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.
(c) $\mathrm{H}{2} \mathrm{PO}{4}{ }^{-})’

Passo 1

O enunciado pede que eu classifique a espécie \mathrm{H_2PO_4}^- como ácido ou base segundo Bronsted-Lowry e que eu escreva as equações de reação com a água que justifiquem essa classificação.
Informação dada: a substância a analisar é \mathrm{H_2PO_4}^-.

Passo 2

Vou lembrar, em palavras simples e amigáveis, a definição de Bronsted-Lowry (essa é a base teórica que precisamos):
  • Um ácido de Bronsted-Lowry é uma substância que doa um próton, isto é, \mathrm{H^+}.
  • Uma base de Bronsted-Lowry é uma substância que aceita um próton ( \mathrm{H^+}).
    A água pode atuar tanto como base (aceitando um próton e formando \mathrm{H_3O^+}) quanto como ácido (doando um próton e formando \mathrm{OH^-}). Por isso, para classificar \mathrm{H_2PO_4}^- precisamos verificar se ela pode doar ou aceitar \mathrm{H^+} quando colocada em água.

Passo 3

Verificando se \mathrm{H_2PO_4}^- pode agir como ácido (doar um próton):
Se \mathrm{H_2PO_4}^- doa um \mathrm{H^+} para a água, a água recebe esse próton e vira \mathrm{H_3O^+}; a espécie que sobra depois da doação é \mathrm{HPO_4}^{2-}. Escrevendo a reação de equilíbrio (de forma clara e isolada):
\mathrm{H_2PO_4}^- + \mathrm{H_2O} \rightleftharpoons \mathrm{HPO_4}^{2-} + \mathrm{H_3O}^+
Aqui: \mathrm{H_2PO_4}^- é o ácido (doador de \mathrm{H^+}), \mathrm{HPO_4}^{2-} é sua base conjugada, a água é a base que aceitou o próton e \mathrm{H_3O^+} é o ácido conjugado gerado.

Passo 4

Verificando se \mathrm{H_2PO_4}^- pode agir como base (aceitar um próton):
Se \mathrm{H_2PO_4}^- aceita um \mathrm{H^+} da água, a água atua como ácido e gera \mathrm{OH^-}; a espécie protonada resultante é \mathrm{H_3PO_4}. Escrevendo a reação de equilíbrio:
\mathrm{H_2PO_4}^- + \mathrm{H_2O} \rightleftharpoons \mathrm{H_3PO_4} + \mathrm{OH}^-
Aqui: \mathrm{H_2PO_4}^- é a base (aceitadora de \mathrm{H^+}), \mathrm{H_3PO_4} é sua ácido conjugado formado, e \mathrm{OH}^- é a base conjugada formada quando a água doa o próton.

Passo 5

Interpretação e conclusão didática:
Uma mesma espécie que pode tanto doar próton quanto aceitá‑lo é chamada de amfotérica (ou anfiprótica). Das reações acima vemos claramente que \mathrm{H_2PO_4}^- pode funcionar como ácido (doando \mathrm{H^+} e formando \mathrm{HPO_4}^{2-}) e também como base (aceitando \mathrm{H^+} e formando \mathrm{H_3PO_4}). Logo, segundo Bronsted-Lowry, ela é ambivalente — age como ácido e como base dependendo do meio.

Passo 6

Nota prática (útil para prova, sem cálculo pesado): a tendência efetiva em água depende dos pK_a da cadeia fosfato; a reação favorecida depende do pH do meio. Em solução aquosa neutra pura, \mathrm{H_2PO_4}^- costuma se comportar ligeiramente como ácido (solução com pH abaixo de 7), mas o ponto-chave para a questão é que ela pode fazer ambas as reações — portanto é amfotérica.

Resposta

Amfotérica (age como ácido e como base de Bronsted-Lowry).
\mathrm{H_2PO_4}^- + \mathrm{H_2O} \rightleftharpoons \mathrm{HPO_4}^{2-} + \mathrm{H_3O}^+
\mathrm{H_2PO_4}^- + \mathrm{H_2O} \rightleftharpoons \mathrm{H_3PO_4} + \mathrm{OH}^-

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