O documento discute os conceitos de ácidos e bases de acordo com as teorias de Arrhenius, Brønsted-Lowry e Lewis. Ele explica como fatores como tamanho do átomo, eletronegatividade, efeitos indutivos e ressonância afetam a acidez de compostos. Além disso, apresenta a equação de Henderson-Hasselbalch e como calcular valores de pKa.

1. Prof. Gustavo
Química Orgânica Teórica 1B
CURSO: QUÍMICA
QUIMICA ORGÂNICA TEÓRICA 1
ÁCIDOS E BASES
Prof. Gustavo Pozza Silveira
gustavo.silveira@iq.ufrgs.br
Laboratório de Síntese de Moléculas Bioativas – K210
1

2. Química Orgânica Teórica 1B
Prof. Gustavo
ÁCIDOS, BASES E SAIS SEGUNDO A
TEORIA DE ARRHENIUS (1884)
Laboratório de Síntese de Moléculas Bioativas – K210
2

3. Química Orgânica Teórica 1B
Prof. Gustavo
Ácidos e Bases de Brønsted–Lowry
• Ácidos doam prótons.
• Bases recebem prótons.
• Fortes reagem para formar conjugados fracos.
• Quanto mais fraca a base, mais forte o ácido conjugado.
• Bases estáveis são bases fracas.
Laboratório de Síntese de Moléculas Bioativas – K210
3

4. Química Orgânica Teórica 1B
Prof. Gustavo
Ácidos e Bases de Lewis
• Ácido de Lewis: substância que aceita um par de elétrons
• Base de Lewis: substância que doa um par de elétrons
Laboratório de Síntese de Moléculas Bioativas – K210
4

5. Prof. Gustavo
Química Orgânica Teórica 1B
Acidez de um Composto
A acidez de um composto é dada pela seu valor de pKa
Equilíbrio Ácido/Base
Ka: Constante de
dissociação do ácido
Permanece constante
[H2O] =
1000g
= 55,56
18g/mol x 1L
Laboratório de Síntese de Moléculas Bioativas – K210
5

6. Prof. Gustavo
Química Orgânica Teórica 1B
REARRANJANDO:
A Equação de Henderson–Hasselbalch
pK a
HA
 pH  log
A 

A Equação de Henderson-Hasselbalch relaciona o pKa e o pH
• Uma substância existe
principalmente em sua forma
ácida quando pH < pKa
• Uma substância existe
principalmente em sua forma
básica quando pH > pKa
Laboratório de Síntese de Moléculas Bioativas – K210
6

7. Prof. Gustavo
Química Orgânica Teórica 1B
Comparação de Valores pKa e Ka
pKa = - log Ka
pKa
Ka
No ponto de equivalência
Ácidos fortes
-2
102
0
2
10-2
Bases fortes
4
6
8
10-6
10
10-10
12
14
10-14
Os menores valores de pKa
O ácido é forte
• O pKa é usado para descrever a força dos ácidos .
• É um número único, sem expoentes..
Laboratório de Síntese de Moléculas Bioativas – K210
7

8. Química Orgânica Teórica 1B
Prof. Gustavo
Descrição gráfica de pKa de ácidos e bases
Laboratório de Síntese de Moléculas Bioativas – K210
8

9. Prof. Gustavo
Química Orgânica Teórica 1B
Calculando o pKa do H3O+
[H2O] =
1000g
= 55,56
18g/mol x 1L
pKa (H3O)+ = - log(55,56) = -1,74
Portanto, ácidos com pKa menor que -1,74 protonarão a
água completamente.
Laboratório de Síntese de Moléculas Bioativas – K210
9

10. Química Orgânica Teórica 1B
Prof. Gustavo
Calculando o pKa da H2O
Portanto, bases B cujos ácidos conjugados HB tiverem um pKa superior
a 15,74 deprotonarão completamente a água.
Laboratório de Síntese de Moléculas Bioativas – K210
10

11. Química Orgânica Teórica 1B
Laboratório de Síntese de Moléculas Bioativas – K210
Prof. Gustavo
11

12. Prof. Gustavo
Química Orgânica Teórica 1B
FATORES QUE AUMENTAM A ACIDEZ
ESTABILIZAÇÃO DA BASE CONJUGADA
HA + H2O
H3O+ +
A-
Uma base conjugada (A-) mais estabilizada deslocará o equilibrio
da equação acima para direita e, conseguentemente, aumentará a
concentração do ácido (H3O+).
Laboratório de Síntese de Moléculas Bioativas – K210
12

