Qual dessas espécies de moléculas não é anfótera?
A) \mathrm{HCC}^{-}
B) \mathrm{HS}^{-}
C) \mathrm{NH}_{3}
D) \mathrm{CH}_{3}{ }^{-}
E) \mathrm{HPO}_{4}{ }^{-}

Passo 1

O enunciado pergunta: “Qual dessas espécies de moléculas não é anfótera?” e fornece as opções:
  • A) \mathrm{HCC^-}
  • B) \mathrm{HS^-}
  • C) \mathrm{NH_3}
  • D) \mathrm{CH_3^-}
  • E) \mathrm{HPO_4^-}
Informações úteis dadas (lista explícita das espécies): cada item é uma espécie química com carga indicada. A pergunta pede identificar qual delas NÃO pode atuar tanto como ácido quanto como base (isto é, não é anfótera).

Passo 2

O que significa “anfótero” (aula rápida e didática).
  • No sentido de Brønsted–Lowry, uma espécie é anfótera se ela pode atuar como ácido (doar um próton \mathrm{H^+}) e também como base (aceitar um próton \mathrm{H^+}), ao menos em alguma condição química (não precisa acontecer em água necessariamente).
  • Teste prático: para uma espécie X
    • verificar se existe uma reação plausível de protonação: \;X + H^+ \rightarrow XH\; (ou formação do seu ácido conjugado);
    • verificar se existe uma reação plausível de desprotonação: \;X \rightarrow X^- + H^+\; (ou formação do seu base conjugada).
  • Se as duas reações são quimicamente razoáveis (mesmo que uma exija condições fortes), consideramos X anfótero.

Passo 3

Analiso a opção A: \mathrm{HCC^-} (o ânion acetilida simples, geralmente escrito \mathrm{HC\equiv C^-}).
  • Protonação (aceitar próton): \displaystyle \mathrm{HC\equiv C^- + H^+ \rightarrow HC\equiv CH} (acetileno). Isso é claramente plausível — é exatamente a reação de captar um próton para regenerar o alcino.
  • Desprotonação (doar próton): \displaystyle \mathrm{HC\equiv C^- \rightarrow C_2^{2-} + H^+}. A espécie \mathrm{C_2^{2-}} (carbeto/dianião acetilênico) existe em formas salinas (ex.: \mathrm{CaC_2} contém uma espécie análoga), de modo que, sob condições muito fortemente básicas, a perda adicional de próton pode ocorrer. Conclusão: existe possibilidade de atuar como base e — em condições extremas — como ácido; portanto, por essa definição, \mathrm{HCC^-} pode ser considerado anfótero.

Passo 4

Analiso a opção B: \mathrm{HS^-} (hidrossulfeto / bisulfeto).
  • Protonação: \displaystyle \mathrm{HS^- + H^+ \rightarrow H_2S}. Óbvio e comum.
  • Desprotonação: \displaystyle \mathrm{HS^- \rightarrow S^{2-} + H^+}. Também plausível (o ânion sulfeto \mathrm{S^{2-}} existe; em solução alcalina forte ou em sais). No equilíbrio aquoso \mathrm{HS^-} age tanto como base (aceita H^+) quanto como ácido (doa H^+); portanto é anfótero. Um lembrete prático: \mathrm{H_2S} tem pKa relativamente baixo para a primeira dissociação, e \mathrm{HS^-} existe como espécie ponte — comportamento tipicamente anfótero.

Passo 5

Analiso a opção C: \mathrm{NH_3} (amônia).
  • Protonação: \displaystyle \mathrm{NH_3 + H^+ \rightarrow NH_4^+}. Muito comum — amônia é uma base de Brønsted.
  • Desprotonação: \displaystyle \mathrm{NH_3 \rightarrow NH_2^- + H^+}. O ânion amida \mathrm{NH_2^-} existe (por exemplo em sais como \mathrm{NaNH_2}) e é gerado por bases muito fortes. Logo, embora desprotonação de \mathrm{NH_3} exija condições muito básicas, a reação é quimicamente possível; por isso, segundo a definição geral, \mathrm{NH_3} pode atuar como ácido em condições adequadas e então é considerada anfótera.

Passo 6

Analiso a opção E: \mathrm{HPO_4^-}.
  • Observação sobre a notação: normalmente fala-se em \mathrm{HPO_4^{2-}} (fosfato hidrogenado) ou \mathrm{H_2PO_4^-} (dihidrogenofosfato). Mesmo que a carga mostrada no enunciado seja \mathrm{HPO_4^-}, a ideia provável é a espécie que pode tanto protonar quanto desprotonar (as formas do sistema ácido fosfórico).
  • Protonação: \displaystyle \mathrm{HPO_4^{2-} + H^+ \rightarrow H_2PO_4^-} (ou equivalente segundo a notação do enunciado).
  • Desprotonação: \displaystyle \mathrm{HPO_4^{2-} \rightarrow PO_4^{3-} + H^+}.
  • Em qualquer caso, as espécies do sistema fosfato (dihidrogenofosfato / hidrogenofosfato / fosfato) são clássicos exemplos de espécies anfóteras: podem doar e receber prótons. Portanto a opção E é anfótera.

Passo 7

Analiso a opção D: \mathrm{CH_3^-} (ânion metil).
  • Protonação: \displaystyle \mathrm{CH_3^- + H^+ \rightarrow CH_4}. Sim, o ânion metil aceita próton para formar metano — isso mostra caráter básico (é uma base muito forte).
  • Desprotonação: para que \mathrm{CH_3^-} atue como ácido teria que ocorrer \displaystyle \mathrm{CH_3^- \rightarrow CH_2^{2-} + H^+}. A espécie \mathrm{CH_2^{2-}} (um dianião de carbono com fórmula \mathrm{CH_2^{2-}}) é altamente improvável, instável e não é uma base conjugada realisticamente observada em química prática. Não há condição química razoável onde \mathrm{CH_3^-} doa um próton para formar algo estável; portanto \mathrm{CH_3^-} não pode ser considerado ácido, só base.
  • Conclusão: \mathrm{CH_3^-} só atua como base (aceita próton) e não como ácido; logo NÃO é anfótero.

Passo 8

Resumo comparativo e decisão final.
  • A, B, C e E têm caminhos químicos plausíveis tanto para protonação quanto para desprotonação (alguns exigem condições fortes, mas são possíveis) → são anfóteras.
  • D ( \mathrm{CH_3^-}) só pode aceitar próton; não há rota plausível para doar próton e formar uma base conjugada estável → não é anfótero.

Resposta

D) \mathrm{CH_3^-}

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