Explique a diferença de acidez nos casos abaixo.
(1)
(2)
(3)
(1)
(2)
(3)
Passo 1
O enunciado apresenta três ácidos carboxílicos halogenados e seus valores de constante de acidez (
):
O conteúdo aqui é acidez de ácidos carboxílicos e o que precisamos entender é por que a acidez (ou seja, a tendência a perder
) aumenta à medida que adicionamos mais átomos de cloro ao carbono adjacente ao grupo carboxila.
Passo 2
Antes de tudo, acidez em solução aquosa é medida pela constante
onde
é o ácido e
sua base conjugada. Quanto maior for
, mais o equilíbrio favorece a dissociação em
e
, ou seja, maior é a acidez. A estabilização da base conjugada
aumenta
: se
ficar mais estável, o ácido original solta próton com mais facilidade.
O principal fator de estabilização da base conjugada neste caso é o efeito indutivo retirador de elétrons (
) dos átomos de cloro. Átomos eletronegativos, como o cloro, puxam densidade eletrônica ao longo da cadeia, diminuindo a densidade de carga negativa que se formaria sobre o oxigênio na base conjugada. Quanto mais cloros e quanto mais próximos eles estiverem do grupo carboxilato
, maior é esse efeito indutivo e mais estável fica
.
Passo 3
Aplicando isso aos três casos:
- No composto (1) há apenas um cloro em posição
( ), o efeito é moderado e . - No composto (2) há dois cloros na mesma posição (
), o efeito praticamente dobra, o ânion fica muito mais estabilizado e salta para . - No composto (3) há três cloros (
), o efeito indutivo atingiu o máximo nesse tipo de estrutura, estabilizando fortemente a base conjugada e fazendo chegar a .
Passo 4
Em resumo, ao adicionar cloros na posição
do ácido carboxílico, intensificamos o efeito indutivo retirador de elétrons, que estabiliza a base conjugada
, deslocando o equilíbrio de dissociação para a direita. Assim, a acidez aumenta de (1) para (3) de forma ordenada conforme o número de substituintes cloro cresce.
Resposta
A acidez aumenta porque cada átomo de cloro exerce um efeito indutivo retirador de elétrons que estabiliza a base conjugada. Quanto mais cloros em posição
, maior o efeito
, mais estável o ânion
e, portanto, maior a constante de acidez (
).