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Universidade Federal de Minas Gerais – Departamento de Química
Química Orgânica
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Exercícios Resolvidos Solomons 7ª ed. Capítulo 3
3.1
a)
b)
c)
3.2
(a), (c), (d) e (f) bases de Lewis (b) e (e) ácidos de Lewis
3.3
3.5
a) pka= - log ka = - log 10-7= 7
b) pka= - log105 = -0,699
c) O ácido com menor pka será o ácido mais forte, portanto HB é o ácido mais forte
3.6
Quando o H3O+ atua como ácido em solução aquosa a equação é:
H3O+ + H2O H2O + H3O
+
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E o Ka é: ][][
]][[2
3
32 OHOH
OHOHka
A concentração molar de H2O em água pura, é [H2O]=55,5 portanto ka=55,5 e o pka= -1,74.
3.7
O pka do íon metilamina é 10,6. Como o pka do íon anilínio é 4,6 o íon anilínio é portanto ácido mais forte do que do que o íon metilamina e a anilina é base mais fraca do que a metilamina.
3.8
a)negativa b) aproximadamente zero c) positiva
3.9
a)
b)
c)
3.10
As estruturas A e B possuem iguais contribuições para o híbrido de ressonância. Isso significa que o tamanho das ligações carbono-oxigênio são iguais e os átomos de oxigênio possuem cargas iguais.
3.11
a) CH2Cl2CO2H é o ácido mais forte porque o efeito indutivo dos dois átomos de cloro deixa o próton hidroxílico mais positivo. O efeito indutivo dos dois átomos de cloro também irá estabilizar o íon dicloroacetato mais eficazmente por dispersão da carga negativa.
b) CCl3CO2H é o ácido mais forte por razões similares a letra (a), exceto porque aqui estão envolvidos três átomos de cloro.
c) CH2FCO2H é o ácido mais forte porque o efeito indutivo do átomo de flúor é maior do o efeito indutivo do átomo de bromo.
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d) CH2FCO2H é o ácido mais porque o átomo de flúor está mais perto do grupo carboxílico e portanto, é mais capaz de exercer maior efeito indutivo.
3.12
A maioria de compostos contento nitrogênio e todos os compostos contento oxigênio possuem pares de elétrons não compartilhados em seus átomos de oxigênio e nitrogênio. Esse compostos podem portanto agir como bases e aceitar um próton do ácido sulfúrico concentrado. Quando eles aceitam um próton, esses compostos tornam-se íons e portanto compostos iônicos que são solúveis devido a polaridade média do ácido sulfúrico.
3.13
a)
b)
c)
d)
e)
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3.14
a)
b)
c)
d)
e)
f)
3.15
a) NH2- b) OH- c) H:-
d) CH C- e) CH3O
- f) H2O
3.16
NH2-> H:-> CH C
-> CH3O
- ≈ OH- > H2O
3.17
a) H2SO4 b) H3O+ c) CH3NH3
+ d) NH3 e) CH3CH3 f) CH3CO2H
3.18
H2SO4> H3O+> CH3CO2H> CH3NH3
+> NH3> CH3CH3
3.19
a)
b)
c)
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3.20
a)
b)
c)
3.21
Porque o próton ligado ao átomo de oxigênio altamente eletronegativo do CH3OH é muito mais ácido do que os prótons ligados ao átomo de carbono menos eletronegativo.
3.22
3.23
a) pka = -log 1,77x 10-4 = 3,75 b) ka = 10-13
3.24
a) HB
b) Sim. Desde que A- é a base forte e HB o ácido forte, a seguinte reação ácido-base ocorrerá:
A- H B A H B-
+ +
3.25
a)
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b)
c) Não ocorrerá reação ácido-base apreciável porque a base remove um próton do etino.
d)
e)
3.26
a)
H5C6 C C H NH2Na+ H5C6 C C-
Na+
+ NH3
H5C6 C C-
Na+
+ O TT H5C6 C C T + NaOT
b)
c)
3.27
a) CH3CH2OH> CH3CH2NH2 > CH3CH2CH3
O oxigênio é mais eletronegativo que o nitrogênio, o qual é mais eletronegativo que o carbono. Portanto a ligação O–H é a mais polarizada seguida da ligação N–H e a lição
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C–H é a menos polarizada.
b) CH3CH2O- < CH3CH2NH- < CH3CH2CH2
-
O ácido fraco terá base conjugada forte.
3.28
a)
b)
c)
3.29
a)
b)
c)
3.30
Os hidrogênios ácidos devem estar ligados a átomos de oxigênio. No H3PO3,um átomo de hidrogênio está ligado ao átomo de fósforo.
3.31
a)
b)
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c)
d)
e)
3.32
a) Assumimos que o grupo ácido e o grupo básico da glicina em suas duas formas possuem acidez e basicidade similares a do ácido acético e da metilamina. Então consideramos o equilíbrio entre as duas formas:
b) O alto ponto de fusão revela que a estrutura iônica é a que melhor representa a glicina.
3.33
a) O segundo grupo carboxila do ácido malônico estabiliza a base conjugada por efeito indutivo quando o ácido malônico perde um próton.
b) Quando –O2CCH2CO2H perde um próton, ele forma um diânion, –O2CCH2CO2-. Esse
diânion é desestabilizado por conter duas cargas negativas próximas.
3.34
HB é ácido mais forte.
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3.36
O diânion é um híbrido com as seguintes estruturas de ressonância:
Nós podemos observar que cada ligação carbono-carbono é uma ligação simples em três estruturas e dupla em uma estrutura. Cada ligação carbono-oxigênio é dupla em duas estruturas e ligação simples também em duas estruturas. Portanto podemos esperar que todas as ligações carbono-carbono são equivalentes e do mesmo comprimento. O mesmo pode ser dito para as ligações carbono-oxigênio.
3.37
CH3CH2 SH + CH3O-
+A B
CH3CH2 S-
CH3OH
CH3CH2 S-
+ CH2 CH2
O
CH3CH2 SCH2CH2O-
C
CH3CH2 SCH2CH2O-
+ O HH CH3CH2 SCH2CH2O H + OH-
D E
3.38
a) hexano b) hexano, amônia líquida c) hexano
3.39
a)
N CH3
CH3
CO
H b)
N CH3
CH3
CO
H
N+
CH3
CH3
CO-
H c) O DMF dissolve compostos iônicos e solvata os cátions muito bem. Ele o faz orientando suas extremidades negativas em volta do cátion e doando pares de elétrons não-compartilhados para orbitais vazios do cátion. Entretanto, não consegue formar ligações hidrogênio porque seu centro positivo é bem blindado contra qualquer
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interação com ânions.
3.40
a)
CH3CCH3
O
CH3C+
CH3
O-
b)
CH2
-CCH3
O
CH2CCH3
O-
c)
CH2
-CCH3
O
+ O DDCH2CCH3
O
D+ O
-D
