Questão 94 — ENEM 2024Caderno azul · 2º Dia
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
Alternativas
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Resolução
Ficha da Questão
- Matérias Necessárias: Química → Química Orgânica (grupos funcionais, ácido-base de Brönsted-Lowry)
- Nível: Médio — exige reconhecer grupos funcionais e identificar qual possui H ionizável
- Tema/Habilidade BNCC: Funções orgânicas; reações ácido-base de Brönsted-Lowry; farmacologia e solubilidade
- Gabarito: A — revelado após resolução completa
Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando
- Comando reformulado: Qual grupamento da nimesulida possui H ionizável capaz de ser capturado por uma base de Brönsted-Lowry?
- Palavras-chave decisivas: base de Brönsted-Lowry, capturar próton (H+), espécie eletricamente carregada
- Armadilha típica: Esquecer que a base ACEITA o H⁺ — logo, a nimesulida precisa ter um grupo que DOA H⁺ (ácido de Brönsted-Lowry). O grupo precisa ter H ligado a átomo eletronegativo.
- O que a resposta precisa demonstrar: Identificar o único grupo da estrutura com H ionizável — o grupo sulfonamida (-SO₂-NH-).
Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais
- Base de Brönsted-Lowry: Espécie que aceita próton (H⁺). Para reagir com ela, a nimesulida deve ser um ácido, ou seja, ter H ionizável.
- Sulfonamida (-SO₂-NH-): O H ligado ao N é acidificado pelo grupo sulfonila (-SO₂-) adjacente, que retira elétrons por ressonância e efeito indutivo, tornando o N-H mais ácido e ionizável.
- Demais grupos: Metila (-CH₃), fenila (C₆H₅), éter (-O-) e nitro (-NO₂) não possuem H ionizável capaz de ser cedido a uma base comum.
Passo 3 — Decodificação do Enunciado
- Evidência 1: A imagem da estrutura da nimesulida identifica 5 grupos rotulados: metila (H₃C-), sulfonamida (-SO₂-NH-), éter (-O-), fenila (anel benzênico) e nitro (-NO₂). Apenas a sulfonamida possui H ligado a N.
- Evidência 2: "convertida em uma espécie eletricamente carregada de maior solubilidade em água" → ao ceder H⁺ do grupo sulfonamida, a molécula passa a ter carga -1 (-SO₂-N⁻-), tornando-se mais solúvel em água por interação iônica.
- Síntese: O único grupo com H ionizável na estrutura é a sulfonamida; ao reagir com uma base, cede o H⁺ do N-H, formando o ânion correspondente.
Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)
Subpasso 4.1 — Analisar cada grupo quanto à ionizabilidade do H
- Metila (-CH₃): H ligado a C sp³ sem grupos retiradores adjacentes — pKa muito alto (~50), praticamente não ionizável.
- Sulfonamida (-SO₂-NH-): H ligado a N, com N adjacente ao grupo sulfonila (-SO₂-) que retira elétrons. Esse efeito acidifica o N-H (pKa típico ~10), tornando-o ionizável por bases comuns.
- Éter (-C-O-C-): Não possui H ligado ao oxigênio — não é doador de próton. O éter pode ser base fraca (aceita próton), nunca ácido.
- Fenila (C₆H₅): H ligado a C aromático — pKa ≈ 43, não reage com bases comuns.
- Nitro (-NO₂): Grupo sem H ligado — não pode ceder próton.
Subpasso 4.2 — Confirmar com o produto esperado
Reação: -SO₂-NH- + base → -SO₂-N⁻- + [base·H⁺]
O produto -SO₂-N⁻- é um ânion (carga -1), o que confirma a "espécie eletricamente carregada de maior solubilidade em água" descrita no enunciado.
Subpasso 4.3 — Verificação
A alternativa A (sulfonamida) é a única consistente com o mecanismo de Brönsted-Lowry e com a evidência da formação do ânion solúvel descrita no enunciado.
Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas
A) sulfonamida.
Correta: O grupo -SO₂-NH- é o único com H ionizável na estrutura da nimesulida. O efeito retirador de elétrons do grupo SO₂ acidifica o N-H, permitindo que uma base capture esse próton e gere o ânion de maior solubilidade.
B) metila.
Incorreta: O grupo -CH₃ possui H ligado a carbono sem grupos retiradores adjacentes — pKa altíssimo (~50). Não reage com bases de Brönsted-Lowry em condições normais.
C) fenila.
Incorreta: H ligado a anel benzênico é muito pouco ácido (pKa ≈ 43). Não reage com bases comuns de Brönsted-Lowry.
D) nitro.
Incorreta: O grupo -NO₂ não possui H ligado — não pode ceder próton a uma base. É um grupo retirador de elétrons, não um doador de próton.
E) éter.
Incorreta: O grupo éter (-C-O-C-) não possui H ligado ao oxigênio. Pode atuar como base muito fraca (aceita próton), nunca como ácido de Brönsted-Lowry.
Gabarito: A — O grupo sulfonamida é o único com H ionizável na nimesulida, capaz de ceder H⁺ a uma base, gerando o ânion carregado de maior solubilidade em água.
Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova
- Reafirmação do gabarito: A é a única alternativa com H ionizável — a sulfonamida possui N-H acidificado pela sulfonila adjacente, tornando-o o único grupo reativo com bases de Brönsted-Lowry.
- Padrão de cobrança: O ENEM usa fármacos conhecidos para avaliar identificação de grupos funcionais e teoria ácido-base. Questões sobre solubilidade de medicamentos são frequentes.
- Generalização: Grupos com H ionizável em ordem decrescente de acidez: -COOH > -SO₂NH- > -OH (fenólico) > -OH (alcoólico) > -NH₂ > C-H aromático >> C-H alifático.
- Dica de eliminação rápida: Elimine D (nitro sem H). Elimine C e B (C aromático e C sp³ com pKa altíssimo). Elimine E (éter sem OH). Resta A.
- Conexões com outros temas: Funções orgânicas; farmacologia e química medicinal; solubilidade e polaridade; ácidos e bases orgânicos.