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.
a. \mathrm{AlBr}_{3}+\mathrm{Br}^{-} \rightarrow \mathrm{AlBr}_{4}^{-}

Passo 1

O enunciado pede que, para a reação
\mathrm{AlBr}_{3}+\mathrm{Br}^{-}\rightarrow \mathrm{AlBr}_{4}^{-},
nós identifiquemos (1) o ácido e (2) a base, e que indiquemos qual definição de ácido-base se aplica (pode haver mais de uma). As informações dadas são exatamente os reagentes e o produto mostrados na equação acima.

Passo 2

Vamos revisar, de forma bem prática e curta, as definições possíveis de ácido e base — isso é essencial para decidir qual se aplica aqui.
  • Arrhenius (aplicável só em água): ácido produz \mathrm{H}^{+} em solução aquosa; base produz \mathrm{OH}^{-} em solução aquosa. Aqui não aparece \mathrm{H}^{+} nem \mathrm{OH}^{-}, então a definição de Arrhenius não é útil para esta reação.
  • Brønsted–Lowry: ácido é doador de próton ( \mathrm{H}^{+}); base é aceitador de próton. Essa definição exige transferência de próton. Na reação dada não há transferência de próton, então Brønsted–Lowry não descreve o processo que ocorre (embora a espécie \mathrm{Br}^{-} seja, em geral, a base conjugada de \mathrm{HBr}).
  • Lewis: ácido é aceitador de par eletrônico (tem orbitais vazios que podem receber um par de elétrons); base é doador de par eletrônico (tem um par não-ligante que pode ser doado). Essa definição não exige prótons e é adequada para reações em que um par de elétrons é transferido para formar uma ligação coordenada — exatamente o que veremos aqui.

Passo 3

Agora olhamos para as estruturas e propriedades das espécies envolvidas.
  • \mathrm{AlBr}_{3}: o alumínio ( \mathrm{Al}) é do grupo 13 e costuma formar três ligações. Em \mathrm{AlBr}_{3} o alumínio está ligado a três bromo, portanto tem três pares de elétrons de ligação ao seu redor — totalizando 6 elétrons na sua camada de valência, não os 8 do “octeto” completo. Portanto \mathrm{Al} tem um orbital vazio (eletronicamente deficiente) e pode aceitar um par de elétrons adicional. Isso o torna um aceitador de par eletrônico, ou seja, um ácido segundo Lewis.
  • \mathrm{Br}^{-}: o íon brometo tem carga negativa e possui pares não-ligantes (lone pairs) de elétrons. Esses pares podem ser doados para um centro aceitador. Assim \mathrm{Br}^{-} é um doador de par eletrônico, ou seja, uma base segundo Lewis.

Passo 4

Descrevendo o mecanismo simplificado em termos de pares eletrônicos: o par não-ligante de \mathrm{Br}^{-} é doado para o alumínio em \mathrm{AlBr}_{3}, formando uma nova ligação coordenada e dando o íon tetraédrico \mathrm{AlBr}_{4}^{-}. Em setas de mecanística (esquematicamente):
\text{Br}^{-}:\; \xrightarrow{\text{doa par}} \; \mathrm{AlBr}_{3} \longrightarrow \mathrm{AlBr}_{4}^{-}.
Isso é diretamente a definição de reação ácido–base de Lewis: base doa par, ácido aceita par.

Passo 5

Observações finais e comparação com outras definições:
  • A definição de Lewis é a que descreve a reação em si — portanto, é a aplicável aqui.
  • A definição de Brønsted–Lowry não se aplica como explicação do processo porque não há transferência de próton; ainda assim, em termos gerais \mathrm{Br}^{-} é a base conjugada de \mathrm{HBr}, mas isso é uma propriedade diferente e fora do mecanismo desta reação.
  • A definição de Arrhenius não se aplica (não estamos em ato de produzir \mathrm{H}^{+} ou \mathrm{OH}^{-} em água).

Resposta

Ácido: \mathrm{AlBr}_{3} (aceitador de par eletrônico — ácido de Lewis)
Base: \mathrm{Br}^{-} (doador de par eletrônico — base de Lewis)
Definição aplicável: definição de Lewis.

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