Propriedades Físicas dos Compostos Orgânicos


Ácidos carboxílicos, fenóis e álcoois são ácidos importantes em Química Orgânica, sendo considerados ácidos fracos. Dentre os ácidos orgânicos, os mais importantes são os ácidos carboxílkos.

Ionização de um ácido fraco

Soluções aquosas de ácidos fracos apresentam íons positivos, íons negativos e moléculas não ionizadas. Os íons positivos e os íons negativos estão em equilíbrio dinâmico com moléculas não ionizadas. Exemplo: CH3-CH3-SH = Etanotiol Etilmercaptana.

Compostos Orgânicos

A constante de ionização (ka) de um ácido fraco é indicador da força do ácido. Quanto maior for o valor numérico de ka, mais forte será o ácido.

Exemplo:
R-COO H    + NaOH   -> R – COO   Na    + H2O
Ácido mais  Base mais         Base mais     Ácido mais
forte       forte              fraca          forte

Força do ácido: Constantes de ionização ácidos fracos a 25° C

Equação de Ionização: HF + H2O S H3O+ + F-CH3COOH + H2Oi;H3C)+ + CH3COO~ HC/O + H2O ti H3O+ + CÍCT HCN + HzOtí H3O + +CN-

A reação com metais mais eletropositivos que o hidrogênio mostra o caráter ácido do hidrogênio do grupo OH.

Álcool Alcóxido

Os alcóxidos são menos estáveis que o grupo OH (hidróxido), ou seja, os álcoois são ácidos mais fracos que a água. Quanto mais estabilizado for o ânion em relação à molécula de ácido não ionizada, tanto mais forte será o ácido.

•            Um grupo substituinte que ATRAI elétrons AUMENTA a força de um ácido orgânico.
•            Um grupo substituinte que REPELE elétrons DIMINUI a força de um ácido orgânico.

São exemplos de grupos substituintes que atraem elétrons em comparação com o hidrogênio (em intensidade decrescente de atração): N02 > – F > – a > – Br > – I. Exemplo: CH3 – CH2 – OH + Na -> CH3 – CH2 – ONa + j H2.

Caráter ácido dos fenóis

Os fenóis são ácidos mais fortes que a água, porém mais fracos que H2C03. Reagem com NaOH, mas não reagem com Na.CO,. São exemplos de grupos substituintes que repelem elétrons em comparação com o hidrogênio (em intensidade decrescente de repulsão): CH3 – CH3 – CH2 – CH2 –  >  CH3 – CH2. Os ácidos carboxílicos são os ácidos mais fortes da Química Orgânica, mesmo assim, são considerados ácidos fracos. Reagem com Na, com NaHC03 e com NaOH.

Ácido Acético        CH3 – COOH
Ácido Propiônico     CH3-CH2-COOH
Ácido Butírico CH3 – CH2 – COOH

Exemplo   2:   Força   de   ácidos   monocarboxílicos halogenados.

Ácido Acético – CH3-COOH
Acido Cloro-Acético   Cf. – CH2 – COOH
Ácido Di-Cloro-Acético C( – CH2 – COOH
Acido Tri-Cloro-Acético Q – C – COOH

Exemplo 3: Força de ácidos monocarboxílicos (X, fie y halogenados.

Acido a – Cloro-Butírico   CH3 – CH2 – CH – COOH
Ácido p – Cloro-Butírico   CH3 – CH – CH2 – COOH
Ácido y – Cloro-Butírico    CH2 – CH2 – CH2 – COOH

Exemplo 4: Força de nitro-fenóis.

As bases orgânicas mais importantes são as aminas. A exemplo do gás amónia (NH3), são receptoras de prótons. Exemplo: R-NH2 + H+ -> R- NH^ Próton

Ionização de aminas alifáticas, da amónia e de aminas aromáticas

•        Ionização de uma amina alifática.
Exemplo: CH3 – NH2 + H2O -> CH3 – NH^  + OH~
Para dar nome ao cation basta substituir o termo amina por amônio.

•        Ionização da amónia.
Exemplo: NH – Cation amônio

•      Ionização de uma amina aromática.
Exemplo: NH + OH – O +OH

Ao contrário dos ácidos:

•             Um grupo substituinte que ATRAI elétrons DIMINUI a força de uma amina.
•             Um grupo substituinte que REPELE elétrons AUMENTA a força de uma amina.

Exemplo 1: Força de metil-aminas.
CH3-NH2 – metil amina
CH3 – NH – CH3 (dimetil amina base mais forte)
CH3-N -CH3 – trimetil amina
Dois grupos – CH3 repelem elétrons com mais intensidade que um grupo – CH3, logo aumenta a força da amina.

Devido à presença de três grupos – CH3/ a tri-metil-amina deveria ser uma base mais forte que a di-metil-amina. Acontece que a tri-metil-amina é uma base mais fraca que a di-metil-amina. Causa do fenômeno: a presença de três grupos – CH3 dificulta a aproximação do próton (H+). Como consequência, a tri-metil-amina é uma base mais fraca que a di-metil-amina.

Exemplo 2: Força de anilinas

O grupo metil repele elétrons, portanto aumenta a força da amina para metil anilina

O grupo nitro atrai elétrons, portanto diminui a força da amina. para nitro anilina

Observações importantes:
•            As aminas alifáticas são bases mais fortes que a amónia.
•            As aminas aromáticas são bases mais fracas que a amónia.

Portanto, em ordem decrescente de força básica: Aminas alifáticas > Amônia > Aminas aromáticas