1) O documento apresenta uma lista de exercícios sobre estrutura e reatividade de compostos orgânicos, incluindo questões sobre acidez e basicidade. 2) As questões abordam tópicos como valores de pKa de fenóis, efeitos indutivos, hibridização do nitrogênio em aminas, estabilidade de cicloalquenos, equilíbrio ácido-base em aminoácidos e separação de misturas orgânicas. 3) São propostos exercícios sobre estrutura eletrônica

1. UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO
CENTRO UNIVERSITÁRIO NORTE DO ESPÍRITO
Departamento de Engenharia e Ciências Exatas
LISTA DE EXERCÍCIOS
Química Orgânica – Engenharia de Petróleo – Professor Sandro Greco
Estrutura e reatividade, acidez e basicidade de compostos orgânicos.
1ª Questão: Os fenóis mostrados a seguir possuem valores aproximados de constante de acidez de 4,
7, 9, 10 e 11. Correlacione os valores de pKa com as respectivas estruturas e explique a sua resposta.
OH OH H3C OH OH OH
O2N NO2 O2N H3C CH3
Cl
2ª Questão: O Grupo alquila aumenta a nucleofilicidade da dupla ligação nas reações com eletrófilos.
Identifique e represente a principal interação entre orbitais que justifique essa observação.
CH3 CH3
E
E
H3C K1 H3C
K1/K2 = 2,5 x 104
H H
E
E
H3C K2 H3C
3ª Questão: Em muitas aminas, o átomo de nitrogênio possui hibridação sp3, com uma estrutura
piramidal e ângulos de ligação próximos de 109o. Na formamida, o átomo de nitrogênio encontra-se
num arranjo planar, com ângulos de ligação próximos a 120o.Explique essa observação experimental.
O
H NH2
Formamida
4ª Questão: O composto mostrado a seguir, tem por razões óbvias, sido chamado de ácido quadrático.
O ácido quadrático é um ácido diprótico, com ambos os prótons sendo mais ácido do que o ácido
acético. No diânion obtido após a perda de ambos os prótons, todas as ligações carbono-carbono tem o
mesmo comprimento, bem como todas as ligações carbono-oxigênio. Forneça uma explicação para
essas observações experimentais.
O OH
O OH
ácido quadrático
5ª Questão: A cicloeptatrienona (I) é muito estável, enquanto que a ciclopentadienona (II), ao
contrário, é bastante instável e sofre rapidamente uma reação de Diels-Alder com ela mesma. Explique
a diferença de estabilidade desses dois compostos.
O
O O O
O
+
reação de Diels-Alder O
(I) (II)
Centro Universitário Norte do Espírito Santo - Rua Humberto de Almeida Francklin, 257
Bairro Universitário, CEP 29.933-415, São Mateus - ES (Sede Provisória)
Sítio Eletrônico: http://www.ceunes.ufes.br, Tel.: +55 (27) 3763-8650

2. UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO
CENTRO UNIVERSITÁRIO NORTE DO ESPÍRITO
Departamento de Engenharia e Ciências Exatas
LISTA DE EXERCÍCIOS
Química Orgânica – Engenharia de Petróleo – Professor Sandro Greco
Estrutura e reatividade, acidez e basicidade de compostos orgânicos
6ª Questão: Um aminoácido possui tanto um grupo funcional ácido quanto um básico, portanto,
podendo, em solução aquosa, ocorrer uma reação ácido-base entre eles para produzir uma espécie
chamada zwitterion ou íon dipolar, como mostrado a seguir. Usando uma tabela de pKa diga qual das
duas espécies será favorecida no equilíbrio e justifique a sua resposta.
H NH2 H2O H NH3
OH O
O O
zwitterion
7ª Questão: Os dois compostos a seguir são isômeros, isto é, eles são compostos diferentes com a
mesma fórmula molecular. (a) Por que essas moléculas não se convertem naturalmente uma na outra?
(b) A absorção de luz pela dupla ligação na molécula, favorece a interconversão dessas duas
moléculas, explique essa afirmativa.
H R H H
C C C C
R H R R
trans cis
8ª Questão: O composto mostrado a seguir é o imidazol usado na síntese do aminoácido histidina e
também da histamina, um autacóide usado como protótipo na preparação de anti-histamínicos. Quando
o imidazol é dissolvido em água ocorre uma transferência de próton para formar um cátion. Esse
cátion é melhor representado pela estrutura A ou B? Explique a sua resposta?
H
N N N
+ H2O
N N N
H H H
H
imidazol (A) (B)
9ª Questão: Proponha uma marcha para a separação de uma mistura de ácido benzóico, anilina e
antraceno, usando a extração com variação de pH (extração ácido-base).
CO2H NH2
ácido benzóico anilina antraceno
10ª Questão: A acidez dos compostos 1a e 2a são as mesmas, entretanto, o composto 1b é um ácido
significativamente mais forte do que o 2b. Explique essa afirmativa.
OH OH
1a, X = CN 2a, X = CN
1b, X = NO2 2b, X = NO2
H3C CH3
X X
Centro Universitário Norte do Espírito Santo - Rua Humberto de Almeida Francklin, 257
Bairro Universitário, CEP 29.933-415, São Mateus - ES (Sede Provisória)
Sítio Eletrônico: http://www.ceunes.ufes.br, Tel.: +55 (27) 3763-8650

3. UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO
CENTRO UNIVERSITÁRIO NORTE DO ESPÍRITO
Departamento de Engenharia e Ciências Exatas
LISTA DE EXERCÍCIOS
Química Orgânica – Engenharia de Petróleo – Professor Sandro Greco
Estrutura e reatividade, acidez e basicidade de compostos orgânicos
11ª Questão: Foram discutidos previamente, os fatores que contribuem para a tendência de acidez dos
ácidos carboxílicos (X=OH). Esses mesmos fatores também influenciam a acidez dos ácidos fracos
baseados na estrutura das amidas (X=NR). Com os seus conhecimentos sobre efeitos indutivos e
orbitais moleculares, explique por que o composto 1 é quatro unidades de pKa mais ácido do que 2.
O O
H + H
R X R X
X = O (ácido carboxílico), X= NH (amida), X= CH2 (cetona/éster)
O O
H3C CH3
O N H O N
H
1, pKa = 20 2, pKa = 24
12ª Questão: Um ácido carboxílico pode existir tanto na configuração E, quanto na Z, que são
diferentes no ângulo diedro em torno da ligação C-O. Estudos de cálculos teóricos demonstraram que
o isômero Z do ácido fórmico é mais estável cerca de 4,04 kcal/mol. Assumindo que o pKa do isômero
Z do ácido fórmico seja igual a 3,77, calcule o pKa do isômero E do ácido fórmico e diga qual par de
elétrons (A ou B) do ânion carboxilato mostrado a seguir é o mais básico. Explique a sua resposta.
O + 4,04 kcal/mol O
H
H O H O
isômero Z H
isômero E
pKa = 3,77
O
A
H O
B
ânion carboxilato
BOA SORTE !
Centro Universitário Norte do Espírito Santo - Rua Humberto de Almeida Francklin, 257
Bairro Universitário, CEP 29.933-415, São Mateus - ES (Sede Provisória)
Sítio Eletrônico: http://www.ceunes.ufes.br, Tel.: +55 (27) 3763-8650