Para cada um dos seguintes processos, identifique os ácidos e as bases envolvidos e caracterize os processos como formação de complexos ou deslocamento ácido base. Identifique as espécies que apresentam acidez de Bronsted Lowry assim como acidez de Lewis:
(c) \mathrm{AsF}_{3}(\mathrm{~g})+\mathrm{SbF}_{5}(\mathrm{l}) \longrightarrow\left[\mathrm{AsF}_{2}\right]^{+}\left[\mathrm{SbF}_{6}\right]-(\mathrm{s})

Passo 1

O enunciado dá a reação
\mathrm{AsF}_{3}(\mathrm{g})+\mathrm{SbF}_{5}(\mathrm{l}) \longrightarrow\left[\mathrm{AsF}_{2}\right]^{+}\left[\mathrm{SbF}_{6}\right]^{-}(\mathrm{s}).
As perguntas implícitas que vou responder são: (a) quais são os ácidos e as bases envolvidos neste processo; (b) este processo é formação de complexos ou deslocamento ácido–base (isto é, transferência de próton); (c) quais espécies apresentam acidez segundo Brønsted–Lowry; (d) quais espécies apresentam acidez segundo Lewis. Listei acima a reação completa e os reagentes/produtos relevantes.

Passo 2

Antes de resolver, vamos revisar as definições que precisamos (explicadas de forma bem didática):
  • Definição de Brønsted–Lowry: um ácido é uma espécie que doa um próton ( \mathrm{H}^+) e uma base é uma espécie que aceita um próton. Aqui o foco é transferência de prótons.
  • Definição de Lewis: um ácido de Lewis é um aceitador de pares de elétrons (tem uma órbita vazia ou tendência a aceitar elétrons); uma base de Lewis é um doador de pares de elétrons (tem pares de elétrons livres para doar). Importante: a definição de Lewis abrange muito mais reações (não só prótons) — por exemplo, transferência de um ânion ligado (como \mathrm{F}^-) também entra no quadro de Lewis porque há doação/aceitação de pares.
  • Formação de complexo (no sentido que usaremos): ocorre quando há coordenação/transferência de um par eletrônico entre duas espécies, formando uma ligação coordenada ou um íon complexo. Deslocamento ácido–base (Brønsted) é especificamente transferência de \mathrm{H}^+. Portanto, se não há \mathrm{H}^+ sendo transferido, não é um processo Brønsted, mas pode ser um processo Lewis (complexação, abstração de ânion, etc.).

Passo 3

Observe a transformação química concreta: comparando reagentes e produtos, percebe-se que um dos flúor ligados ao arsênio em \mathrm{AsF}_3 passou para o antimônio em \mathrm{SbF}_5, formando \mathrm{SbF}_6^-. Ou seja, houve abstração de um íon fluoreto ( \mathrm{F}^-) por \mathrm{SbF}_5. Escrevendo a ideia em termos de íons fictícios:
\mathrm{AsF}_3 \longrightarrow \left[\mathrm{AsF}_2\right]^+ + \mathrm{F}^-,
\mathrm{SbF}_5 + \mathrm{F}^- \longrightarrow \mathrm{SbF}_6^-.
Esse par de passos mostra que o \mathrm{F}^- foi transferido de \mathrm{AsF}_3 para \mathrm{SbF}_5.

Passo 4

Agora interpretamos isso com as definições de Lewis/Brønsted:
  • Quem aceita o par eletrônico do \mathrm{F}^-? \mathrm{SbF}_5 aceita o par de elétrons do flúor para formar uma nova ligação \mathrm{Sb}\!-\!\mathrm{F} e assim gera \mathrm{SbF}_6^-. Aceitar o par eletrônico significa ser um ácido de Lewis. Portanto, \mathrm{SbF}_5 é um ácido de Lewis (é um fortes aceitador de \mathrm{F}^-).
  • Quem “forneceu” o \mathrm{F}^-? O flúor ligado ao arsênio doou seu par eletrônico ao antimônio no processo de transferência; esse flúor vinha de \mathrm{AsF}_3. Assim, no contexto da reação, \mathrm{AsF}_3 atua como doador de fluoreto (fonte do \mathrm{F}^-), i.e., comporta-se como uma base de Lewis (doa um par/ligante \mathrm{F}^-).
  • A reação não envolve transferência de \mathrm{H}^+ em nenhuma etapa escrita. Logo, não é um processo Brønsted–Lowry (deslocamento ácido–base). Não há ácido/ base Brønsted atuando na transformação descrita.

Passo 5

Analisando os produtos para ver papéis de acidez pós-reação:
  • O cátion \left[\mathrm{AsF}_2\right]^+ é electron-deficiente (positivo) e tende a aceitar pares eletrônicos; portanto, como espécie isolada é um ácido de Lewis (poderia coordenar bases de Lewis). Isso é intuitivo: após perder \mathrm{F}^-, o centro de arsênio ficou mais deficiente em elétrons e pode agir como aceitador.
  • O ânion \mathrm{SbF}_6^- é conhecido por ser um ânion muito pouco coordenante (muito estável) — na prática é um íon que não atua como base de Lewis eficiente. Então \mathrm{SbF}_6^- não é um ácido de Lewis; é um contra-íon estável e fraco como base de Lewis.

Passo 6

Resumo conceitual do tipo de processo: a reação é uma abstração de íon \mathrm{F}^- (transferência de ligante) promovida por um forte ácido de Lewis ( \mathrm{SbF}_5), levando à formação de um par iônico \left[\mathrm{AsF}_2\right]^+\left[\mathrm{SbF}_6\right]^-. Em termos práticos, classifica-se como reação ácido–base de Lewis (formação de par iônico/complexo por transferência de ânion), e não como reação Brønsted–Lowry (pois não há prótons envolvidos).

Resposta

Ácidos e bases envolvidos: \mathrm{SbF}_5 = ácido de Lewis; \mathrm{AsF}_3 = base de Lewis (doa \mathrm{F}^-).
Caracterização do processo: reação de ácido–base de Lewis (abstração/transf. de \mathrm{F}^-, formação do par iônico/complexo \left[\mathrm{AsF}_2\right]^+\left[\mathrm{SbF}_6\right]^-); não é deslocamento ácido–base Brønsted (não há transferência de \mathrm{H}^+).
Espécies com acidez Brønsted–Lowry no processo: nenhuma (nenhuma espécie doa/aceita prótons aqui).
Espécies com acidez de Lewis: \mathrm{SbF}_5 (ácido de Lewis principal que aceita \mathrm{F}^-); também \left[\mathrm{AsF}_2\right]^+ é acidófilo de Lewis (cátion electron-deficiente que pode aceitar pares eletrônicos).

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