Classifique as espécies abaixo em ordem decrescente de acidez. Justifique sua resposta.
a) \mathrm{CH}_{3} \mathrm{CH}_{2} \mathrm{CH}_{2} \mathrm{OH} \quad \mathrm{CH}_{3} \mathrm{CH}_{2} \mathrm{CO}_{2} \mathrm{H} \quad \mathrm{CH}_{2} \mathrm{CHClCO}_{2} \mathrm{H}

Passo 1

O enunciado pede: classificar em ordem decrescente de acidez (do mais ácido para o menos ácido) as três espécies abaixo e justificar a escolha. As espécies dadas são:
\mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{OH},
\mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{CO}_{2}\mathrm{H},
\mathrm{CH}_{2}\mathrm{CHClCO}_{2}\mathrm{H}.

Passo 2

O que significa “mais ácido”? Vou explicar passo a passo. Em Brønsted–Lowry, um ácido \mathrm{HA} doa um próton e gera sua base conjugada \mathrm{A}^-:
\mathrm{HA} \rightleftharpoons \mathrm{H}^+ + \mathrm{A}^-.
A constante de acidez é
K_a = \frac{[\mathrm{H}^+][\mathrm{A}^-]}{[\mathrm{HA}]},
e o \mathrm{p}K_a é
\mathrm{p}K_a = -\log_{10} K_a.
Quanto maior K_a (ou menor \mathrm{p}K_a), mais forte o ácido. Mas na prática, para comparar ácidos orgânicos, o critério mais usado é: “o ácido que tem a base conjugada mais estável é o mais forte”.

Passo 3

Então a estratégia: para cada espécie eu vou olhar a base conjugada formada depois da perda do próton e avaliar quão estável ela é. Regras úteis e fáceis de lembrar:
  • Deslocalização (ressonância) estabiliza carga negativa muito bem.
  • Grupos retiradores de elétrons por efeito indutivo (como \mathrm{Cl}) estabilizam a carga negativa diminuindo densidade eletrônica.
  • Quanto mais estável (baixa energia) a base conjugada, maior a tendência do ácido original a perder próton.

Passo 4

Analisando \mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{OH} (álcool primário, propanol):
  • Ao perder o próton forma-se o alcóxido \mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{O}^-.
  • Essa carga negativa fica concentrada essencialmente num único oxigênio (sem ressonância que a delocalize).
  • Não há grupos fortemente retiradores de elétrons próximos que estabilizem a carga.
  • Conclusão: a base conjugada é pouco estabilizada → o álcool é relativamente fraco. Para ter uma referência, o \mathrm{p}K_a típico de álcoois como este é da ordem de \mathrm{p}K_a\approx 16 (ou seja, bem pouco ácidos).

Passo 5

Analisando \mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{CO}_{2}\mathrm{H} (ácido propanoico, um ácido carboxílico):
  • Ao perder o próton forma-se o carboxilato \mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{CO}_{2}^-.
  • Importante: o íon carboxilato possui ressonância; a carga negativa fica deslocalizada entre as duas oxigenações do grupo \mathrm{CO}_2^-. Em palavras simples: há duas estruturas-limite que compartilham a carga negativa, diminuindo sua energia.
  • Essa deslocalização é uma estabilização forte comparada ao alcóxido.
  • Conclusão: ácido carboxílico é muito mais forte que o álcool. Referência: \mathrm{p}K_a do ácido propanoico \approx 4,87.

Passo 6

Analisando \mathrm{CH}_{2}\mathrm{CHClCO}_{2}\mathrm{H} (ácido carboxílico com um \mathrm{Cl} em carbono adjacente ao grupo carboxila):
  • Ao perder o próton obtém-se o carboxilato com a mesma ressonância do carboxilato simples, portanto já começa estável.
  • Além disso, o \mathrm{Cl} é um substituinte eletronegativo que puxa densidade eletrônica através da ligação sigma (efeito indutivo, chamado efeito -I). Isso reduz a densidade negativa no ânion carboxilato, estabilizando-o ainda mais.
  • Quanto mais próximo o substituinte retirador estiver do grupo \mathrm{CO}_2, maior seu efeito de estabilização; aqui o \mathrm{Cl} está suficientemente próximo para causar efeito significativo.
  • Conclusão: este ácido carboxílico é mais ácido que o ácido propanoico sem substituinte. Para referência prática, um ácido 2‑clorado numa posição próxima tem \mathrm{p}K_a muito menor que o ácido não substituído (valores típicos: \mathrm{p}K_a próximo de 2{,}8 para o ácido clorado vs \approx 4{,}87 para o não clorado), confirmando que é o mais forte do grupo.

Passo 7

Resumindo a comparação qualitativa:
  • \mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{OH} é o menos ácido porque sua base conjugada não tem ressonância e não é estabilizada por efeitos indutivos.
  • \mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{CO}_{2}\mathrm{H} é bem mais ácido por causa da ressonância do carboxilato.
  • \mathrm{CH}_{2}\mathrm{CHClCO}_{2}\mathrm{H} é o mais ácido porque combina a ressonância do carboxilato com o efeito indutivo retirador de elétrons do \mathrm{Cl}, que estabiliza ainda mais a base conjugada.

Resposta

\mathrm{CH}_{2}\mathrm{CHClCO}_{2}\mathrm{H} > \mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{CO}_{2}\mathrm{H} > \mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{OH}

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