Distribua os seguintes compostos em ordem decrescente de acidez:
Passo 1
O enunciado pede que a gente coloque em ordem decrescente de acidez os três compostos fornecidos. Os compostos listados são:
,
e
.
Observação sobre notação: vou interpretar
como a forma usual do álcool protonado, que escrevo como
(íon oxônio formado por protonação do oxigênio do etanol).
Não há outras informações extras no enunciado, então partimos desses três para comparar acidez.
Não há outras informações extras no enunciado, então partimos desses três para comparar acidez.
Passo 2
O que significa “mais ácido”? Vou explicar devagar e com calma.
- Acidez de uma espécie química (no contexto ácido-básico) é a tendência dela a doar um próton
. Escrevemos a dissociação genérica como
- A força do ácido é medida pelo pKa: quanto menor o pKa, mais forte é o ácido (mais fácil de doar
). Não preciso das contas do pKa aqui, só a relação qualitativa. - Critério prático e muito usado: comparar a estabilidade da base conjugada
. Um ácido é mais forte quando sua base conjugada é mais estável (porque perder próton leva a algo estável). - Outros fatores que estabilizam carga negativa numa base conjugada:
- eletronegatividade (carga em átomos mais eletronegativos fica mais estável),
- ressonância (distribui a carga),
- efeito indutivo (grupos doadores de elétrons desestabilizam carga negativa; grupos retiradores a estabilizam),
- carga formal: perder um próton de uma espécie carregada positivamente gera uma espécie neutra — isso costuma ser muito favorecido (pois neutralizar carga positiva é estabilizante).
Agora vamos aplicar isso caso a caso.
Passo 3
Analisando
(álcool protonado, íon oxônio):
- Reação de perda de próton:
- A base conjugada aqui é
(etanol neutro). Observe que a espécie inicial tem carga positiva e, ao perder , a carga positiva é removida -> formou-se uma molécula neutra. Neutralizar uma carga positiva é energeticamente bastante favorável: a espécie inicial é relativamente instável por ter carga positiva localizada no oxigênio e perder um próton leva a uma espécie muito mais estável (neutra). - Conclusão qualitativa:
é um ácido forte (pKa negativo na prática), muito mais ácido que um álcool neutro. Em química orgânica básica, íons oxônio têm pKa tipicamente muito baixos (ex.: pKa cerca de a para espécies semelhantes).
Passo 4
Analisando
(etanol, álcool neutro):
- Reação de perda de próton:
- A base conjugada é o alcóxido
. O oxigênio é eletronegativo e consegue acomodar carga negativa razoavelmente bem, então isso dá alguma estabilização. - Porém, o grupo etila (
) é levemente dador de elétrons por efeito indutivo, o que desestabiliza a carga negativa no oxigênio (tornando o álcool menos ácido do que se houvesse grupos retiradores). - Na prática, o pKa do etanol é cerca de
. Isso significa que etanol é um ácido fraco (do ponto de vista de doar próton em solução aquosa), mas muito mais ácido que hidrocarbonetos e que é muito menos ácido que íons oxônio.
Passo 5
Analisando
(éter dimetílico):
- Importante: um éter não tem hidrogênio diretamente ligado ao oxigênio (não tem O–H), então não existe um próton “óptimo” para doar como em um álcool. A acididade típica de éteres refere-se à remoção de prótons de carbonos alfa (adjacentes ao oxigênio), o que gera um carbanion ou um espécie muito instável. A reação típica seria:
mas formar
(um carbanion) é energeticamente muito desfavorável.
- Consequência: éteres são muchíssimo menos ácidos que álcoois. Em números, pKa de hidrogênios adjacentes ao oxigênio em éteres está na faixa de
(muito fraco), ou seja, praticamente não doam prótons em condições normais. - Além disso, o oxigênio do éter é mais usado como base (ele aceita prótons mais facilmente — protona-se o éter, formando o oxônio — do que doar prótons).
- Em resumo:
é muito menos ácido que .
Passo 6
Comparando as três espécies com base nas análises acima:
-
(álcool protonado) é o mais ácido porque a perda de neutraliza a carga positiva e gera uma molécula neutra estável. -
(etanol) é o seguinte: perde formando um alcóxido razoavelmente estabilizado pelo oxigênio, pKa ~ . -
(éter) é o menos ácido, porque não tem O–H e a remoção de um H leva a um carbanion muito instável (pKa muito alto).
Portanto a ordem decrescente de acidez é: