fcav/unesp disciplina · 16 propriedades físicas por serem capazes de formar ligações de...
TRANSCRIPT
![Page 1: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/1.jpg)
1
DISCIPLINA: Química Orgânica
ASSUNTO:
Ácidos Carboxílicos e Ésteres Profa. Dra. Luciana Maria Saran
FCAV/UNESP
![Page 2: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/2.jpg)
2
CLASSE FUNCIONAL ÁCIDO CARBOXÍLICO
Os compostos desta classe têm em comum a presença do grupo funcional – COOH.
![Page 3: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/3.jpg)
3
Ácidos Carboxílicos e Derivados
![Page 4: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/4.jpg)
4
CLASSE FUNCIONAL ÁCIDO CARBOXÍLICO
Exemplo: ácido etanóico ou ácido acético.
![Page 5: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/5.jpg)
5
ÁCIDOS CARBOXÍLICOS DE CADEIA LONGA
Ácidos Graxos
Ácido Esteárico (C18H36O2)
![Page 6: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/6.jpg)
6
ÁCIDOS CARBOXÍLICOS DE CADEIA LONGA
Ácidos Graxos
Ácido Oléico (C18H34O2)
![Page 7: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/7.jpg)
7
ÁCIDOS CARBOXÍLICOS DE CADEIA LONGA
Ácidos Graxos
Ácido Linoléico (C18H32O2)
![Page 8: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/8.jpg)
8
Nomenclatura dos ácidos carboxílicos não ramificados:
- A nomenclatura dessa classe funcional é feita com a utilização do sufixo óico.
CLASSE FUNCIONAL ÁCIDO CARBOXÍLICO
![Page 9: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/9.jpg)
9
Nomenclatura dos ácidos carboxílicos ramificados:
CLASSE FUNCIONAL ÁCIDO CARBOXÍLICO
ácido 4-metilpentanóico
ácido 3-metilbenzóico ou
ácido meta-metilbenzóico ou
ácido m-metilbenzóico
![Page 10: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/10.jpg)
10
NOMENCLATURA TRIVIAL
ÁCIDOS CARBOXÍLICOS
![Page 11: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/11.jpg)
11
NOMENCLATURA TRIVIAL
ÁCIDOS CARBOXÍLICOS
![Page 12: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/12.jpg)
12
Grupos ACIL(A)
![Page 13: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/13.jpg)
13
Ácidos Carboxílicos e Derivados
![Page 14: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/14.jpg)
14
Ácidos Carboxílicos e Derivados
![Page 15: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/15.jpg)
15
Propriedades Físicas
Os ácidos carboxílicos são capazes de formar ligações de hidrogênio entre si e com solventes polares como a água.
![Page 16: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/16.jpg)
16
Propriedades Físicas
Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio
e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis,
os ácidos carboxílicos são mais solúveis em água
do que estes últimos e apresentam temperaturas de
ebulição mais elevadas que os alcoóis de massa
molecular comparável.
![Page 17: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/17.jpg)
17
Propriedades Físicas
As temperaturas de ebulição dos ácidos carboxílicos alifáticos elevam-se com o aumento do no de átomos de C e as respectivas solubilidades diminuem.
![Page 18: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/18.jpg)
18
Acidez de Ácidos Carboxílicos
Ionizam-se parcialmente em água. Reagem rapidamente com soluções aquosas de hidróxido de sódio e bicarbonato de sódio, formando sais de ácidos carboxílicos.
![Page 19: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/19.jpg)
19
Acidez de Ácidos Carboxílicos
Os ácidos carboxílicos são ácidos fracos.
![Page 20: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/20.jpg)
20
IONIZAÇÃO DE ÁCIDOS FRACOS De maneira geral um ácido fraco, como por exemplo o ácido hipotético HA, ioniza-se conforme representado abaixo:
HA(aq) H+(aq) + A-(aq) Para o equilíbrio acima vale a seguinte expressão da constante de equilíbrio, Ka: Ka é a constante de ionização do ácido. O seu valor é dependente da temperatura.
]HA[
]A[x]H[Ka
![Page 21: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/21.jpg)
21
Exemplo: Numa solução aquosa de ácido acético, CH3COOH, um ácido fraco, temos: CH3COOH(aq) H+(aq) + CH3COO-(aq)
Para a ionização do CH3COOH é válida a seguinte expressão para o cálculo de Ka:
]COOHCH[
]COOCH[x]H[K
3
3a
Ka(CH3COOH) = 1,75x10-5, a 25oC
![Page 22: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/22.jpg)
22
Quanto menor o valor de Ka, mais fraco é o ácido. pKa = - log Ka
Ka = 10-pKa
No caso de ácidos polipróticos, ou seja, para
aqueles ácidos que apresentam mais de um hidrogênio ionizável, a ionização ocorre em etapas e para cada etapa há uma constante de equilíbrio.
