12.8 Prediga se cada um dos seguintes solutos consegue tomar \mathrm{BrF}_{3} (líquido) um ácido de Lewis mais forte ou uma base de Lewis mais forte: (a) \mathrm{SbF}_{5}, (b) \mathrm{SbF}_{6}, (c) CsF .

Passo 1

O enunciado pede: para cada um dos solutos listados — (a) \mathrm{SbF}_5, (b) \mathrm{SbF}_6 e (c) CsF — prever se ele faz com que o \mathrm{BrF}_3 (líquido) se comporte como um ácido de Lewis mais forte ou como uma base de Lewis mais forte (ou se não há efeito importante). Informações relevantes dadas: os três solutos são espécies de flúor/antimônio/cesio e o solvente/sistema é \mathrm{BrF}_3 líquido. Não há outras informações numéricas; a previsão deve ser qualitativa com base no comportamento ácido/base de Lewis (doação/aceitação de pares eletrônicos ou, no caso de halogenofluoretos, de íons fluoreto).

Passo 2

Breve revisão didática (o que é preciso entender para responder).
  • Definição prática: um ácido de Lewis é uma espécie que aceita um par de elétrons; uma base de Lewis é uma espécie que doa um par de elétrons. No chemistry dos fluoretos, isso costuma se manifestar como aceitação/doação de íon fluoreto \mathrm{F}^-.
  • Regra prática útil aqui: se um soluto é um doador de \mathrm{F}^- (fornece fluoreto livre), então ele tornará o \mathrm{BrF}_3 mais propenso a aceitar \mathrm{F}^- — isto é, fará o \mathrm{BrF}_3 comportar-se como um ácido de Lewis. Se um soluto for um aceitador forte de \mathrm{F}^- (um grande captador de fluoreto), ele vai retirar \mathrm{F}^- do \mathrm{BrF}_3, fazendo o \mathrm{BrF}_3 doar fluoreto — isto é, se comportar como uma base de Lewis.
  • Exemplos concretos (úteis para a prova): reação típica de aceitação de \mathrm{F}^-
\mathrm{BrF}_3 + \mathrm{F}^- \longrightarrow \mathrm{BrF}_4^-
aqui \mathrm{BrF}_3 atua como ácido de Lewis (aceita \mathrm{F}^-). Outra reação típica, com um aceitador muito forte como \mathrm{SbF}_5, é a abstração de \mathrm{F}^-:
\mathrm{BrF}_3 + \mathrm{SbF}_5 \longrightarrow \mathrm{BrF}_2^+ + \mathrm{SbF}_6^-
aqui \mathrm{BrF}_3 doa \mathrm{F}^- e atua como base de Lewis.

Passo 3

Análise detalhada de \mathrm{SbF}_5 (item a).
  • O que é \mathrm{SbF}_5? É um aceitador de fluoreto muito forte — um “superácido de Lewis” em química de fluoretos. Ele tem alta afinidade por \mathrm{F}^- e forma o ânion estável \mathrm{SbF}_6^-.
  • Consequência prática: em presença de \mathrm{SbF}_5 o equilíbrio shown acima favorece a transferência de um \mathrm{F}^- de \mathrm{BrF}_3 para \mathrm{SbF}_5, gerando \mathrm{BrF}_2^+ e \mathrm{SbF}_6^-.
  • Interpretação ácido/base de Lewis: como \mathrm{BrF}_3 está doando \mathrm{F}^- para \mathrm{SbF}_5, ele está atuando como uma base de Lewis. Portanto a presença de \mathrm{SbF}_5 faz com que o \mathrm{BrF}_3 se comporte de forma mais básica (mais doadora de par eletrônico / de \mathrm{F}^-).
  • Resumo curto: \mathrm{SbF}_5 torna \mathrm{BrF}_3 um agente mais básico de Lewis.

