Prever qual das bases dos pares abaixo é a mais forte. Justifique.
Trimetilamina ou Trietilamina

Passo 1

O enunciado pede que eu compare a força como base de dois compostos e justifique qual é o mais forte:
  • Compostos dados: trimetilamina e trietilamina.
  • Objetivo: decidir qual das duas é a base mais forte e explicar por quê.

Passo 2

O que significa “ser base” aqui (método padrão para provas): uma base B aceita próton segundo a reação
B + H^{+} \rightleftharpoons BH^{+}.
A força da base em solução aquosa costuma ser medida por K_b (constante de basicidade) ou por pK_b, onde
pK_b = -\log_{10} K_b.
É prático trabalhar com o ácido conjugado BH^{+}: seu pK_a está relacionado com pK_b pela relação (em água, a pK_w é aprox. 14)
pK_a(BH^{+}) + pK_b(B) = 14.
Assim, se conhecemos pK_a de BH^{+} podemos obter pK_b e comparar forças básicas: quanto menor o pK_b, mais forte a base.

Passo 3

Quais efeitos químicos determinam basicidade de aminas alquílicas em água? Dois efeitos principais:
  1. Efeito doador eletrônico (indutivo e hiperconjugação): grupos alquila doam densidade eletrônica para o nitrogênio, aumentando sua disponibilidade para aceitar um próton. Quanto mais forte a doação, maior a basicidade.
  2. Efeito estérico/solvatação do cátion BH^{+}: após protonação forma-se BH^{+} que precisa ser estabilizado pela solvatação (água envolvendo o cátion por interações eletrostáticas e ligações por hidrogênio). Grupos volumosos ao redor do nitrogênio atrapalham a solvatação do cátion, desestabilizando BH^{+} e, portanto, tendendo a diminuir a basicidade em solução aquosa.
Esses dois efeitos competem: doação eletrônica aumenta basicidade; maior volume e bloqueio da solvatacão diminuem basicidade.

Passo 4

Aplicando aos dois compostos:
  • Trim etilamina = (\mathrm{CH_3})_3N. Tem três grupos metila.
  • Trietilamina = (\mathrm{C_2H_5})_3N. Tem três grupos etila.
Comparação dos efeitos:
  • Doação eletrônica: o grupo etila doa ligeiramente mais que o metila (efeito indutivo e hiperconjugação comuns), então três etilos fornecem mais densidade ao N do que três metilos. Esse efeito favorece que a trietilamina seja mais básica.
  • Estérica/solvatação: os grupos etila são maiores que metila, então a trietilamina é mais volumosa e pode prejudicar a solvatação do cátion (\mathrm{R_3NH^+}) mais que a trimetilamina; esse efeito favorece a trimetilamina como base mais forte (porque seu cátion é melhor solvado e, portanto, mais estável).
Portanto há uma disputa entre maior doação eletrônica dos etilos (favorece trietilamina) e melhor solvatação do cátion da trimetilamina (favorece trimetilamina). Para decidir qual vence precisamos ver o efeito líquido — e podemos usar dados experimentais de pK_a/ pK_b em água para confirmar.

Passo 5

Valores experimentais conhecidos (em água, a 25 °C) para os ácidos conjugados:
  • pK_a do cátion trimetilamônio, (\mathrm{CH_3})_3\mathrm{NH}^{+}, é aproximadamente 9{,}81.
  • pK_a do cátion trietilamônio, (\mathrm{C_2H_5})_3\mathrm{NH}^{+}, é aproximadamente 10{,}75.
Usando \,pK_b = 14 - pK_a(BH^{+}), calculo os pK_b:
pK_b(\text{trimetilamina}) = 14 - 9{,}81 = 4{,}19,
pK_b(\text{trietilamina}) = 14 - 10{,}75 = 3{,}25.
Como pK_b menor significa base mais forte (maior K_b), concluímos que a trietilamina é a base mais forte em água.

Passo 6

Interpretação final (didática e intuição): a doação eletrônica adicional dos grupos etila sobrepõe-se à perda de solvatação causada pelo maior volume — ou seja, o efeito indutivo/hiperconjugativo dos etilos domina e torna a trietilamina mais apta a captar um próton em água. Portanto, apesar de a trietilamina ser mais volumosa e menos bem solvatada, ela ainda é mais básica que a trimetilamina.
Um exemplo numérico que reforça a ideia: comparar K_b aproximados a partir de pK_b:
K_b(\text{trietilamina}) \approx 10^{-3{,}25} \approx 5,6\times10^{-4},
K_b(\text{trimetilamina}) \approx 10^{-4{,}19} \approx 6,5\times10^{-5},
mostrando que a trietilamina tem K_b várias vezes maior.

Passo 7

Observação final útil para prova: em outro meio (por exemplo no gás ou solventes não aquosos) o balanço entre doação eletrônica e solvatação muda, então a ordem de basicidade pode variar; mas em água, que é o caso mais comum em provas e em química orgânica/analítica, vale o resultado acima.

Resposta

Trietilamina.

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