13. Química Orgânica Teórica 1B
Prof. Gustavo
Estabilização da Base Conjugada
A estabilização da base conjugada faz com que o
ácido seja forte. Fatores que influenciam na
estabilidade da base conjugada:
Tamanho do átomo
Eletronegatividade
Efeitos indutivos
Ressonância
Hibridização
Laboratório de Síntese de Moléculas Bioativas – K210
13

14. Química Orgânica Teórica 1B
Prof. Gustavo
Tamanho do Átomo
Quando os átomos têm tamanhos muito diferentes, o ácido mais forte é
aquele em que o próton liga-se ao maior átomo (variação na mesma família)
Laboratório de Síntese de Moléculas Bioativas – K210
14

15. Química Orgânica Teórica 1B
Prof. Gustavo
Tamanho do Átomo - Ligação em Haletos de
Hidrogênio
Laboratório de Síntese de Moléculas Bioativas – K210
15

16. Química Orgânica Teórica 1B
Prof. Gustavo
Tamanho do Átomo
Quando os átomos têm aproximadente o mesmo tamanho, o ácido mais
forte terá o seu próton ligado ao átomo mais eletronegativo (variação no
mesmo período)
Laboratório de Síntese de Moléculas Bioativas – K210
16

17. Química Orgânica Teórica 1B
Prof. Gustavo
NOÇÕES SOBRE SETAS CURVAS
Seta Curva (Curly Arrows) indicar o movimento dos elétrons
quando ligações são feitas, quebradas ou movidas.
Uma seta curva representa o movimento de um par de elétrons
de sua posição original para uma nova posição. A cauda da
seta sinaliza de onde o par elétrons veio e a ponta da seta
mostra para onde o par elétron está indo.
seta curva representa o movimento momentâneo de um par de
elétrons de um orbital preenchido para um vazio).
Laboratório de Síntese de Moléculas Bioativas – K210
17

18. Química Orgânica Teórica 1B
Prof. Gustavo
Efeito Indutivo
Dipolos de ligação pode induzir um pequeno dipolo nas ligações vizinhas
Neste caso o cloro exerce efeito indutivo retirador que como
consequência aumenta a força do ácido carboxílico.
Reduzindo o valor pKa: facilita remoção H+
Laboratório de Síntese de Moléculas Bioativas – K210
18

19. Química Orgânica Teórica 1B
Prof. Gustavo
Efeito Indutivo
O efeito indutivo retirador de elétrons aumenta a acidez de
um ácido conjugado
Laboratório de Síntese de Moléculas Bioativas – K210
19

20. Prof. Gustavo
Química Orgânica Teórica 1B
EFEITO DE RESSONÂNCIA
• Ácido acético é mais ácido do que etanol
O
CH3COH
CH3CH2OH
pKa = 4.76
acetic acid
pKa = 15.9
ethanol
• A deslocalização de elétrons no ácido acético,
através de ressonância, estabiliza a base conjugada
O
O
CH3C
CH3C
O
O
Laboratório de Síntese de Moléculas Bioativas – K210
20

21. Química Orgânica Teórica 1B
Prof. Gustavo
Ressonância
3 híbridos de ressonância para o íon carbonato
Laboratório de Síntese de Moléculas Bioativas – K210
21

22. Prof. Gustavo
Química Orgânica Teórica 1B
Hibridização
Acidez de um Hidrogênio Ligado a Carbono com Diferentes
Hibridizações
HC
pKa = 25
CH
H2C
CH2 CH3CH3
pKa = 44
Laboratório de Síntese de Moléculas Bioativas – K210
pKa = 50
22

23. Química Orgânica Teórica 1B
Laboratório de Síntese de Moléculas Bioativas – K210
Prof. Gustavo
23

24. Química Orgânica Teórica 1B
Laboratório de Síntese de Moléculas Bioativas – K210
Prof. Gustavo
24

25. Química Orgânica Teórica 1B
Prof. Gustavo
Exercício:
Considerando os compostos abaixo e seus respectivos
pkas, qual de suas bases conjugadas seria suficiente
forte para desprotonar o etino (pka= 25) de maneira
irreversível?
Laboratório de Síntese de Moléculas Bioativas – K210
25