Passo 4

Análise detalhada de \mathrm{SbF}_6 (item b).
  • Observação importante sobre a fórmula: o parceiro relevante na química fluoroantimônio é o ânion hexafluoroantimonato \mathrm{SbF}_6^- — ou seja, a espécie já contém o \mathrm{F}^- ligado ao \mathrm{Sb}. Esse ânion é conhecido por ser muito pouco coordenante e extremamente fraco como doador de pares (pouco básico).
  • Consequência prática: \mathrm{SbF}_6^- não é um bom doador de \mathrm{F}^- (não vai fornecer facilmente \mathrm{F}^- para que \mathrm{BrF}_3 aceite) e também não é um novo aceitador forte (ele já é a forma “fluoridada” estável do antimônio). Portanto não promove transferência significativa de \mathrm{F}^- entre si e \mathrm{BrF}_3.
  • Interpretação ácido/base de Lewis: como \mathrm{SbF}_6^- é praticamente não coordenante/ muito fraco como base de Lewis, a sua presença não fará \mathrm{BrF}_3 tornar-se marcadamente mais ácido nem muito mais básico — não há contribuição forte que force \mathrm{BrF}_3 a doar ou aceitar \mathrm{F}^-.
  • Resumo curto: \mathrm{SbF}_6^- (ou uma sal com esse ânion) tem efeito negligenciável sobre se \mathrm{BrF}_3 se torna mais ácido ou mais básico; é essencialmente inerte do ponto de vista de tornar \mathrm{BrF}_3 mais ácido ou mais básico.

Passo 5

Análise detalhada de CsF (item c).
  • O que é CsF? É uma fonte de \mathrm{F}^- relativamente “livre” em sólidos e, quando possível de dissolver ou dispersar, fornece o ânion fluoreto disponível para interagir com espécies aceitadoras.
  • Reação esperada com \mathrm{BrF}_3:
\mathrm{BrF}_3 + \mathrm{F}^- \longrightarrow \mathrm{BrF}_4^-
ou seja, o fluoreto do CsF pode ser aceito por \mathrm{BrF}_3, formando o ânion \mathrm{BrF}_4^- (com \mathrm{Cs}^+ como contra-íon).
  • Interpretação ácido/base de Lewis: nesta transformação \mathrm{BrF}_3 está aceitando \mathrm{F}^- (aceita um par de elétrons), portanto atua como ácido de Lewis. A presença de uma fonte de \mathrm{F}^- como CsF faz com que \mathrm{BrF}_3 se comporte como um ácido de Lewis mais forte (mais propenso a aceitar \mathrm{F}^-).
  • Resumo curto: CsF torna \mathrm{BrF}_3 um agente mais ácido de Lewis.

Passo 6

Resumo final e dicas para a prova (como lembrar isso rápido).
  • Regra de bolso: se o soluto é um captador forte de fluoreto (ex.: \mathrm{SbF}_5), ele puxa \mathrm{F}^- de \mathrm{BrF}_3 \mathrm{BrF}_3 atua como base de Lewis.
  • Se o soluto fornece fluoreto livre (ex.: CsF), então \mathrm{BrF}_3 aceita \mathrm{F}^- \mathrm{BrF}_3 atua como ácido de Lewis.
  • Se o soluto é um ânion muito pouco coordenante e já “fluoridado” (ex.: \mathrm{SbF}_6^-), não há interação significativa e portanto nenhum reforço claro para tornar \mathrm{BrF}_3 mais ácido ou mais básico.

Resposta

(a) \mathrm{SbF}_5: torna \mathrm{BrF}_3 um agente mais básico de Lewis.
(b) \mathrm{SbF}_6 (isto é, \mathrm{SbF}_6^- / sal com esse ânion): sem efeito significativo — não torna \mathrm{BrF}_3 nitidamente mais ácido nem mais básico.
(c) CsF: torna \mathrm{BrF}_3 um agente mais ácido de Lewis.

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