Qual dos compostos abaixo possui maior acidez?
a) Fenol
b) 2-nitrofenol
c) 4-nitrofenol
d) 3-nitrofenol
e) 2,4,6-trinitrofenol
a) Fenol
b) 2-nitrofenol
c) 4-nitrofenol
d) 3-nitrofenol
e) 2,4,6-trinitrofenol
Passo 1
O enunciado pergunta qual dos compostos abaixo possui maior acidez:
a) Fenol
b) 2-nitrofenol
c) 4-nitrofenol
d) 3-nitrofenol
e) 2,4,6-trinitrofenol
a) Fenol
b) 2-nitrofenol
c) 4-nitrofenol
d) 3-nitrofenol
e) 2,4,6-trinitrofenol
Informações fornecidas (lista simples dos compostos): cada opção é um fenol substituído por grupos nitro em diferentes posições, ou o fenol simples sem substituinte.
Passo 2
O que significa “maior acidez” na prática e como medimos isso (aula rápida e prática).
Quando falamos que uma molécula é mais ácida, queremos dizer que ela doa próton mais facilmente. A medida usual é o : quanto menor
, mais forte (mais ácida) é a substância. A reação que descreve a perda do próton no fenol é
Quando falamos que uma molécula é mais ácida, queremos dizer que ela doa próton mais facilmente. A medida usual é o
Para comparar ácidos, comparamos a estabilidade da base conjugada
: quanto mais estabilizada ela estiver, mais favorável é a dissociação e menor será a
.
Passo 3
Quais efeitos influenciam a estabilidade da base conjugada
? (aula bem didática)
- Efeito indutivo (
): grupos eletronegativos puxam densidade eletrônica pela cadeia sigma; isso delocaliza/neutraliza parcialmente a carga negativa e estabiliza . - Efeito ressonante (
ou mesomeria): se o substituinte pode participar da conjugação com o anel aromático (por exemplo, em posições orto ou para), a carga negativa pode ser deslocalizada sobre o anel e até sobre o grupo nitro, o que estabiliza muito a base conjugada. - Interações intramoleculares (por ex. ligação de hidrogênio intramolecular): no orto, o grupo nitro pode formar uma ligação de hidrogênio com o
do fenol; isso estabiliza a forma não dissociada ( ), tornando a perda de próton menos favorecida (ou seja, reduz a acidez relativa). - Solvatação: se a base conjugada for pouco solvatada por efeitos estéricos (muito volumoso ao redor do oxigênio), ela será menos estabilizada em solução e o ácido será menos forte.
Essas ideias nos dizem: nitro (
) é um forte atraidor de elétrons (forte
e
quando em orto/para). Mais nitro = maior estabilização da base conjugada, em geral maior acidez. Mas atenção: orto traz efeito extra (ligações de hidrogênio intramolecular e impedimento de solvatação) que pode reduzir um pouco a acidez comparado ao para, apesar do efeito ressonante.
Passo 4
Análise de cada composto, passo a passo, usando os conceitos acima (vou trazer valores de
conhecidos para ilustrar e comparar — números em TeX):
-
Fenol simples: referência.
- A ausência de grupos atraidores deixa a base conjugada relativamente pouco estabilizada.
-
.
-
4-nitrofenol (para): nitro em posição para.
- O nitro exerce tanto efeito indutivo (
) quanto ressonante ( ) com o anel; a carga negativa em pode ser deslocalizada até o grupo nitro através de estruturas ressonantes. - Isso estabiliza bastante
, diminuindo . - Valor típico:
.
- O nitro exerce tanto efeito indutivo (
-
2-nitrofenol (orto): nitro em posição orto.
- Também permite ressonância que estabiliza a base conjugada, semelhante ao para.
- Porém, no orto há frequentemente uma ligação de hidrogênio intramolecular
que estabiliza a forma não dissociada . Isso reduz a tendência de perder o próton (reduz a acidez relativa). Além disso, o grupo orto pode dificultar a solvatação do ânion , diminuindo a estabilização em solução. - Resultado prático: o
do orto fica muito parecido com o do para, às vezes ligeiramente maior (menos ácido) que o para. - Valor típico:
.
-
3-nitrofenol (meta): nitro em posição meta.
- O nitro em meta exerce basicamente efeito indutivo (
), mas não participa significativamente da deslocalização ressonante da carga negativa proveniente do oxigênio (ou seja, não há boa conjugação → anel → ). - Logo, a estabilização da base é menor do que em orto/para.
- Valor típico:
.
- O nitro em meta exerce basicamente efeito indutivo (
-
2,4,6-trinitrofenol (picrico, “picric acid”): três nitros fortemente atraidores.
- Três grupos
aplicam um grande efeito indutivo e também várias vias de delocalização/resonância da carga negativa no anel para os grupos nitro (nas posições orto e para relativas ao grupo ), estabilizando excepcionalmente bem a base conjugada. - Mesmo que haja interação intramolecular, o efeito global é enorme estabilização da
e, portanto, perda de próton é muito favorecida. - Resultado prático:
é muito baixo — este composto é um ácido forte comparado aos outros fenóis listados. - Valor típico:
.
- Três grupos
Passo 5
Comparação direta usando os
(relembrando: menor
= mais ácido). Lista dos valores típicos citados:
Claramente o menor
é o do 2,4,6-trinitrofenol, logo ele é o mais ácido por uma margem muito grande — a presença de três grupos nitro estabiliza a base conjugada muito mais que os outros substituintes.
Passo 6
Conclusão final e incentivo rápido: como regra prática para a prova — mais grupos nitro (ou outros fortes atratores) em posições que permitam estabilização por ressonância/indutiva aumentam muito a acidez; cuidado com o efeito orto (ligações intramoleculares e solvatação) que pode diminuir ligeiramente a acidez comparada ao para. Você fez bem em pedir a explicação passo a passo — essa visão conceitual serve para várias questões similares. Vai dar certo!
Resposta
e