Diferencie ácidos fortes, moderados e fracos com exemplos, justificando o grau de ionização de cada um.

Passo 1

O enunciado pede para distinguir ácidos fortes, moderados e fracos, dando exemplos e justificando cada classe em termos do grau de ionização. O conteúdo envolvido é a teoria de Brønsted–Lowry, a constante de dissociação ácida K_a e o grau de ionização \alpha. Para resolver, vamos definir essas grandezas e relacioná-las com exemplos práticos.

Passo 2

Definição de força ácida e grau de ionização
Um ácido em água se ioniza segundo
\ce{HA + H2O <=> A^- + H3O^+}.
A constante de ionização é
K_a = \frac{[\ce{A^-}][\ce{H3O^+}]}{[\ce{HA}]},
e o grau de ionização \alpha é a fração de moléculas que realmente se dissociam:
\alpha = \frac{\text{mol de HA dissociados}}{\text{mol de HA iniciais}}.
Em geral, para um ácido monoprótico de concentração inicial C, se K_a\gg C então \alpha\approx1; se K_a\ll C então \alpha\ll1.

Passo 3

Ácidos fortes \alpha\approx1, K_a\gg1
São aqueles que praticamente se dissociam totalmente em água. Exemplos típicos:
\ce{HCl,\\ HBr,\\ HI,\\ HNO3,\\ HClO4,\\ H2SO4\,(1ª\\ dissociação)}.ªçã
Justificativa: nesses casos K_a é muito grande (tipicamente K_a>10^2), então quase toda molécula de \ce{HA} gera \ce{H3O^+}. Consequência: solução com pH muito baixo e condutividade elétrica elevada.

Passo 4

Ácidos moderados \alpha\sim10^{-1} a 10^{-2}, K_a\approx10^{-1} a 10^{-3}
Eles se ionizam parcialmente, mas em proporção significativa. Exemplos:
\ce{HClO2}\quad(K_a\approx1,2\times10^{-2}), \qquad \ce{HNO2}\quad(K_a\approx4,5\times10^{-4}), \qquad \ce{HSO4^-}\quad(K_a\approx1,2\times10^{-2}).
Justificativa: valores intermediários de K_a provocam \alpha da ordem de 10% a 1% (dependendo de C), ou seja, parte expressiva do ácido se dissocia, mas não completamente.

Passo 5

Ácidos fracos \alpha\ll1, K_a\ll1
Ionizam-se muito pouco, gerando baixa concentração de \ce{H3O^+}. Exemplos comuns:
\ce{CH3COOH}\quad(K_a\approx1,8\times10^{-5}), \qquad \ce{HF}\quad(K_a\approx6,8\times10^{-4}), \qquad \ce{HCN}\quad(K_a\approx4,9\times10^{-10}).
Justificativa: K_a pequeno (tipicamente <10^{-4}) implica \alpha de poucos por cento ou menos, logo a maioria das moléculas permanece não dissociada.

Resposta

Ácidos fortes: ionização praticamente total \alpha\approx1, K_a\gg1; ex.: \ce{HCl}, \ce{HNO3}, \ce{H2SO4} (1ª etapa).
Ácidos moderados: ionização parcial significativa \alpha\sim10^{-1} 10^{-2}, K_a\approx10^{-1} 10^{-3}; ex.: \ce{HClO2}, \ce{HNO2}, \ce{HSO4^-}.
Ácidos fracos: ionização muito limitada \alpha\ll1, K_a\ll10^{-4}; ex.: \ce{CH3COOH}, \ce{HF}, \ce{HCN}.

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