IONIZAÇÃO DE ÁCIDOS FRACOS
![Page 23: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/23.jpg)
23
Força do Ácido Aumenta
pKa aumenta
![Page 24: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/24.jpg)
24
IONIZAÇÃO DOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS
Exemplo: ionização do ácido etanóico
![Page 25: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/25.jpg)
25
Os ácidos carboxílicos simples, RCO2H, em que R é um grupo alquila, não diferem muito quanto a força.
Exemplo: ácido acético, pKa = 4,74 e
ácido propanóico, pKa = 4,89 A acidez dos ácidos carboxílicos é aumentada
quando substituintes eletronegativos (Cl, Br, NO2, etc.) substituem os hidrogênios do grupo alquila.
![Page 26: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/26.jpg)
26
Valores de pKa de uma série de ácidos acéticos em que o hidrogênio é substituído sequencialmente por cloro, um elemento mais eletronegativo:
Ácido pKa
CH3CO2H, ácido acético 4,74
ClCH2CO2H, ácido cloroacético 2,85
Cl2CHCO2H, ácido dicloroacético 1,49
Cl3CCO2H, ácido tricloroacético 0,70
Acidez Crescente
![Page 27: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/27.jpg)
27
CLASSE FUNCIONAL ÉSTER
Grupo funcional característico desta classe de compostos:
![Page 28: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/28.jpg)
28
CLASSE FUNCIONAL ÉSTER
Exemplo: etanoato de etila ou acetato de etila.
![Page 29: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/29.jpg)
29
CLASSE FUNCIONAL ÉSTER
Os ésteres são comumente empregados como flavorizantes em balas e doces.
![Page 30: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/30.jpg)
30
CLASSE FUNCIONAL ÉSTER
Triestearina (C57H110O6)
![Page 31: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/31.jpg)
31
CLASSE FUNCIONAL ÉSTER
Nomenclatura:
![Page 32: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/32.jpg)
32
CLASSE FUNCIONAL ÉSTER
Nomenclatura:
![Page 33: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/33.jpg)
ÉSTERES
Preparação:
![Page 34: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/34.jpg)
ÉSTERES
Hidrólise Ácida
A reação de ésteres com água, catalisada por um ácido forte (por ex., HCl) resulta na formação de uma molécula de ácido carboxílico e outra de álcool.
![Page 35: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/35.jpg)
ÉSTERES
Hidrólise Básica (saponificação)
Essa reação é chamada de saponificação, porque, quando realizada com ésteres de ácidos graxos (ácidos de cadeia longa), leva à formação de sabão (sais de ácidos graxos).
![Page 36: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/36.jpg)
36
Sabões e Detergentes Reação de Saponificação
O aquecimento de gordura animal ou óleo vegetal (ambos ésteres do glicerol com ácidos graxos) com base resulta na reação de hidrólise denominada saponificação.
triestearina ou
triestearil glicerol
![Page 37: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/37.jpg)
37
Sabões
São sais de ácidos graxos. Ex.: estearato de sódio.
Têm uma cadeia longa pouco polar ou lipofílica. Já o grupo carboxilato é muito polar e,portanto, hidrofílico.
São solúveis tanto em gordura quanto em água.
![Page 38: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/38.jpg)
38
Sabões
Quando o sabão é colocado em contato com a água, forma-se uma dispersão coloidal constituída por agregados denominados micelas.
![Page 39: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/39.jpg)
39
Sabões
A superfície interna da micela é pouco polar e dissolve gorduras e outros compostos pouco polares. Já a superfície externa é muito polar, o que possibilita a solubilização do sabão em meio aquoso.
![Page 40: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/40.jpg)
40
Detergentes Sintéticos
Também possuem cadeia longa de carbonos (lipofílica) e uma extremidade polar (hidrofílica).
Enquanto os sabões de ácidos graxos são insolúveis
em águas duras, os detergentes sintéticos podem ser
usados mesmo em águas duras.
![Page 41: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/41.jpg)
ÉSTERES
Reação de Transesterificação
Os ésteres reagem com metóxido de sódio (MeONa) em metanol, produzindo um éster metílico. Esta reação é conhecida como transesterificação.
![Page 42: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/42.jpg)
Aplicação Importante: produção de biodiesel. Biodiesel: éster de ácido graxo, obtido comumente a
partir da reação química de óleos vegetais ou gordura animal, com um álcool na presença de um catalisador.
ÉSTERES
Reação de Transesterificação
![Page 43: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/43.jpg)
Reação de Transesterificação (Produção de Biodiesel)
![Page 44: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/44.jpg)
Reação de Transesterificação (Produção de Biodiesel)
![Page 45: FCAV/UNESP DISCIPLINA · 16 Propriedades Físicas Por serem capazes de formar ligações de hidrogênio e, ainda, por serem mais polares do que os alcoóis, os ácidos carboxílicos](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052609/5bc6d66e09d3f218038caa39/html5/thumbnails/45.jpg)
45
Referências
BARBOSA, L. C. de. Introdução à Química Orgânica. São Paulo:Prentice Hall, 2004. 311 p. UCKO, A. D. Química para as Ciências da Saúde: uma introdução à química geral, orgânica e biológica. São Paulo:Manole, 1992. 646 p.