Explique por que os grupos ácido carboxílicos dos aminoácidos são mais ácidos (\mathrm{pKa}=2) que o ácido acético ( \mathrm{pKa}=4,75 ).
RN+H3OOH

um aminoácido
OOH

ácido acético

Passo 1

O enunciado pede para comparar a acidez do grupo carboxílico em um aminoácido ( \mathrm{p}K_a\approx2) com a do ácido acético ( \mathrm{p}K_a=4,75). O conteúdo é ácido– base em química orgânica, e vamos precisar usar os conceitos de estabilidade da base conjugada: ressonância, efeito indutivo e interação intramolecular.

Passo 2

Escrevemos as reações de dissociação e as respectivas bases conjugadas.
\mathrm{R-CH(NH_{3}^{+})-COOH}\;\rightleftharpoons\;\mathrm{R-CH(NH_{3}^{+})-COO^{-}}\;+\;H^{+}
\mathrm{CH_{3}-COOH}\;\rightleftharpoons\;\mathrm{CH_{3}-COO^{-}}\;+\;H^{+}
Em ambos os casos a base conjugada é estabilizada por ressonância no grupo -\mathrm{COO}^{-}.

Passo 3

Analisando a ressonância do \mathrm{COO}^{-}: ambas as bases conjugadas têm duas estruturas ressonantes equivalentes. Logo, a diferença de acidez não vem da ressonância, pois ela é similar nos dois casos.

Passo 4

O ponto-chave é o efeito indutivo do grupo \mathrm{NH_{3}^{+}}. Como ele está ligado ao carbono \alpha, sua carga positiva puxa densidade eletrônica ao longo da ligação, estabilizando adicionalmente a carga negativa em \mathrm{COO}^{-}. No ácido acético não há esse grupo carregado, então a base conjugada \mathrm{CH_{3}-COO^{-}} fica menos estabilizada.

Passo 5

Além disso, no aminoácido dissociado há uma interação coulômbica intramolecular atrativa entre \mathrm{NH_{3}^{+}} e \mathrm{COO}^{-}. Essa “atração interna” reduz ainda mais a energia da base conjugada, favorecendo a perda de próton e, portanto, aumentando a acidez.

Passo 6

Como a base conjugada do aminoácido é mais estabilizada (ressonância + efeito indutivo + interação intramolecular) do que a do ácido acético, o aminoácido é mais ácido e apresenta \mathrm{p}K_a menor.

Resposta

Os grupos -\mathrm{COOH} dos aminoácidos são mais ácidos porque a carga positiva do \mathrm{NH_{3}^{+}} adjacente exerce um forte efeito indutivo e promove atração intramolecular sobre a base conjugada \mathrm{COO}^{-}, estabilizando-a muito mais do que em \mathrm{CH_{3}-COO^{-}} do ácido acético.

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