Ácido-Base em Química Orgânica                                 1
Reações ácido-base• Reações de compostos orgânicos envolvem formação e quebra de ligaçõescovalentes       A:B             ...
Ácidos e Bases de Brønsted–Lowry• Um ácido doa (ou perde) um próton.• Uma base recebe (ou remove) um próton.        H   O ...
Acidos e Bases de Lewis• Ácido de Lewis: receptor de par de elétron.• Base de Lewis: doador de par de elétrons.           ...
Força de ácidos                   O                                           O         H3C       C     O     H        +  ...
Força de ácidos      O                                            OH3C    C   O   H      +    H2O               H3C   C   ...
Força relativa de alguns ácidos e suas bases conjugadasÁcido mais forte                          Base mais fracaÁcido mais...
Quanto mais forte for o ácido, mais fraca será sua base conjugada                    Aumento da força básica              ...
Relação estrutura acidez         Fatores que influenciam na acidez de uma substância• Força de ligação• Fator mais importa...
Força da LigaçãoMesma família      força de ligação com o proton, interação de orbitais(superposição). Quanto menos efetiv...
EletronegatividadeMesmo período     efeito   predominante é a  eletronegatividade                                         ...
Hibridização do Carbono                          12
Efeito indutivo (-I)• A retirada indutiva de elétrons aumenta a acidez de um ácido conjugado                              ...
• Grupos retiradores de elétrons                                   14
• Grupos retiradores de elétrons• Grupos doadores de elétrons – diminuem a acidez                                         ...
Deslocalização da carga negativa (-R)• Efeito de ressonância. A deslocalização da carga negativa estabiliza o ânionConside...
Estabilidade da base conjugada por efeito de ressonância.                                                            17
Estabilidade da base conjugada por efeito de ressonância.                                                            18
• Acidez de hidrogênios ligados ao carbono                                             19
Grupo protetor Fmoc-x – Estável em meio ácido.• O grupo protetor é removido em meio básico.                               ...
• Acidez de hidrogênios ligados ao carbono                                             21
• Quanto mais estável for a base conjugada, mais forte será o ácido  Resumo  • Possuir carga negativa em um átomo eletrone...
Compostos orgânicos como basesPar de elétrons não-compartilhado                                                           ...
Basicidade do oxigênio nas funções orgânicas                                               24
Ligação π de um alceno também pode ser uma base                The π bond breaks                                    This b...
Basicidade de aminas• Basicidade é a medida da afinidade de uma substância por um próton                                  ...
Basicidade de aminas                       27
Efeito indutivoEfeito hibridização do carbono                                 28
• Hibridização do par eletrônico do nitrogênio• Aminas aromáticas                                                 29
Amidas são pouco básicas                           30
Solubilidade               31
Ácido-base extração    Curva verde –                               Curva vermelha –concentração ácido HA                  ...
Relação pH - pKa                                Permite informar quando uma substância estará na                          ...
Reações ácido-base• As reações ácido-base sempre favorecem a formação do ácido maisfraco e da base mais fraca • Exemplo: M...
Ácidos e bases em soluções não-aquosasEfeito nivelador do solvente                                                  NH3   ...
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  1. 1. Ácido-Base em Química Orgânica 1
  2. 2. Reações ácido-base• Reações de compostos orgânicos envolvem formação e quebra de ligaçõescovalentes A:B A + :B Quebra heterolítica da ligação íons A:B A + B Quebra homolítica da ligação radicaisHeterólise requer que a ligação seja polarizada δ+ δ− A B A+ + B−Heterólise necessita assistência de uma molécula com par eletrônico não-compartilhadoque pode formar ligação. A formação da nova ligação fornece energia necessária para ahetrólise δ+ δ− + Y + A B Y A + B− 2
  3. 3. Ácidos e Bases de Brønsted–Lowry• Um ácido doa (ou perde) um próton.• Uma base recebe (ou remove) um próton. H O + H Cl H O H + Cl− H H Base Acid Conjugate Conjugate (proton acceptor) (proton donor) acid of H2O base of HCl 3
  4. 4. Acidos e Bases de Lewis• Ácido de Lewis: receptor de par de elétron.• Base de Lewis: doador de par de elétrons. Cl H + NH 3 Cl + H NH 3 Ácido de Lewis Base de Lewis Cl Cl Al + NH3 Cl Al NH3Cl Cl ClÁcido de Lewis Base de Lewis 4
