Para as espécies químicas abaixo indique qual é a base mais forte. Justifique.
\mathrm{BrCH}_{2} \mathrm{CO}_{2}^{\ominus} ou \mathrm{CH}_{3} \mathrm{CH}_{2} \mathrm{CO}_{2}^{\ominus}

Passo 1

O que o enunciado pede: indicar qual das duas espécies é a base mais forte e justificar.
Espécies fornecidas:
  • \mathrm{BrCH_{2}CO_{2}^{\ominus}} (bromoacetato)
  • \mathrm{CH_{3}CH_{2}CO_{2}^{\ominus}} (propionato)
Informações explícitas dadas: são ambas ânions carboxilato (carga \ominus) ligados a grupos alquila diferentes ( \mathrm{BrCH_{2}-} vs \mathrm{CH_{3}CH_{2}-}). Não há outras informações numéricas no enunciado.

Passo 2

Princípio chave que vou usar (explicação didática): a força de uma base é inversamente relacionada à força de seu ácido conjugado. Em palavras fáceis: quanto mais forte for o ácido conjugado, mais fraco será o seu ânion como base; e quanto mais fraco for o ácido conjugado (maior \mathrm{p}K_a), mais forte é o anião como base.
Escrevendo isso de forma simples:
\text{se } \mathrm{p}K_a(\text{ácido A}) < \mathrm{p}K_a(\text{ácido B}) \quad\Rightarrow\quad \text{base conjugada de A é mais fraca que a de B.}ááé
Então, para comparar as bases \mathrm{BrCH_{2}CO_{2}^{\ominus}} e \mathrm{CH_{3}CH_{2}CO_{2}^{\ominus}} basta comparar a acidez dos respectivos ácidos conjugados:
  • ácido conjugado de \mathrm{BrCH_{2}CO_{2}^{\ominus}} é \mathrm{BrCH_{2}CO_{2}H} (ácido bromoacético);
  • ácido conjugado de \mathrm{CH_{3}CH_{2}CO_{2}^{\ominus}} é \mathrm{CH_{3}CH_{2}CO_{2}H} (ácido propiónico).

Passo 3

Entenda a estrutura eletrônica relevante: ambos os ânions são carboxilatos. A carga negativa está deslocalizada por ressonância entre as duas oxigênios da carboxilato; por isso a ressonância estabiliza ambos os ânions de forma parecida (a ressonância é uma propriedade do grupo \mathrm{CO_2^-} e não depende muito do grupo R quando este não participa por ressonância). Logo, a diferença principal entre as duas espécies vem do efeito indutivo do grupo ligado ao carbono \alpha (o carbono adjacente ao grupo carboxila).

Passo 4

Explique o efeito indutivo de modo simples: certos substituintes puxam elétrons para si (efeito indutivo negativo, -I), estabilizando cargas negativas próximas; outros doam elétrons (efeito indutivo positivo, +I), desestabilizando uma carga negativa próxima.
  • O bromo ( \mathrm{Br}) é eletronegativo e exerce um efeito indutivo retirador de elétrons ( -I). Quando \mathrm{Br} está no carbono \alpha em \mathrm{BrCH_{2}CO_{2}^{\ominus}}, ele retira densidade eletrônica da cadeia, ajudando a estabilizar a carga negativa do carboxilato.
  • O grupo \mathrm{CH_{3}CH_{2}-} (etila) é levemente doador por indução ( +I), o que tende a desestabilizar um pouco a carga negativa no carboxilato em comparação com um grupo retirador.
Conclusão qualitativa dessa física-química simples: o ânion que é mais estabilizado pelo grupo ligado (aqui, o bromo) será menos disposto a aceitar um próton — isto é, será uma base mais fraca. Portanto a presença de \mathrm{Br} tende a tornar o ácido conjugado mais forte (mais fácil perder o H), fazendo o ânion correspondente mais fraco como base.

Passo 5

Justificação quantitativa (valores práticos que normalmente caem na prova). Valores de \mathrm{p}K_a típicos (em água, arredondados):
\mathrm{p}K_a(\text{ácido bromoacético, } \mathrm{BrCH_{2}CO_{2}H}) \approx 2,9áé
\mathrm{p}K_a(\text{ácido propiónico, } \mathrm{CH_{3}CH_{2}CO_{2}H}) \approx 4,9áó
Como \mathrm{p}K_a(\text{bromoacético}) < \mathrm{p}K_a(\text{propiónico})éó, o ácido bromoacético é muito mais ácido. Pelas regras do Passo 2, o conjugado do ácido mais ácido é o conjugado mais fraco como base. Então \mathrm{BrCH_{2}CO_{2}^{\ominus}} é a base mais fraca e \mathrm{CH_{3}CH_{2}CO_{2}^{\ominus}} é a base mais forte.

Passo 6

Resumo didático-estratégico (dica de prova): quando comparar bases que são ânions de ácidos orgânicos, faça:
  1. identificar os ácidos conjugados;
  2. pensar se substituintes no carbono \alpha são retiradores ( -I, halogênios, \mathrm{NO_2}, etc.) ou doadores ( +I, grupos alquila);
  3. lembrar que retiradores estabilizam o ânion → tornam o ácido mais forte → o anião fica mais fraco como base.
No caso dado, o \mathrm{Br} é um retirador indutivo e estabiliza o anião, por isso torna o bromoacetato menos básico que o propionato.

Resposta

\mathrm{CH_{3}CH_{2}CO_{2}^{\ominus}}

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