Enunciado

Os valores de pKa do fenol, o-nitro-fenol, m-nitro-fenol e p-nitro-fenol são 9,89, 7,17 8,28 e 7,15, respectivamente. Explique a origem das diferenças de pKa.

Passo 1

Em primeiro lugar, precisamos saber que o valor de pKa está associado à acidez de uma substância. Quanto mais baixo esse valor, maior é a força ácida da substância; quanto mais alto, maior a força básica ou alcalina.

Seguem as estruturas das quatro substâncias analisadas, na ordem que aparecem no enunciado:

Passo 2

O grupo nitro, N O 2 , é um conhecido grupo retirador de densidade eletrônica por ressonância do anel benzênico. Assim, dependendo da posição que ele está, em relação ao grupo O H , ele pode retirar mais ou menos densidade eletrônica do anel, por ressonância.

Além disso, por conter átomos muito mais eletronegativos que o carbono, que são N e O , esse grupo gera efeito indutivo de retirada de elétrons.

Saiba que o efeito de retirada da densidade eletrônica por ressonância é mais intenso do que o causado pelo efeito indutivo pela eletronegatividade!

Passo 3

Na posição orto, mais próxima do O H , o grupo nitro retira densidade eletrônica predominantemente por ressonância, quase nada por efeito indutivo.

Na posição meta, o grupo nitro só retira densidade eletrônica do anel benzênico por efeito indutivo.

Na posição para, o grupo nitro retira densidade eletrônica pelos dois efeitos, sendo assim a posição em que o anel tem a menor densidade eletrônica de todas.

Pelo que já foi dito, você pode concluir que, depois do para, vem o orto e em seguida o meta, no quesito retirada de densidade eletrônica.

Passo 4

E o que isso tem a ver com a acidez?

Bom, quanto menor for a densidade eletrônica do anel benzênico, mais da densidade eletrônica do oxigênio do grupo O H vai ser atraída ao centro do anel, desestabilizando a ligação O - H .

Quanto mais desestabilizada e fraca for a ligação, mais facilmente o hidrogênio se desprende do oxigênio, certo?

E quanto mais fácil ele se desprende, mais ácido é o composto!

Assim, por essa explicação, a gente conclui que, de fato, a ordem de acidez estabelecida pelo enunciado faz sentido.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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