  5. 5. Força de ácidos O O H3C C O H + H2O H3C C O− + H3O+ Ka = 1,76 x 10-5Ka: A constante de dissociação ácida. 5
  6. 6. Força de ácidos O OH3C C O H + H2O H3C C O− + H3O+ CH3CO2H < CF3CO2H < HCl pKa = 4,75 pKa = 0 pKa = -7 ácido fraco ácido muito forte aumento da força ácida 6
  7. 7. Força relativa de alguns ácidos e suas bases conjugadasÁcido mais forte Base mais fracaÁcido mais fraco Base mais forte 7
  8. 8. Quanto mais forte for o ácido, mais fraca será sua base conjugada Aumento da força básica 8
  9. 9. Relação estrutura acidez Fatores que influenciam na acidez de uma substância• Força de ligação• Fator mais importante para força de um ácido orgânico -estabilidade da base conjugada.- Eletronegatividade;- Hibridização;- Deslocalização da carga negativa. 9
  10. 10. Força da LigaçãoMesma família força de ligação com o proton, interação de orbitais(superposição). Quanto menos efetivo a superposição, mais fraca aligação e mais forte o ácido 10
  11. 11. EletronegatividadeMesmo período efeito predominante é a eletronegatividade 11
  12. 12. Hibridização do Carbono 12
  13. 13. Efeito indutivo (-I)• A retirada indutiva de elétrons aumenta a acidez de um ácido conjugado 13
  14. 14. • Grupos retiradores de elétrons 14
  15. 15. • Grupos retiradores de elétrons• Grupos doadores de elétrons – diminuem a acidez 15
  16. 16. Deslocalização da carga negativa (-R)• Efeito de ressonância. A deslocalização da carga negativa estabiliza o ânionConsidere:• etanol (pKa = 15,9), ácido acético (pKa = 4,8) e ácido metanossulfônico (pKa = -1,9) pKa = 15,9 pKa = 4,8 pKa = -1,9 16
  17. 17. Estabilidade da base conjugada por efeito de ressonância. 17
  18. 18. Estabilidade da base conjugada por efeito de ressonância. 18
  19. 19. • Acidez de hidrogênios ligados ao carbono 19
  20. 20. Grupo protetor Fmoc-x – Estável em meio ácido.• O grupo protetor é removido em meio básico. 20
  21. 21. • Acidez de hidrogênios ligados ao carbono 21
  22. 22. • Quanto mais estável for a base conjugada, mais forte será o ácido Resumo • Possuir carga negativa em um átomo eletronegativo • Deslocalização da carga negativa entre sistema π, ou melhor, entre átomos mais eletronegativos através do efeito de ressonância • Dispersar a carga negativa através do efeito indutivo de grupos retiradores de elétrons • Possuir a carga negativa em um orbital com o maior caráter s • Tornar-se aromático 22
  23. 23. Compostos orgânicos como basesPar de elétrons não-compartilhado Cl− + H3C O + H Cl H3C O H + H H Metanol íon metiloxônio (um álcool protonado) A− + R O + H A R O H + R R Ether Strong acid Dialkyloxonium ion Weak base R R C O + H A C O+ H + A− R R Ketone Strong acid Protonated ketone Weak base 23
  24. 24. Basicidade do oxigênio nas funções orgânicas 24
  25. 25. Ligação π de um alceno também pode ser uma base The π bond breaks This bond breaks This bond is formed R + C C + H A C C H + A− R Alkene Strong acid Carbocation Weak baseReações de alcenos – adição à dupla 25
  26. 26. Basicidade de aminas• Basicidade é a medida da afinidade de uma substância por um próton H + − NH3 + H O H H N H + O H H Base Acid Conjugate acid Conjugate base pKa = 9.2 H + − CH3NH2 + H O H H 3C N H + O H H Base Acid Conjugate acid Conjugate base pKa = 10.6• Como o íon metilamônio é um ácido mais fraco que o íon amônio, a metilamina é umabase mais forte que a amônia. 26
  27. 27. Basicidade de aminas 27
  28. 28. Efeito indutivoEfeito hibridização do carbono 28
  29. 29. • Hibridização do par eletrônico do nitrogênio• Aminas aromáticas 29
  30. 30. Amidas são pouco básicas 30
  31. 31. Solubilidade 31
  32. 32. Ácido-base extração Curva verde – Curva vermelha –concentração ácido HA concentração da base conjugada A- 32
  33. 33. Relação pH - pKa Permite informar quando uma substância estará na sua forma ácida ou básica em determinado pHExemplo: substância com pKa = 5,2Exemplo: como separar mistura de um ácido carboxílico (pKa 5,0) e uma amina 33 protonada (pKa = 10,0) utilizando água e éter etílico?
  34. 34. Reações ácido-base• As reações ácido-base sempre favorecem a formação do ácido maisfraco e da base mais fraca • Exemplo: Mecanismo para a reação do tert-butanol em HCl concentrado. CH3 CH3 − H 2O H 3C C OH + H O+ H + Cl H3C C Cl + 2 H2O CH3 H CH3 tert-Butyl alcohol tert-Butyl chloride Conc. HCl (soluble in H2O) (insoluble in H2O) 34
  35. 35. Ácidos e bases em soluções não-aquosasEfeito nivelador do solvente NH3 liquida − H O H + NH2− H O + NH3 ácido forte base forte base fraca ácido fraco pKa = 15.74 pKa = 38 liquid H C C H + NH2− H C C− + NH3 NH3 ácido forte base forte base fraca ácido fraco pKa = 25 (from NaNH2) pKa = 38 − hexano H C C H + CH2CH3 H C C− + CH3CH3 ácido forte base forte base fraca ácido fraco pKa = 25 (from CH3CH2Li) pKa = 50 35

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