Em cada par a seguir, selecione o ácido mais forte:
Ácido cítrico
ou ácido fosfórico
; Justifique.
Ácido cítrico
Passo 1
O enunciado dá um par de ácidos e pede que eu escolha o ácido mais forte entre eles. As informações fornecidas são:
- Ácido cítrico com
. - Ácido fosfórico com
.
A pergunta é: qual dos dois é o ácido mais forte? (usar as informações acima para justificar a escolha).
Passo 2
Entender o que significa
e como ele se relaciona com a força ácida.
- Para um ácido genérico
que se ioniza como , a constante de acidez é
onde
é a concentração dos íons hidrogênio,
a do íon conjugado e
a do ácido não dissociado. Quanto maior
, mais o ácido se dissocia e mais forte ele é.
- Em vez de trabalhar com números muito pequenos de
, define-se
Assim, quanto menor
, maior
e, portanto, mais forte é o ácido. Resumindo: menor
ácido mais forte.
Passo 3
Aplicar a relação entre
e força ácida aos dois valores dados.
- Temos
. - Temos
.
Pelo critério explicado no passo anterior, comparo diretamente os: o ácido com menor é o mais forte.
Passo 4
Fazer uma comparação numérica mais explícita (opcional, mas útil para ver a diferença de magnitude).
- A razão entre as constantes de dissociação é
Isto significa que, na primeira dissociação, o ácido fosfórico é cerca de
vezes mais dissociado (ou “mais forte”) que o ácido cítrico.
Passo 5
Dar uma justificativa química qualitativa (por que, estruturalmente, o fosfórico é mais forte).
- A força de um ácido depende da estabilidade do íon conjugado
. Quanto mais estável for , mais fácil é perder um próton e, portanto, mais forte é o ácido. - No caso do ácido fosfórico (
), o ânion conjugado da primeira dissociação ( ) tem a carga negativa bem estabilizada por delocalização (ressonância) entre oxigênios ligados ao fósforo e por fortes efeitos indutivos dos grupos oxigenados do fósforo. Isso estabiliza bastante o íon conjugado. - No caso do ácido cítrico, a primeira dissociação ocorre em um grupo carboxílico; o íon carboxilato (
) também é ressonância-estabilizado, mas, globalmente, a estabilização do cátion conjugado do ácido cítrico para a primeira dissociação é menor do que a estabilização que o sistema fosfato proporciona ao seu ânion. Além disso, o ácido cítrico é um ácido poliprótico com grupos carboxílicos interagindo entre si, o que tende a elevar um pouco o valor da primeira em comparação a um ácido inorgânico como o fosfórico. - Em linguagem simples: o ânion resultante do fosfórico aceita melhor e espalha mais bem a carga negativa, então o fosfórico solta próton mais facilmente — logo é mais forte.
Passo 6
Conclusão direta: comparando os valores de
e com a justificativa estrutural, o ácido com menor
é o mais forte.
Resposta
Ácido fosfórico