Exercícios Resolvidos Solomons 7ª ed.
Exercícios Resolvidos Solomons 7ª ed.
Capítulo 3
Capítulo 3
3.1 3.1 a) a) b) b) c) c) 3.2 3.2(a), (c), (d) e (f) bases de Lewis (a), (c), (d) e (f) bases de Lewis (b) e (e) ácidos de Lewis
(b) e (e) ácidos de Lewis 3.3
3.3
3.5 3.5 a)
a) pka= pka= - - log log ka ka = = - - log log 1010-7-7= 7= 7 b)
b) pka= - log10pka= - log1055 = -0,699= -0,699 c)
c) O ácido com menor pka será o ácido mais forte, O ácido com menor pka será o ácido mais forte, portanto HB é o ácido mais forteportanto HB é o ácido mais forte 3.6
3.6 Q
Quuaannddo o o o HH33OO++ aattuua a ccoommo o áácciiddo o eem m ssoolluuççãão o aaqquuoossa a a a eeqquuaaççãão o éé::
HH 33OO ++ + + HH 22OO HH 22O O ++ 33OO ++
E o Ka é: [ ] ] [ ] ][ [ 2 3 3 2 H O O H O H O H k a = = + +
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.
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) 3.14
a) b) c) d) e) f) 3.15 a) NH2- b) OH- c) H:- d) HC C- e) CH3O- f) H2O 3.16 NH2-> H:->HC 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)
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)
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+ + T O T 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 segu ida da ligação N–H e a lição
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)
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 –O
2CCH2CO2H perde um próton, ele forma um diânion, –O2CCH2CO2-. Esse diânion é desestabilizado por conter duas cargas negativas próximas.
3.34
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 CH3CH2SH + CH3O- + A B CH3CH2S- CH3OH CH3CH2S -+ H2C CH2 O CH3CH2SCH2CH2O -C CH3CH2S CH2CH2O -+ H O H CH3CH2S CH2CH2O H + HO -D E 3.38
a) hexano b) hexano, amônia líquida c) hexano 3.39 a) N CH3 C H3 C O H b) N CH3 C H3 C O H N+ CH3 C H3 C O -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
interação com ânions. 3.40 a) CH3 C C H3 O CH3 C+ C H3 O -b) CH2 -C C H3 O CH2 C C H3 O -c) CH2 -C C H3 O + D O D CH2 C C H3 O D + O -D
