• Matéria: Química
  • Autor: ToniMontana
  • Perguntado 9 anos atrás

Desenhe as estruturas dos ácidos conjugados das bases a seguir e desenhe a espécie que deve predominar em pH = 7(o valor de pKa é referente ao ácido conjugado da base em solução aquosa diluída):

As estruturas estão anexadas.

Anexos:

Respostas

respondido por: FlavioJunyor
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a) Segue em anexo os ácidos conjugados, lembrando que as aminas se comportam como bases sendo protonada pela água.

b) É dito que os pKa dados são referentes aos ácido conjugados das bases, então temos que montar a equação do Ka tendo em mente que o ácido conjugado será o ácido (e não a espécie que o formou (até por eles tem caráter básico)), e liberará um H+.
Para facilitar, chamaremos os ácido conjugados de Ac e a base(que são os compostos dados de A apenas:
Temos:
Ac <--> A +  H+
Então:
Ka =  \frac{[A].[H+]}{[Ac]}
Aplicando log de ambos os lados:
logKa = log[A] + log[H+] -log[Ac]
Isolando o log[H+]:
-log[H+] = log[A] -log[Ac] - logKa

Como:
pH = -log[H+]   e pKa = -log[Ka]
Teremos:
pH = log[A] -log[Ac] + pKa
Arranjando, temos que:
log[A] -log[Ac] = pH - pKa
Então chegamos a seguinte expressão, considerando o pH=7:
log \frac{[A]}{[Ac]} = 7 - pKa
E:
\frac{[A]}{[Ac]} =  10^{(7-pKa)}
Para a acetanilida:
\frac{[A]}{[Ac]} =  10^{(7-0,61)} = 10^{(6,39)}
Ou seja:
[A] >> [Ac]
Então a espécie predominante será a amina e não o seu ácido conjugado.

Para a Benzocaína:
\frac{[A]}{[Ac]} = 10^{(7-2,78)} = 10^{(4,22)}
Ou seja:
[A] >> [Ac]
Então a espécie predominante será a amina e não o seu ácido conjugado.

O resultado pode ser explicado pelo fato de que as aminas em geral são bases fracas, logo, ela se comportará como base em meios onde o pH é mais baixo (alta acidez ). 
Uma outra maneira de interpretar o resultado é de que os pKa são baixos, caracterizando Ka altos, ou seja, os ácidos conjugados formados são fortes, então eles tendem a se ionizar, liberando H+ facilmente, e voltando a ser uma amina. Apenas em meio com alta concentração de H+, a ionização do acido conjugado será desfavorável.

Espero ter ajudado =)
Anexos:

FlavioJunyor: O calculo se mantem, o que de fato influencia é no pKa, mas o pKa já é dado. Tipo a amida é menos básica, por isso tem pKa de seu ácido conjugado menor, logo a acidez do acido conjugado é maior. E para uma base, quanto maior a acidez de seu ácido conjugado mais fraca ela é.
FlavioJunyor: Por que o pKa estaria errado? É deixado explicido que o pKa é do ácido conjugado
FlavioJunyor: amina conjugada (ácido) --> pKa=2,78 --> Ka=0,0016 (ácido fraco) amida conjugada(ácido) --> pKa=0,61 -> Ka=0,24 (ácido não tao fraco) então o carater basico é menor.
FlavioJunyor: Para efeito de comparação, Ka do ácido sulfurico é da ordem de 10³.
FlavioJunyor: Mesmo assim esses ácido conjugados tem Ka mais fortes do que mutios ácido conhecidos com o HF e o ácido acetico.
FlavioJunyor: Por isso a tendencia é desse acidos conjugados se ionizarem e virarem aminas/amidas novamente.
FlavioJunyor: Mais alguma dúvida?
ToniMontana: Não, senhor. Entendi bem. Muito obrigado!
FlavioJunyor: O que confunde nessa questão é o fato de que dão valores de pKa (que é relativo a ácidos) e dão substancias de comportamento básico). Mas como é dito "o valor de pKa é referente ao ácido conjugado da base", então analisamos a questão como se tivéssemos as aminas/amidas protonadas inicialmente(de comportamento ácido), e como produtos da ionização desses ácidos as suas bases conjugadas que serão as aminas/amidas. Se entender isso, entende a questão. =)
ToniMontana: Eu entendi bem depois que vc explicou, obrigado mesmo! :)
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