Coloque os compostos em ordem decrescente de acidez e justifique a ordem escolhida.
Passo 1
O enunciado pede: colocar os cinco compostos fornecidos em ordem decrescente de acidez e justificar a ordem. Aqui estão as cinco fórmulas (peguei exatamente os SMILES do enunciado) e a posição do bromo em cada uma (contando a partir do carbono da carboxila como
):
-
— bromo em (carbono em relação ao grupo carboxila). -
— bromo em (carbono ). -
— ácido butanoico sem bromo. -
— dois bromos no (carbono geminalmente substituído, ou seja, -dibromo). -
— bromo em (carbono , terminal).
O que se pede é comparar a força ácida de cada ácido carboxílico (maior acidez = maior estabilização da base conjugada após perda de
).
Passo 2
O conceito central: acidez de um ácido carboxílico depende de quão bem a base conjugada (o ânion carboxilato) é estabilizada. A desprotonação geral é:
Explicando devagar:
- A base conjugada
tem a carga negativa que está deslocalizada (ressonância) entre as duas chamadas oxigênios da carboxilato — essa ressonância dá uma estabilidade intrínseca aos carboxilatos. - Substituintes no esqueleto
influenciam essa estabilidade por efeitos elétricos (indutivo, mesomérico etc.). Para os nossos compostos, o efeito relevante é o efeito indutivo (eletronegatividade do bromo) porque o bromo está ligado por ligações simples, não conjugadas ao grupo .
Passo 3
Efeito indutivo explicado de forma prática:
- Átomos elétron-atratores (como
) puxam densidade eletrônica através das ligações sigma, diminuindo a densidade negativa próxima ao grupo carboxilato e, portanto, estabilizando o ânion. Isso favorece a desprotonação e aumenta a acidez. - Importante: o efeito indutivo decai rapidamente com a distância. Um substituinte em
(α) tem efeito muito maior que em (β), e em (γ) o efeito é ainda menor e às vezes quase desprezível. - Além disso, efeitos são aproximadamente aditivos: dois substituintes eletronegativos próximos (por exemplo, dois
em ) estabilizam a base mais do que um só.
Passo 4
Aplicando isso aos compostos — análise um a um (sempre pensando na estabilidade da base conjugada):
-
— dois no carbono . Cada exerce efeito indutivo puxando elétrons para longe do centro negativo do carboxilato. Como estão no carbono imediatamente adjacente ( ), esse efeito é muito eficiente. Dois juntos produzem uma estabilização claramente maior do que um só. Logo, deve ser o mais ácido. -
— um no carbono . Também estabiliza fortemente a base conjugada, mas menos que o dibromo geminal. Portanto, vem logo após . -
— o está no carbono (um carbono a mais de distância do grupo carboxila que o ). Ainda exerce efeito indutivo, mas bastante reduzido em comparação ao . Assim, é menos ácido que , mas mais ácido que o composto com ainda mais distante ou sem . -
— no carbono (mais distante). O efeito indutivo aqui é fraco; há pouca estabilização adicional da base conjugada comparado ao ácido não substituído. Logo, será apenas ligeiramente mais ácido (se for que é) que o ácido sem substituinte, ou praticamente similar. -
— ácido butanoico sem bromo. Tem apenas a estabilização por ressonância do carboxilato e nenhum efeito indutivo adicional. Será o menos ácido do grupo.
Passo 5
Observações finais e possíveis dúvidas que caem na prova:
- Não confundir efeito indutivo com efeito mesomérico/resonância;
ligado por simples cadeia alifática não participa em ressonância com o grupo carboxila. - Halogênios são levemente doadores por efeito de ressonância quando diretamente ligados a um sistema π, mas aqui isso não se aplica; o efeito importante é o
. - O número de substituintes próximos conta: dois
α > um α. - Em uma questão de prova, um argumento padrão e suficiente é: (1) desenhar a base conjugada, (2) comparar proximidade e número de substituintes eletronegativos, (3) concluir pela maior estabilização da base → maior acidez.
Passo 6
Conclusão narrativa (sem cálculos numéricos): levando em conta a intensidade do efeito indutivo e a distância ao grupo carboxila, a ordem decrescente de acidez esperada é:
- primeiro os compostos com substituintes
no carbono — com dois sendo o mais forte; - depois
-monobromo; - em seguida
-bromo; - depois
-bromo; - por último o ácido não substituído.
Resposta
CCC(Br)(Br)C(=O)OCCC(Br)C(=O)OCC(Br)CC(=O)OO=C(O)CCCBrCCCC(=O)O