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)
(c)
Passo 1
O enunciado dá a reação
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 (
) 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
) 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
. Portanto, se não há 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
passou para o antimônio em
, formando
. Ou seja, houve abstração de um íon fluoreto (
) por
. Escrevendo a ideia em termos de íons fictícios:
Esse par de passos mostra que o
foi transferido de
para
.
Passo 4
Agora interpretamos isso com as definições de Lewis/Brønsted:
-
Quem aceita o par eletrônico do
? aceita o par de elétrons do flúor para formar uma nova ligação e assim gera . Aceitar o par eletrônico significa ser um ácido de Lewis. Portanto, é um ácido de Lewis (é um fortes aceitador de ). -
Quem “forneceu” o
? O flúor ligado ao arsênio doou seu par eletrônico ao antimônio no processo de transferência; esse flúor vinha de . Assim, no contexto da reação, atua como doador de fluoreto (fonte do ), i.e., comporta-se como uma base de Lewis (doa um par/ligante ). -
A reação não envolve transferência de
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
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 , o centro de arsênio ficou mais deficiente em elétrons e pode agir como aceitador. -
O ânion
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 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
(transferência de ligante) promovida por um forte ácido de Lewis (
), levando à formação de um par iônico
. 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:
= ácido de Lewis;
= base de Lewis (doa
).
Caracterização do processo: reação de ácido–base de Lewis (abstração/transf. de
, formação do par iônico/complexo
); não é deslocamento ácido–base Brønsted (não há transferência de
).
Espécies com acidez Brønsted–Lowry no processo: nenhuma (nenhuma espécie doa/aceita prótons aqui).
Espécies com acidez de Lewis:
(ácido de Lewis principal que aceita
); também
é acidófilo de Lewis (cátion electron-deficiente que pode aceitar pares eletrônicos).