Colocar em ordem crescente de acidez. Explicar a razão da ordem proposta. Metanol, Fenol, p-Nitrofenol, ác. Benzóico, ác. Acético.
Passo 1
Vou esclarecer o que o exercício pede e quais espécies temos que comparar. O enunciado pede: “Colocar em ordem crescente de acidez” para as seguintes substâncias:
- Metanol (
) - Fenol (
) - p-Nitrofenol (fenol com grupo
no para; escreverei como ) - Ácido acético (
) - Ácido benzóico (
)
“Ordem crescente de acidez” significa do menos ácido para o mais ácido, ou seja, do maior
para o menor
. Vou usar conceitos de estabilidade da base conjugada (ressonância, efeitos indutivos/mesoméricos, efeito do grupo substituinte) e valores típicos de
em água como guia numérico quando necessário.
Passo 2
Princípios básicos que vou usar — mini-aula rápida e prática:
- Acidez em protões segue a facilidade de remoção do
. Uma medida prática é o : quanto menor , mais forte o ácido. - Regra geral de comparação: a substância com a base conjugada mais estabilizada (menor energia) é a mais ácida.
- Mecanismos de estabilização da base conjugada:
- Ressonância (deslocalização de carga) é muito eficaz para estabilizar uma carga negativa.
- Efeito indutivo (
de grupos eletronegativos) também estabiliza, embora normalmente menos que boa ressonância. - Grupos doadores de elétrons (efeito
ou ) desestabilizam a base conjugada e tornam o ácido mais fraco.
- Ordem funcional típica (em água): álcoois simples (muito fracos,
alto) < fenóis (moderados, ) < ácidos carboxílicos (fortes entre orgânicos, ). - Para comparar entre compostos do mesmo tipo, verificar se há substituintes que estabilizam (eletronegativos,
, ) ou desestabilizam (doadores) a base conjugada.
Passo 3
Análise do Metanol
:
- Quando perde
vira metóxido . - A carga negativa fica concentrada no oxigênio; não há ressonância para delocalizar essa carga (só há ligações sigma com um grupamento metila).
- Além disso, o grupo metila é levemente doador (
), o que até desestabiliza um pouco a carga negativa. - Consequência: metóxido é pouco estabilizado → metanol é fraco ácido.
- Valor aproximado:
. Isso nos diz que é o menos ácido do grupo.
Passo 4
Análise do Fenol
:
- Fenol perde
para formar o fenóxido . - Importante: a carga negativa no oxigênio pode ser parcialmente deslocalizada por ressonância ao anel aromático; existem formas ressonantes onde a densidade eletrônica aparece em posições orto e para do anel.
- Essa delocalização de carga estabiliza consideravelmente o fenóxido em comparação com o metóxido.
- Consequência: fenol é muito mais ácido que álcoois simples.
- Valor aproximado:
.
Passo 5
Análise do p-Nitrofenol
:
- É um fenol onde no posição para há um grupo
, que é fortemente retirador de elétrons por indução ( ) e por mesomeria/ressonância ( ): o aceita densidade eletrônica por conjugação. - Ao formar o fenóxido, as formas ressonantes que deslocam carga para o anel agora podem transferir densidade para o grupo
, o que fornece uma estabilização extra da carga negativa. - Resultado: o conjugado base é mais estabilizado que o do fenol simples → aumento da acidez.
- Valor aproximado:
. Isso mostra que é mais ácido que fenol, mas ainda menos ácido que ácidos carboxílicos típicos.
Passo 6
Análise dos Ácidos Carboxílicos: Ácido acético
e Ácido benzóico
- Ambos formam o íon carboxilato
ao perder . - O carboxilato é especialmente estável porque a carga negativa está igualmente deslocalizada entre as duas oxigênios através de ressonância (duas estruturas equivalentes de ressonância). Essa ressonância entre os dois oxigênios confere grande estabilidade à base conjugada — por isso os ácidos carboxílicos são significativamente mais ácidos que fenóis.
- Valores aproximados:
e . - Por que o ácido benzóico é ligeiramente mais ácido que o acético? Principais razões:
- O grupo fenila (
) é, por efeito indutivo, ligeiramente retirador de elétrons em relação ao grupo metila ( ). Esse efeito indutivo retira densidade do grupo carboxilato, ajudando a estabilizar a carga negativa. - Portanto, o conjugado-base do ácido benzóico é um pouco mais estabilizado que o do ácido acético, resultando em
menor para o benzoico (mais ácido).
- O grupo fenila (
- Observação técnica (para não confundir): embora a conjugação direta do grupo carboxilato com o anel aromático exista, formas que deslocariam a carga para o anel degradariam aromaticidade e não são favorecidas; o efeito indutivo é o fator dominante para tornar o benzoato um pouco mais estável que o acetato.
Passo 7
Comparando todos e montando a ordem:
- Resumo dos
aproximados usados para comparar (valores em água, tabelas usuais): -
- Lembrete: ordem crescente de acidez = maior
→ menor . - Assim, indo do menos ácido (maior
) para o mais ácido (menor ): - Metanol (
) — base conjugada pouco estabilizada (sem ressonância). - Fenol (
) — estabilização por ressonância no anel. - p-Nitrofenol (
) — ressonância + forte efeito retirador do . - Ácido acético (
) — carboxilato muito estabilizado por ressonância (duas O). - Ácido benzóico (
) — carboxilato estabilizado por ressonância + efeito indutivo levemente retirador do anel, tornando-o o mais ácido do grupo.
- Metanol (
Passo 8
Dicas rápidas para a prova (como raciocinar sem decorar todos os
):
- Primeiro classifique por grupo funcional: carboxílicos > fenóis > álcoois.
- Dentro de uma classe, procure por substituintes retiradores (
, ) que aumentam acidez, e por doadores que a diminuem. - Para fenóis, grupos eletroatratores em orto/para aumentam fortemente a acidez; para carboxílicos, eletronegatividade do substituinte ligado ao carbono carboxílico importa.
- Se precisar de um número, memorize ordens de grandeza: álcoois (~16), fenóis (~10), p- nitrofenol (~7), ácidos carboxílicos (~4–5).
Resposta
Metanol (
)
Fenol ( )
p-Nitrofenol ( )
Ácido acético ( )
Ácido benzóico ( )
Fenol (
p-Nitrofenol (
Ácido acético (
Ácido benzóico (