Os pkas para fenol, cetonas, amidas ácidos carboxílicos são 16, 10, 5 e 20 aproximadamente. Pede-se:
a) Faça a correspondência entre os valores e as classes de compostos mencionados acima.
b) Disponha os compostos em ordem decrescente de acidez.
c) Represente as bases conjugadas e suas estruturas de ressonância dos compostos mencionados acima. Justifique a ordem de acidez indicada na letra (b) em função da estabilidade relativa das bases conjugadas.

Passo 1

O enunciado dá quatro valores aproximados de \mathrm{p}K_a: 5, 10, 16 e 20, correspondentes, em ordem não definida, às classes de compostos fenol, cetona (hidrogênio \alpha), amida (hidrogênio de \mathrm{N}–H) e ácido carboxílico. O conteúdo envolvido é ácido–base em química orgânica, e vamos precisar relacionar cada \mathrm{p}K_a à classe de composto, ordenar as acididades decrescentemente e desenhar as bases conjugadas com suas principais estruturas de ressonância, justificando a ordem de acidez pela estabilidade dessas bases.

Passo 2

Atribuímos cada valor de \mathrm{p}K_a à classe de composto mais compatível com dados tabulados: \mathrm{p}K_a\approx5 → ácido carboxílico, \mathrm{p}K_a\approx10 → fenol, \mathrm{p}K_a\approx16 → amida \mathrm{N}–H), \mathrm{p}K_a\approx20 → cetona (hidrogênio \alpha.

Passo 3

Como quanto menor o \mathrm{p}K_a mais forte o ácido, a ordem decrescente de acidez (do mais forte para o mais fraco) é:
ácido carboxílico \mathrm{p}K_a\approx5 > fenol \mathrm{p}K_a\approx10 > amida \mathrm{p}K_a\approx16 > cetona \mathrm{p}K_a\approx20.

Passo 4

As bases conjugadas e suas principais ressonâncias são:
  1. Ácido carboxílico \longrightarrow carboxilato \mathrm{RCO}_2^-:
\mathrm{R\!-\!C(=O)\!-\!O}^-\;\leftrightarrow\;\mathrm{R\!-\!C(-O^-)=O}
  1. Fenol \longrightarrow fenoxido \mathrm{PhO}^-:
\mathrm{Ph\!-\!O}^-\;\leftrightarrow\; \begin{aligned} &\text{resonância no anel: carga em orto}\\\ &\text{posições e em para, etc.} \end{aligned}âçõ
  1. Amida \longrightarrow anião amida \mathrm{RCONH}^-:
\mathrm{R\!-\!C(=O)\!-\!NH}^-\;\leftrightarrow\;\mathrm{R\!-\!C(-O^-)=NH}
  1. Cetona \longrightarrow enolato \mathrm{RCH\!-\!C(=O)R'}^-:
\mathrm{R\!-\!CH\!-\!C(=O)R'}^-\;\leftrightarrow\;\mathrm{R\!-\!C^-=\!C(OH)R'}

Passo 5

Justificativa pela estabilidade das bases conjugadas:
  • Carboxilato é o mais estável porque a carga negativa está igualmente distribuída em dois oxigênios (ressonância eficaz).
  • Fenoxido vem em seguida: há ressonância entre o oxigênio e o anel aromático, mas o anel é menos eletronegativo que um carbonila, então estabilização menor que no carboxilato.
  • Anião de amida é menos estável que o fenoxido porque, embora haja ressonância com o grupo carbonila, o nitrogênio é menos eletronegativo que o oxigênio e retém melhor a carga negativa.
  • Enolato de cetona é o menos estável: apesar de o oxigênio poder abrigar a carga (forma oxigênio), a ressonância envolve um carbono (forma carbanião) que é muito menos favorável.

Resposta

a) \mathrm{p}K_a\approx5: ácido carboxílico; \mathrm{p}K_a\approx10: fenol; \mathrm{p}K_a\approx16: amida; \mathrm{p}K_a\approx20: cetona.
b) Ordem decrescente de acidez: ácido carboxílico > fenol > amida > cetona.
c) Bases conjugadas desenhadas e justificativa conforme ressonâncias e estabilidade acima.

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