Em cada par a seguir, selecione o ácido mais forte:
Ácido carbônico
ou ácido bórico
. Justifique.
Ácido carbônico
Passo 1
O que o enunciado pede: escolher, em cada par, o ácido mais forte entre ácido carbônico e ácido bórico e justificar a escolha.
Informações dadas:
Informações dadas:
Passo 2
O que é
e como ela indica força ácida.
Definição: para um ácido genérico que se ioniza em água,
Definição: para um ácido genérico
a constante de acidez é
onde colchetes significam concentração em equilíbrio. Interpretação prática: quanto maior for
, maior a fração do ácido que se dissociou em
— ou seja, ácido mais forte. Portanto, regra direta: maior
→ ácido mais forte.
Passo 3
Outra forma muito usada para comparar forças ácidas é o
, definido por
Explicação: transformar em
troca potências de 10 em números fáceis de comparar; ácido mais forte tem
menor (porque
de um número maior dá um valor menor).
Passo 4
Calcular
do ácido carbônico passo a passo.
Usando propriedades de logaritmo:
Aproximando
, obtemos
Passo 5
Calcular
do ácido bórico passo a passo.
Novamente,
Aproximando
, obtemos
Passo 6
Comparação direta dos
e dos
.
Pelo valor de :
Pelo valor de
logo o ácido carbônico tem
maior — portanto é o mais forte.
Pelo :
e
. Como valor menor de
indica ácido mais forte, novamente o ácido carbônico é mais forte.
Pelo
Passo 7
Quantidade relativa da diferença (pra você ter noção): calculemos a razão das constantes
Isto significa que, nas mesmas condições, o ácido carbônico é da ordem de centenas de vezes mais dissociado (mais “forte”) que o ácido bórico.
Passo 8
Explicação química intuitiva (por que isso acontece) — sem muitos jargões.
- O ácido carbônico
é um ácido Brønsted típico: doa prótons relativamente com mais facilidade comparado ao bórico. - O ácido bórico
não doa próton do mesmo modo simples; sua acidez em água envolve comportamento de Lewis — ele aceita um par de elétrons de uma molécula de água para formar e isso leva à liberação de . Esse mecanismo torna o efeito de acidificação muito mais fraco (menor ).
Em resumo: mecanismos e estrutura molecular explicam por que odo bórico é muito menor que o do carbônico.
Resposta
Ácido carbônico.