Questão 94, caderno azul ENEM 2024

A nimesulida é um fármaco pouco solúvel em água, utilizado como anti-inflamatório, analgésico e antitérmico. Essa substância pode ser convertida em uma espécie eletricamente carregada, de maior solubilidade em água, mediante o tratamento com uma base de Brönsted-Lowry, isto é, uma espécie química capaz de capturar um próton (H+). Na figura são apresentados os grupamentos presentes na estrutura química da nimesulida.

GONÇALVES, A. A. et al. Contextualizando reações ácido-base de acordo com a teoria protônica de Brönsted-Lowry usando comprimidos de propranolol e nimesulida.
Química Nova, n. 3, 2013 (adaptado).

Na estrutura desse fármaco, o grupamento capaz de reagir com a base de Brönsted-Lowry é o grupo

a) sulfonamida.

b) metila.

c) fenila.

d) nitro.

e) éter.

✍ Resolução Em Texto

Matérias Necessárias: Química Orgânica (Identificação de Funções Orgânicas e Propriedades Ácido-Base: Efeitos Eletrônicos).
Tema/Objetivo Geral: Identificar sítios ácidos em uma molécula orgânica complexa segundo a teoria de Brønsted-Lowry.
Nível da Questão: Médio.
- A questão exige mais do que apenas identificar nomes de grupos funcionais (o que seria fácil). Ela exige que o aluno correlacione a estrutura com a reatividade (acidez), compreendendo efeitos eletrônicos (como a eletronegatividade e ressonância) que tornam um hidrogênio ionizável.
Gabarito: A – O grupo sulfonamida possui um hidrogênio ligado ao Nitrogênio que se torna ácido devido à forte atração de elétrons pelo grupo SO₂.

PASSO 1 – O QUE A QUESTÃO QUER? (O MAPA DA MINA)

Decodificação do Objetivo:
Em bom português, a missão é: “Olhe para esta molécula gigante e encontre o único Hidrogênio (H₂) que está ‘frouxo’ o suficiente para ser arrancado por uma base.”

Simplificação Radical (A Analogia Central):
Imagine que a molécula é uma casa e os átomos de Hidrogênio são móveis. A maioria dos móveis (H ligados a Carbono) está parafusada no chão. Ninguém tira dali. Existe um móvel (H ligado ao Nitrogênio da Sulfonamida) que está apenas encostado na parede. A “Base” é um ladrão de móveis. Qual móvel ele vai levar? O que não está parafusado. Nosso trabalho é achar esse móvel solto.

Plano de Ataque (O Roteiro da Investigação):

Definir o Alvo: Entender o que uma Base de Brønsted-Lowry procura (um próton/H+ ácido).
Escaneamento Visual: Eliminar os grupos funcionais que nem sequer têm Hidrogênio.
Análise de Força: Comparar os Hidrogênios restantes e ver qual está ligado ao átomo que “segura menos” (mais eletronegativo e com efeitos de estabilização).

PASSO 2 – DESVENDANDO AS FERRAMENTAS (A CAIXA DE FERRAMENTAS)

Para isso resolver essa questão, usaremos o Detector de Acidez Orgânica:

CRITÉRIO	O QUE PROCURAR?	POR QUÊ?
Existência	Tem Hidrogênio (H)?	Se não tiver H, não pode doar próton (não é ácido de Brønsted).
Polaridade	O H está ligado a quem?	H ligado a Carbono é “fiel” (pouco ácido). H ligado a O ou N é “infiel” (mais ácido).
Vizinhança	Quem está puxando elétrons perto?	Grupos que puxam elétrons (como `SO`₂, C=O, NO₂) deixam o `H`₂ vizinho mais “solto” (ácido).

PASSO 3 – INTERPRETAÇÃO GUIADA (MÃO NA MASSA)

Vamos aplicar o Detector de Acidez em cada suspeito circulado na imagem:

Grupo Nitro (NO₂):
- Tem Hidrogênio? Não. (Veja a fórmula: N, O, O).
- Veredito: Eliminado imediatamente.
Grupo Éter (−O−):
- Tem Hidrogênio no Oxigênio? Não. O oxigênio está ligado a dois carbonos.
- Veredito: Eliminado.
Grupo Metila (CH₃) e Fenila (Anel Benzeno):
- Têm Hidrogênio? Sim.
- Onde estão ligados? Diretamente a Carbonos.
- Análise: A ligação C−H é muito forte e pouco polar. Para arrancar esse H, precisaríamos de uma base ultra-forte, não de uma reação comum em meio aquoso.
- Veredito: Eliminados (são “móveis parafusados”).
Grupo Sulfonamida (SO₂−NH−):
- Tem Hidrogênio? Sim (Olhe o H₂ ligado ao N₂).
- Onde está ligado? Ao Nitrogênio (mais eletronegativo que o carbono).
- Vizinhança: Ao lado do Nitrogênio tem um grupo Sulfonila (SO₂). O enxofre com dois oxigênios suga os elétrons com força (efeito indutivo e ressonância). Isso deixa o Nitrogênio “carente”, e ele acaba soltando o Hidrogênio facilmente.
- Veredito: O culpado! É aqui que a reação ocorre.

