Para cada uma das seguintes reações, identifique o ácido e a base. Também indique qual definição de ácido-base se aplica. Em alguns casos pode se aplicar mais de uma definição.
Passo 1
O enunciado pede: para a reação
identificar o ácido e a base e dizer qual definição de ácido-base se aplica (pode ser mais de uma).
Informações dadas: a equação química acima, sem outras espécies explícitas (porém estamos em meio aquoso implícito pelo ). Não há figura ou tabela.
Informações dadas: a equação química acima, sem outras espécies explícitas (porém estamos em meio aquoso implícito pelo
Passo 2
Vamos lembrar, de forma direta e prática, as três definições de ácido-base que vamos usar (explico cada uma com o que significa na prática):
- Definição de Arrhenius: ácido é uma substância que em água libera
; base libera . Aqui olhamos para produção/ presença de íons ou em solução aquosa. - Definição de Brønsted–Lowry: ácido é doador de próton (
); base é aceitador de próton ( ). Esta definição foca em transferência de próton. - Definição de Lewis: ácido é aceitador de par eletrônico; base é doador de par eletrônico. Esta definição foca em formação de ligação por doação/aceitação de elétrons (útil quando não há prótons envolvidos diretamente).
Eu explico: sempre que houver transferência explícita de próton use Brønsted; se um reagente aceita um par eletrônico use Lewis; Arrhenius só é direta quando aparecem
ou
claramente como produtos/reativos em água.
Passo 3
Observe a química de óxidos ácidos:
é um óxido que, em água, forma o ácido correspondente (análogo ao
que forma
). Escrevemos a hidratação:
Isso significa que
é o anidrido (óxido ácido) do ácido xenico
. Explicando: um “anidrido ácido” reage com água para gerar um ácido oxigenado.
Passo 4
A partir dessa hidratação, o hidróxido atua desprotonando o ácido formado. Escrevemos a reação de desprotonação (Brønsted):
Aqui há transferência de próton:
remove um
de
, portanto
está atuando como base segundo Brønsted–Lowry e
como ácido segundo Brønsted–Lowry. Note que o íon resultante
é o conjugado básico de
.
Passo 5
Se juntarmos a hidratação do passo 3 com a desprotonação do passo 4, o resultado líquido é exatamente a equação do enunciado:
Portanto, embora
não apareça explicitamente na equação inicial, ele é formado “in situ” por hidratação do óxido e então é desprotonado por
. Isso mostra o papel ácido de
em meio aquoso.
Passo 6
Agora a visão Lewis (útil porque a equação escrita não mostra transferência explícita de próton naquela única etapa): o ânion
doa um par de elétrons para o átomo central (o xenônio) de
, formando um novo enlace
e gerando a espécie
. Nessa perspectiva:
-
é base de Lewis (doadora de par eletrônico). -
é ácido de Lewis (aceitador do par).
Portanto a classificação de Lewis aplica-se de forma direta à etapa de adição entree .
Passo 7
Resumindo a compatibilidade das definições com o caso concreto:
- Lewis: aplica-se claramente —
doa par eletrônico e aceita — logo = ácido de Lewis, = base de Lewis. - Brønsted–Lowry: também pode ser usado se considerarmos a hidratação de
formando ; então é o ácido que perde para , portanto é base de Brønsted e comporta‑se como anidrido do ácido (ou, indiretamente, como provedor do ácido). - Arrhenius: não é a melhor descrição direta para a equação dada (porque
não aparece como doador direto de na forma escrita). Se admitirmos a hidratação e a presença do ácido , aí sim a forma arrhenius para como fonte de faz sentido, mas é uma descrição menos direta.
Resposta
Ácido:
(age como ácido de Lewis; em meio aquoso é anidrido do ácido
, portanto também se comporta como ácido segundo Brønsted–Lowry quando se considera a hidratação).
Base: (age como base de Lewis — doadora de par eletrônico — e como base de Brønsted–Lowry ao desprotonar
).
Definições aplicáveis: Lewis (claramente) e Brønsted–Lowry (quando se considera a hidratação de ); Arrhenius não é diretamente aplicável à equação tal como escrita.
Base:
Definições aplicáveis: Lewis (claramente) e Brønsted–Lowry (quando se considera a hidratação de