Dissertativa 6 - 2ª Fase - Dia 2 - ITA 2026

$\text{p}{\mathrm{K}}_{\mathrm{a}} + \text{p}{\mathrm{K}}_{\text{b}} = \text{p}{\mathrm{K}}_{\text{w}}$ sendo $14 ({\mathrm{K}}_{\text{w}}={10}^{-14})$

Para ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$: $\begin{array}{ccccc}{\mathrm{pK}}_{\mathrm{b}}=15,70& & {\mathrm{pK}}_{\mathrm{a}}+15,70=14& & {\mathrm{pK}}_{\mathrm{a}}=-1,70\end{array} \left({\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}\right)$

Para ${\mathrm{NH}}_3$: $\begin{array}{ccccc}{\mathrm{pK}}_{\mathrm{b}}=4,75& & {\mathrm{pK}}_{\mathrm{a}}+4,75=14& & {\mathrm{pK}}_{\mathrm{a}}=9,25\end{array} \left({{\mathrm{NH}}_4}^{+}\right)$

Para ${{\mathrm{NH}}_2}^{-}$: $\begin{array}{ccccc}{\mathrm{pK}}_{\mathrm{b}}=-22& & {\mathrm{pK}}_{\mathrm{a}}+\left(-22\right)=14& & {\mathrm{pK}}_{\mathrm{a}}=36\end{array} \left({\mathrm{NH}}_3\right)$

Para ${\mathrm{CH}}_3\mathrm{CCH}$: $\begin{array}{ccccc}{\mathrm{pK}}_{\mathrm{a}}=25& & 25+{\mathrm{pK}}_{\mathrm{b}}=14& & {\mathrm{pK}}_{\mathrm{b}}=-11\end{array} \left({\mathrm{CH}}_3{\mathrm{CC}}^{-}\right)$

Para uma reação genérica:

$\begin{array}{ccccccc}\mathrm{HA}& +& {\mathrm{B}}^{-}& \underset{}{\rightleftharpoons }& \mathrm{HB}& +& {\mathrm{A}}^{-}\\ {\mathrm{pK}}_{{\mathrm{a}}_1}& & & & {\mathrm{pK}}_{{\mathrm{a}}_2}& & \end{array}$

Analisa-se de duas formas:

1ª) O equilíbrio fica deslocado no sentido da espécie de maior ${\mathrm{pK}}_{\mathrm{a}}$ (ácido mais fraco); ou

2ª) Calculando ${\mathrm{K}}_{\mathrm{eq}}$ pela expressão ${\mathrm{K}}_{\mathrm{eq}}={10}^{({\mathrm{pK}}_{{\mathrm{a}}_2}-{\mathrm{pK}}_{{\mathrm{a}}_1})}$. Neste caso, se ${\mathrm{K}}_{\mathrm{eq}}>1$ o equilíbrio favorece os produtos.

Reação 1: $\begin{array}{ccccccc}{\mathrm{CH}}_3\mathrm{CCH} & +& {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}& \underset{}{\overset{}{\rightleftharpoons }}& {\mathrm{CH}}_3{\mathrm{CC}}^{-}& +& {\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+} \\ {\mathrm{pK}}_{{\mathrm{a}}_1}= 25& & & & & & {\mathrm{pK}}_{{\mathrm{a}}_2}=-1,70\end{array}$

Reação deslocada para a esquerda: não favorece os produtos.

Reação 2: $\begin{array}{ccccccc}{\mathrm{CH}}_3\mathrm{CCH} & +& {\mathrm{NH}}_3& \underset{}{\overset{}{\rightleftharpoons }}& {\mathrm{CH}}_3{\mathrm{CC}}^{-}& +& {{\mathrm{NH}}_4}^{+} \\ {\mathrm{pK}}_{{\mathrm{a}}_1}= 25& & & & & & {\mathrm{pK}}_{{\mathrm{a}}_2}=9,25\end{array}$

Reação deslocada para a esquerda: não favorece os produtos.

Reação 3: $\begin{array}{ccccccc}{\mathrm{CH}}_3\mathrm{CCH} & +& {{\mathrm{NH}}_2}^{-}& \underset{}{\overset{}{\rightleftharpoons }}& {\mathrm{CH}}_3{\mathrm{CC}}^{-}& +& {\mathrm{NH}}_3 \\ {\mathrm{pK}}_{{\mathrm{a}}_1}= 25& & & & & & {\mathrm{pK}}_{{\mathrm{a}}_2}=36\end{array}$

Reação deslocada para a direita: favorece os produtos.

Obs.: Lamenta-se aqui o uso do valor incorreto para o ${\mathrm{pK}}_{\mathrm{b}}$ da água (15,70). Embora muito frequente em livros de química orgânica, já é amplamente aceito pela ${\text{comunidade}}^{\left(\mathrm{I}\right)}$ química que o valor correto deve ser 14. Ressalta-se, portanto, que o uso do valor correto em nada mudaria a resolução da questão.

(I) ${\mathrm{pK}}_{\mathrm{a}}$ Values in the Undergraduate Curriculum: What is the real ${\mathrm{pK}}_{\mathrm{a}}$ of Water? J. Chem. Educ. 2017, 94, 690-695