Escreva as equações completas das reações ácido-base em equilíbrio da protonação da penicilina pelo ácido HX (três equações) e das reações ácido-base em equilíbrio da desprotonação da penicilina protonada pela base (três equações).

Passo 1

Beleza, vamos dar um jeito nessa questão! Basicamente, a gente precisa escrever as equações completas das reações ácido-base que acontecem quando a penicilina é protonada pelo ácido HX e quando a penicilina protonada perde um próton na presença de uma base. O conteúdo aqui é de Química, especificamente de acidologia e equilíbrio químico. Para resolver, vamos precisar entender como os ácidos e as bases reagem, especialmente envolvendo a penicilina.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que significa protonação. Protonação é quando uma molécula, que no caso é a penicilina, ganha um próton (H⁺). O ácido HX doa esse próton para a penicilina. A equação geral fica assim:
Penicilina + HX rightarrow Penicilina-H^+ + X^-
Aqui, a penicilina ganha um próton e se torna seu íon protonado, enquanto o ácido HX libera o íon X⁻.

Passo 3

Agora, vamos detalhar três possíveis reações de protonação da penicilina pelo ácido HX. Supondo que a penicilina tenha diferentes grupos que podem ser protonados, as reações podem ser:
  1. Protonação do grupo amina:
Penicilina-NH2 + HX rightarrow Penicilina-NH3^+ + X^-
  1. Protonação do grupo carboxila:
Penicilina-COO^- + HX rightarrow Penicilina-COOH + X^-
  1. Protonação do grupo sulfhidrila:
Penicilina-SH + HX rightarrow Penicilina-SH2^+ + X^-
Cada uma dessas reações mostra a penicilina ganhando um próton em diferentes locais da sua estrutura.

Passo 4

Agora vamos para a desprotonação. Desprotonação é quando a penicilina protonada perde um próton na presença de uma base. A base retira o próton, revertendo a penicilina para seu estado original e formando a base conjugada.
A equação geral fica assim:
Penicilina-H^+ + Base rightarrow Penicilina + Base-H^+
Aqui, a penicilina perde o próton e a base ganha esse próton.

Passo 5

Vamos detalhar agora três possíveis reações de desprotonação da penicilina protonada pela base. Considerando os mesmos grupos que foram protonados:
  1. Desprotonação do grupo amina:
Penicilina-NH3^+ + Base rightarrow Penicilina-NH2 + Base-H^+
  1. Desprotonação do grupo carboxila:
Penicilina-COOH + Base rightarrow Penicilina-COO^- + Base-H^+
  1. Desprotonação do grupo sulfhidrila:
Penicilina-SH2^+ + Base rightarrow Penicilina-SH + Base-H^+
Essas reações mostram a penicilina perdendo um próton em cada um dos grupos, reagindo com a base para formar a base protonada.

Resposta

As equações completas das reações ácido-base em equilíbrio são:
Protonação da penicilina pelo ácido HX:
  1. Penicilina-NH2 + HX rightarrow Penicilina-NH3^+ + X^-
  2. Penicilina-COO^- + HX rightarrow Penicilina-COOH + X^-
  3. Penicilina-SH + HX rightarrow Penicilina-SH2^+ + X^-
Desprotonação da penicilina protonada pela base:
  1. Penicilina-NH3^+ + Base rightarrow Penicilina-NH2 + Base-H^+
  2. Penicilina-COOH + Base rightarrow Penicilina-COO^- + Base-H^+
  3. Penicilina-SH2^+ + Base rightarrow Penicilina-SH + Base-H^+

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