Qual dos fenóis em cada grupo é mais âcido? Justifique sua resposta.
fenol e
-metilfenol
fenol e
Passo 1
O enunciado pede: comparar a acidez entre o fenol e o
-metilfenol e justificar qual dos dois é mais ácido.
Informações dadas (explícitas ou implícitas): temos duas moléculas aromáticas com o grupo hidroxila ; uma é o fenol simples e a outra é o fenol com um grupo metil na posição para, ou seja,
-metilfenol (também chamado de
-cresol). Não há outros dados numéricos fornecidos.
Informações dadas (explícitas ou implícitas): temos duas moléculas aromáticas com o grupo hidroxila
Passo 2
O que significa “mais ácido” aqui (estratégia):
Vamos usar a definição de Brønsted–Lowry: um ácido doa um próton. A reação de desprotonação é
Vamos usar a definição de Brønsted–Lowry: um ácido doa um próton. A reação de desprotonação é
A força de um ácido aumenta quando seu íon conjugado (
) é mais estável. Portanto, para comparar acidez entre dois fenóis devemos comparar a estabilidade relativa dos respectivos fenóxidos (
e o anião do
-metilfenol). Vou sempre relacionar isso à estabilização por ressonância e ao efeito eletrônico do substituinte metil.
Passo 3
Porque a ressonância é importante (aula curta):
No fenol, quando o próton é perdido formamos o íon fenoxila . A carga negativa no oxigénio pode ser parcialmente deslocalizada no anel aromático por ressonância: há contribuintes de ressonância em que a carga aparece nos carbonos orto e para em relação ao grupo
. Isso significa que a carga não fica toda concentrada no oxigénio; ela é “espalhada” pela molécula, o que reduz a energia do ânion e, portanto, estabiliza-o. Quanto maior a estabilização do ânion conjugado, maior a acidez do ácido original.
No fenol, quando o próton é perdido formamos o íon fenoxila
Passo 4
Efeito do grupo metil (conceitos: indução e hiperconjugação, explicados devagar):
- O grupo metil é um doador de elétrons por efeito indutivo fraco, chamado de efeito
. Isso significa que o metil tende a empurrar um pouco de densidade eletrônica para o anel aromático. - Além disso, o metil doa elétrons por hiperconjugação: os ligantes C–H adjacentes podem estabilizar cargas positivas, mas, na prática, esse efeito também aumenta ligeiramente a densidade eletrônica no anel.
Resultado prático: um substituinte doador de elétrons (como o metil) aumenta a densidade eletrônica do anel e, consequentemente, do oxigénio no ânion fenoxila, tornando o ânion menos capaz de acomodar a carga negativa (ou seja, menos estável) em comparação com o fenoxila sem metil. Uma menor estabilidade do ânion conjugado leva a um ácido mais fraco.
Passo 5
Porque a posição para importa:
O substituinte metil em posição para está em um local onde os contribuintes de ressonância do íon fenoxila também colocam densidade/carga. Logo, o efeito do metil “interfere” diretamente na distribuição de carga do ânion conjugado (aumentando a densidade negativa onde ela já tende a aparecer), o que é desestabilizante para o ânion em relação ao caso sem metil. Em suma: o metil em para tende a reduzir a estabilização por ressonância do ânion relativo ao fenol simples.
O substituinte metil em posição para está em um local onde os contribuintes de ressonância do íon fenoxila também colocam densidade/carga. Logo, o efeito do metil “interfere” diretamente na distribuição de carga do ânion conjugado (aumentando a densidade negativa onde ela já tende a aparecer), o que é desestabilizante para o ânion em relação ao caso sem metil. Em suma: o metil em para tende a reduzir a estabilização por ressonância do ânion relativo ao fenol simples.
Passo 6
Evidência experimental rápida (usa números para confirmar a tendência):
Valores experimentais de confirmam a ideia qualitativa: o fenol tem
e o
-metilfenol tem
(valores aproximados, servem para comparação). Lembre-se que quanto maior o
, mais fraco é o ácido. Assim, o
-metilfenol é ligeiramente menos ácido que o fenol — a diferença é pequena (da ordem de 0,2–0,3 unidades de
), porque o metil é um doador fraco.
Valores experimentais de
Passo 7
Resumo da justificativa (pra usar na prova):
- Regra prática: acidez de fenóis é controlada pela estabilidade do anião fenoxila.
- Substituintes que retiram elétrons do anel (efeito
ou ) estabilizam o anião → aumentam acidez. - Substituintes que doam elétrons (como o metil,
e hiperconjugação) desestabilizam o anião → diminuem acidez.
Aplicando isso aqui, o metil em posição para doa elétrons e torna o anião menos estável que o fenoxila não substituído, logo o fenol é mais ácido.
Resposta
Fenol é mais ácido que
-metilfenol.