A amônia, \mathrm{NH}_{3}, é um dos produtos químicos mais importantes em economias industriais. É usada não apenas diretamente como fertilizante, mas também é a matéria prima para a produção de ácido nítrico. Como base, reage com os ácidos, como o ácido clorídrico. Pede-se:
a) Equação líquida, balanceada, para essa reação.
b) Fundamentar o motivo pelo qual \mathrm{NH}_{3} é classificado como uma base.

Passo 1

O enunciado dá as seguintes informações e pede duas coisas:
  • Informação: a amônia, \mathrm{NH_3}, reage com ácidos como o ácido clorídrico, \mathrm{HCl}.
  • Pergunta (a): escrever a equação líquida, balanceada, para essa reação.
  • Pergunta (b): fundamentar o motivo pelo qual \mathrm{NH_3} é classificada como uma base.

Passo 2

Entender o que significa “equação líquida” num meio aquoso. Quando um ácido forte como \mathrm{HCl} está em solução aquosa, ele se ioniza completamente:
\mathrm{HCl(aq)} \rightarrow \mathrm{H^+(aq)} + \mathrm{Cl^-(aq)}.
Em contrapartida, o sal formado, cloreto de amônio, se dissocia em solução aquosa em íons:
\mathrm{NH_4Cl(aq)} \rightarrow \mathrm{NH_4^+(aq)} + \mathrm{Cl^-(aq)}.
A equação líquida (ou iônica líquida) elimina os íons espectadores (aqui \mathrm{Cl^-}) para mostrar apenas a transformação química essencial.

Passo 3

Escrever primeiro a equação molecular (forma comum):
\mathrm{NH_3(aq)} + \mathrm{HCl(aq)} \rightarrow \mathrm{NH_4Cl(aq)}.
Essa equação já está balanceada em número de átomos: 1 N, 3 H da \mathrm{NH_3} mais 1 H do \mathrm{HCl} totalizam 4 H no produto \mathrm{NH_4Cl}.

Passo 4

Passar para a forma iônica completa usando a dissociação do ácido e do sal:
\mathrm{NH_3(aq)} + \mathrm{H^+(aq)} + \mathrm{Cl^-(aq)} \rightarrow \mathrm{NH_4^+(aq)} + \mathrm{Cl^-(aq)}.
Agora cancelar o íon espectador \mathrm{Cl^-} que aparece em ambos os lados. O que sobra é a equação líquida (iônica líquida) que descreve o processo essencial:

Passo 5

Escrever a equação líquida (iônica) final, balanceada:
\mathrm{NH_3(aq)} + \mathrm{H^+(aq)} \rightarrow \mathrm{NH_4^+(aq)}.
Explicação rápida do que ela representa: um próton \mathrm{H^+} é capturado pela molécula de amônia, formando o íon amônio \mathrm{NH_4^+}. Stoquiometricamente está balanceada (1 unidade de cada espécie).

Passo 6

Agora fundamentar por que \mathrm{NH_3} é classificada como base, mostrando três pontos de vista úteis (cada um é uma definição de “base”):
  1. Visão de Brønsted–Lowry (aceitação de próton):
  • Definição: base é uma espécie que aceita um próton \mathrm{H^+}.
  • Aplicando a \mathrm{NH_3}: na equação líquida acima \mathrm{NH_3} aceita \mathrm{H^+} e forma \mathrm{NH_4^+}. Logo \mathrm{NH_3} encaixa perfeitamente na definição de base de Brønsted–Lowry.
  1. Visão de Arrhenius (produção de \mathrm{OH^-} em água):
  • Definição: base (Arrhenius) é uma substância que, em solução aquosa, aumenta a concentração de \mathrm{OH^-}.
  • Reação de \mathrm{NH_3} com água: \mathrm{NH_3(aq)} + \mathrm{H_2O(l)} \rightleftharpoons \mathrm{NH_4^+(aq)} + \mathrm{OH^-(aq)}.Essa reação mostra que, em água, parte da amônia aceita um próton da água e gera \mathrm{OH^-}. Assim, \mathrm{NH_3} aumenta a concentração de hidróxido e comporta-se como base segundo Arrhenius (é uma base fraca porque o equilíbrio favorece os reagentes).
  1. Visão de Lewis (doação de par eletrônico):
  • Definição: base de Lewis é um doador de par de elétrons (um par livre).
  • Estrutura da \mathrm{NH_3}: o átomo de nitrogênio tem um par eletrônico não ligado (par livre). Ao se ligar ao próton \mathrm{H^+}, esse par forma a ligação N–H adicional, ou seja, o par é doado para formar a ligação com \mathrm{H^+}. Portanto \mathrm{NH_3} é uma base de Lewis também.

Passo 7

Dicas úteis para a prova (resumo prático e como identificar bases semelhantes):
  • Procure por átomos com par(s) livre(s) (ex.: N, O, S) — eles frequentemente aceitam prótons => comportamento básico.
  • Se a alternativa envolve reação com ácido forte, escreva \mathrm{HCl}\rightarrow H^+ + Cl^- e elimine íons espectadores para obter a equação iônica líquida.
  • Lembre que \mathrm{NH_3} é uma base fraca: a reação com água é um equilíbrio. Expressão do Kb: K_b=\dfrac{[\mathrm{NH_4^+}][\mathrm{OH^-}]}{[\mathrm{NH_3}]},que vale aproximadamente 1{,}8\times10^{-5} a 25^\circ\mathrm{C} (não obrigatório decorar, mas útil para cálculos de pH).

Resposta

\mathrm{NH_3(aq)} + \mathrm{H^+(aq)} \rightarrow \mathrm{NH_4^+(aq)}
Porque \mathrm{NH_3} aceita um próton ( \mathrm{H^+}), formando \mathrm{NH_4^+} (definição de base segundo Brønsted–Lowry); em água reage segundo \mathrm{NH_3} + \mathrm{H_2O} \rightleftharpoons \mathrm{NH_4^+} + \mathrm{OH^-} (mostrando aumento de \mathrm{OH^-} — Arrhenius); e possui um par de elétrons livres no nitrogênio que pode ser doado para formar ligação com \mathrm{H^+} (definição de base de Lewis).

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