Classifique as seguintes substâncias como ácidos ou bases de Bronsted-Lowry: Escreva as equações de reação destas substâncias com a água para justificar sua classificação.
(a)
(a)
Passo 1
O enunciado pede para: classificar a substância
como ácido ou base segundo Brønsted–Lowry e escrever a equação de reação dessa substância com a água para justificar a classificação.
Informação dada: a espécie química é o ânion amida, representado por .
Informação dada: a espécie química é o ânion amida, representado por
Passo 2
O que significa ser ácido ou base segundo Brønsted–Lowry (explicando passo a passo, sem pressa):
- Um ácido de Brønsted–Lowry é uma espécie que pode doar um próton
. - Uma base de Brønsted–Lowry é uma espécie que pode aceitar um próton
.
Quando uma base aceita um próton forma seu ácido conjugado; quando um ácido doa um próton fica com sua base conjugada. Exemplo simples (didático): se uma baseaceita um próton de um ácido , a reação geral é
Aqui
é o ácido conjugado de
e
é a base conjugada de
.
Passo 3
Identificando os papéis em
:
- Se
aceitar um próton, ele se transforma em . Portanto o ácido conjugado de é . - A água
pode agir como ácido (doando um próton) ou como base (aceitando um próton). Aqui vamos escrever a reação em que a água serve de doadora de próton para . A equação de transferência de próton é
Nessa reação
aceita um próton de
, então atua como base de Brønsted–Lowry; a água doa o próton e atua como ácido. O produto
é a base conjugada da água.
Passo 4
Justificação quantitativa (para você ver o porquê a reação favorece a formação de
e
):
Usamos os valores de para comparar forças ácidas. O princípio prático é: numa transferência de próton entre dois pares conjugados, o equilíbrio favorece o lado com o ácido de maior
(isto é, o ácido mais fraco). Para a reação
Usamos os valores de
comparamos
do ácido conjugado de
(que é
) com a
da água. Valores aproximados em água:
A constante de equilíbrio para a transferência de próton pode ser estimada por
Substituindo:
um número enorme. Isso significa que o equilíbrio está extremamente deslocado para a direita:
praticamente consome água formando
e
. Logo
é uma base muito forte em água.
Passo 5
Interpretação prática e conclusão amigável:
(amida) aceita prótons com facilidade; em presença de água ele gera
, deixando a solução fortemente básica. Em química experimental isso diz que
não é estável em solventes protônicos (como água): ele imediatamente reage. Então, para a prova, a maneira rápida de reconhecer e justificar a classificação é escrever a reação de protonação por água e, se quiser aprofundar a justificativa, citar a diferença de
que mostra o equilíbrio fortemente para a direita.
Resposta
Base de Brønsted–Lowry.