lenta do SN1; por isso aumentam a taxa de SN1. Assim, a afirmação é correta.
Resposta
V