🚨 ARMADILHA CLÁSSICA! 🚨

CUIDADO! O erro mais comum aqui é confundir Amina com Amida/Sulfonamida. Muitos alunos pensam: “Tem Nitrogênio, então é básico (base), não ácido”. A chave é notar a vizinhança: Uma amina simples (R−NH₂) é básica. Mas quando o NN está ligado a uma Carbonila (C=O) ou Sulfonila (SO=O), o grupo se torna Ácido. O vizinho “sugador de elétrons” inverte a personalidade do Nitrogênio.

A Bússola (O Perfil do Culpado):

Síntese do raciocínio: Procuramos um H ligado a átomo eletronegativo (N ou O) com vizinhos que estabilizem a carga negativa.
Expectativa: A alternativa correta deve apontar o único grupo com H ligado a N: a Sulfonamida.

PASSO 4 – ALTERNATIVAS COMENTADAS (A AUTÓPSIA)

Vamos agora interrogar os suspeitos.

A) sulfonamida.

Análise de Correspondência: Perfeito. O grupo possui a estrutura SO₂−NH−. O hidrogênio ligado ao nitrogênio é consideravelmente ácido devido ao forte efeito retirador de elétrons do grupo sulfonila, permitindo que uma base capture esse próton e solubilize o fármaco.
Conclusão: 🟢 Alternativa correta.

B) metila.

A “Narrativa do Erro”: O candidato escolhe aleatoriamente ou confunde a reatividade orgânica.
O “Diagnóstico do Erro”: Erro de Propriedade Química (Acidez de Alcanos). O grupo metila possui hidrogênios ligados a carbono com caráter apolar. Eles não são ionizáveis em condições biológicas ou farmacêuticas comuns (pKa≈50).
Conclusão: 🔴 Alternativa incorreta.

C) fenila.

A “Narrativa do Erro”: O aluno pode achar que o anel aromático reage.
O “Diagnóstico do Erro”: Imprecisão Conceitual. Assim como na metila, os hidrogênios do anel aromático (fenila) estão ligados a carbonos. Embora sejam ligeiramente mais ácidos que os da metila, ainda são extremamente estáveis e não reagem com bases de Brønsted comuns.
Conclusão: 🔴 Alternativa incorreta.

D) nitro.

A “Narrativa do Erro”: O aluno vê cargas no desenho (+ e -) e acha que ali ocorrerá a reação iônica.
O “Diagnóstico do Erro”: Erro de Observação Estrutural. O grupo nitro não possui átomo de hidrogênio. Segundo Brønsted-Lowry, para ser ácido, é obrigatório ter um próton para doar.
Conclusão: 🔴 Alternativa incorreta.

E) éter.

A “Narrativa do Erro”: O aluno associa o oxigênio à reatividade.
O “Diagnóstico do Erro”: Confusão de Função. O éter funciona mais como uma base de Lewis (pode doar par de elétrons) ou é inerte. Ele não possui hidrogênio ligado ao oxigênio (como num álcool ou fenol) para ser ácido.
Conclusão: 🔴 Alternativa incorreta.

PASSO 5 – O GRAND FINALE (APRENDIZAGEM EXPANDIDA)

Frase de Fechamento:
A solubilidade da nimesulida aumenta porque a base arranca o “H frouxo” da sulfonamida, transformando uma molécula neutra (insolúvel) em um íon carregado (solúvel).

Resumo-flash (A Imagem Mental):
Para achar o ácido na química orgânica, procure o H “infiel”: aquele ligado a O ou N, especialmente se tiver um “vizinho bully” roubando elétrons.

Para ir Além (A Ponte para o Futuro): Este princípio é a base da Farmacologia. A maioria dos remédios são ácidos fracos ou bases fracas. A aspirina (ácido) e a morfina (base) dependem exatamente desse jogo de “ganhar ou perder H+” para atravessar as membranas do seu estômago e intestino e chegar ao sangue. Se você entende Brønsted-Lowry, você entende como o remédio “sabe” onde deve ser absorvido!

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