Dentre os pares abaixo, indique o ácido mais forte. Justifique a sua resposta.
\mathrm{H}_{2} \mathrm{CCl} \mathrm{COOH} ou \mathrm{HCCl}_{2} \mathrm{COOH}

Passo 1

O enunciado pede para compararmos a força ácida de \mathrm{H_{2}CClCOOH} (ácido monocloracético) e de \mathrm{HCCl_{2}COOH} (ácido dicloracético). O conteúdo envolvido é força de ácido em função da estabilidade da base conjugada, sobretudo pelo efeito indutivo dos substituintes.

Passo 2

Em química de ácidos de Br\o nsted–Lowry, quanto mais estável for a base conjugada \mathrm{A^{-}}, mais forte é o ácido \mathrm{HA}. A reação genérica é
\mathrm{HA}\;\rightleftharpoons\;\mathrm{H^{+}} + \mathrm{A^{-}},
e sua constante de acidez é
K_{a} = \frac{[\mathrm{H^{+}}]\,[\mathrm{A^{-}}]}{[\mathrm{HA}]}.
Define-se pK_{a} = -\log K_{a}. Quanto menor o pK_{a}, maior o K_{a} e, portanto, mais forte o ácido.

Passo 3

O efeito indutivo (-I) dos átomos de cloro retira densidade eletrônica via cadeia \sigma, estabilizando a carga negativa no oxigênio da carboxilato \mathrm{–COO^{-}}. Cada átomo de Cl próximo ao grupo \mathrm{COOH} aumenta essa estabilização e, portanto, fortalece o ácido.

Passo 4

  • No ácido monocloracético \mathrm{H_{2}CClCOOH} há apenas um Cl atuando com efeito -I.
  • No ácido dicloracético \mathrm{HCCl_{2}COOH} há dois Cl, duplicando aproximadamente esse efeito retirador de elétrons e deixando a base conjugada muito mais estabilizada.

Passo 5

Como \mathrm{HCCl_{2}COOH} gera uma base conjugada mais estabilizada (dois efeitos -I em vez de um), seu K_{a} é maior e seu pK_{a} menor. De fato, experimentalmente
pK_{a}(\text{monocloracético})\approx 2,86, \quad pK_{a}(\text{dicloracético})\approx 1,25,éé
confirmando que o ácido dicloracético é muito mais forte.

Resposta

\mathrm{HCCl_{2}COOH} é o ácido mais forte.

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