Coloque os compostos abaixo em ordem crescente de acidez e justifique sua resposta.
NH2NH2

ON+O-OH

NH2OH

Passo 1

O enunciado pede para ordenar três compostos em ordem crescente de acidez. O tema é força ácida, que medimos pela constante de dissociação ácida K_a ou pelo seu logarítmo inverso, o pK_a. Quanto menor o pK_a, mais forte é o ácido. Para comparar ácidos de diferentes grupos funcionais, vamos analisar (1) a estabilização da base conjugada por ressonância, (2) efeito indutivo e mesomérico dos substituintes e (3) valores típicos de pK_a.

Passo 2

Primeiro, identifiquemos cada composto e sua função ácida:
• Composto A: \smiles{C/C=C/C=C/[C](N)N}
É uma amina primária alifática (base conjugada é uma amônio).
• Composto B: \smiles{O=[N+]([O-])c1ccc(O)cc1}
É o 4-nitrofenol (grupo –OH ligado a um anel aromático com –N O_{2} no para).
• Composto C: \smiles{Nc1ccc(O)cc1}
É o 4-aminofenol (grupo –OH no anel aromático com –N H_{2} no para).

Passo 3

Agora, vejamos qualitativamente a força ácida de cada um:
– Composto A (amina alifática):
A reação ácida é
\text{R–NH}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{R–NH}_3^+ + \text{OH}^-.
O pK_a típico de um amônio primário está em torno de pK_a\approx10 a 11. A base conjugada \text{R–NH}_3^+ não é estabilizada por ressonância.
– Composto C (4-aminofenol):
A reação ácida é
\text{4-NH}_2\text{-C}_6\text{H}_4\text{-OH} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{4-NH}_2\text{-C}_6\text{H}_4\text{-O}^- + \text{H}_3\text{O}^+.
A base conjugada (fenóxido) tem ressonância no anel, mas o –N H_{2} é doador de elétrons por efeito mesomérico (+M), desestabilizando o íon fenóxido e elevando o pK_a para cerca de pK_a\approx9{,}5 a 10.
– Composto B (4-nitrofenol):
A reação é análoga ao composto C, porém o –N O_{2} no para é forte retirador de elétrons por efeito indutivo (–I) e mesomérico (–M), estabilizando muito bem o íon fenóxido. Isso reduz o pK_a para algo em torno de pK_a\approx7.
Resumindo valores aproximados:
\begin{aligned} pK_a(\text{Amina alifática}) &\sim 10\text{–}11,\\\ pK_a(\text{4-aminofenol}) &\sim 9{,}5\text{–}10,\\\ pK_a(\text{4-nitrofenol}) &\sim 7. \end{aligned}á

Passo 4

Como a ordem crescente de acidez corresponde a pK_a decrescente, temos:
\underbrace{\text{Amina alifática}}_{pK_a\sim10\text{–}11}\;<\;\underbrace{\text{4-aminofenol}}_{pK_a\sim9{,}5\text{–}10}\;<\;\underbrace{\text{4-nitrofenol}}_{pK_a\sim7}.á

Resposta

Crescente de acidez: \smiles{C/C=C/C=C/[C](N)N} < \smiles{Nc1ccc(O)cc1} < \smiles{O=[N+]([O-])c1ccc(O)cc1}.

Exercícios relacionados