A cafeína (fórmula estrutural abaixo) é um composto orgânico amplamente distribuido no reino vegetal. Na flora brasileira pode ser encontrada no café e erva mate. É muito usada em bebidas e nos energéticos. A cafeína tem um Kb=4,1 times 10^-4 e Ka=2,4 times 10^-11. Em meio aquoso essa molécula atua como um ácido ou base? Justifique sua resposta.

Passo 1

Então, vamos lá! O exercício fala sobre a cafeína, que é uma substância encontrada em coisas como café e erva-mate, e muito usada em bebidas energéticas. A gente precisa descobrir se a cafeína, quando está dissolvida na água, se comporta mais como um ácido ou como uma base. Para isso, vamos usar os valores de Ka e Kb que foram fornecidos: Ka = 2,4 times 10^-11 e Kb = 4,1 times 10^-4. Vamos precisar entender o que esses valores significam para resolver a questão.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que são Ka e Kb. Esses são coeficientes de dissociação ácida e básica, respectivamente. O Ka indica a força de um ácido em doar prótons (H⁺), enquanto o Kb indica a força de uma base em aceitar prótons. Quanto maior o valor de Ka, mais forte é o ácido. O mesmo vale para o Kb em relação às bases.

Passo 3

Agora, vamos comparar os valores de Ka e Kb da cafeína. O Ka da cafeína é 2,4 times 10^-11, que é um número bem pequeno, indicando que ela não é um ácido forte; na verdade, é um ácido muito fraco. Já o Kb é 4,1 times 10^-4, que é significativamente maior que o Ka. Isso mostra que a cafeína tem uma tendência maior para agir como uma base, ou seja, para aceitar prótons do que para doar.

Passo 4

Como o Kb da cafeína é muito maior que o seu Ka, isso significa que, em meio aquoso, a cafeína tende a agir mais como uma base do que como um ácido.

Resposta

Em meio aquoso, a cafeína atua como uma base, pois seu Kb ( 4,1 times 10^-4) é significativamente maior que seu Ka ( 2,4 times 10^-11), indicando uma maior tendência para aceitar prótons.

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