Embora NaOH e CaO puros tenham propriedades muito diferentes, suas soluções aquosas possuem várias propriedades comuns. Relacione algumas propriedades gerais dessas soluções e explique seu comportamento comum em termos de espécies presentes.
Resposta: Quando o NaOH se dissolve em água, ele se dissocia completamente para formar \mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq}) e \mathrm{OH}^{-}(\mathrm{aq}). O CaO é o óxido de um metal; ele se dissolve em água de acordo com o seguinte processo: \mathrm{CaO}(\mathrm{s})+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) \rightarrow \mathrm{Ca}^{2+}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{OH}^{-}(\mathrm{aq}). Assim, as propriedades de ambas as soluções são dominadas pela presença de \mathrm{OH}^{-}(\mathrm{aq}). Ambas as soluções têm sabor amargo, tornam o papel de tornassol azul (são básicas), neutralizam soluções ácidas e conduzem eletricidade.

Passo 1

O que o enunciado pede: relacionar propriedades gerais que as soluções aquosas de NaOH e de CaO têm em comum e explicar por que elas se comportam da mesma forma, descrevendo as espécies presentes.
Informações relevantes dadas (ou implícitas) que usaremos: a pergunta fala de NaOH puro e de CaO puro quando dissolvidos/em contato com água — então devemos considerar as reações de cada uma com água e identificar quais íons/especies aparecem na solução aquosa.

Passo 2

Dissolução e espécies formadas para \mathrm{NaOH}.
Quando o hidróxido de sódio sólido entra em água ele se separa em íons; isso é chamado dissociação iônica. A reação é:
\mathrm{NaOH}(s)\rightarrow \mathrm{Na}^{+}(aq)+\mathrm{OH}^{-}(aq)
Explanação didática: isso significa que cada unidade de \mathrm{NaOH} fornece um cátion \mathrm{Na^{+}} e um ânion \mathrm{OH^{-}}. O \mathrm{NaOH} é um hidróxido forte, então a dissociação é praticamente completa em água: quase todas as moléculas sólidas viram íons livres na solução. Esses íons são as “espécies presentes” que determinam propriedades como condutividade e basicidade.

Passo 3

Reação do \mathrm{CaO} com água e espécies presentes.
O óxido de cálcio é um óxido básico; ao reagir com água forma hidróxido de cálcio:
\mathrm{CaO}(s)+\mathrm{H_{2}O}(l)\rightarrow \mathrm{Ca(OH)_{2}}(s\\ \text{ou}\\ aq)
Em solução (quando o hidróxido se dissolve) ocorre dissociação:
\mathrm{Ca(OH)_{2}}(aq)\rightarrow \mathrm{Ca^{2+}}(aq)+2\,\mathrm{OH^{-}}(aq)
Explanação didática: portanto o efeito químico útil é que o \mathrm{CaO} gera \mathrm{OH^{-}} na água (por via de \mathrm{Ca(OH)_{2}}). Observação importante e prática: o \mathrm{Ca(OH)_{2}} é apenas moderadamente solúvel em água (é “pouco solúvel”), então nem todo \mathrm{CaO} adicionado necessariamente vira íons na solução — parte pode ficar como sólido ou formar uma suspensão (“leite de cal”). Isso diferencia quantitativamente a solução de \mathrm{CaO} da de \mathrm{NaOH}.

Passo 4

Por que ambas as soluções têm comportamento básico (tornam tornassol azul, neutralizam ácidos, etc.).
A espécie-chave comum é \mathrm{OH^{-}}(aq). Vou explicar o conceito de acidez/basicidade e a relação com \mathrm{OH^{-}}: o pH mede a acidez pela concentração de \mathrm{H^{+}} segundo
\mathrm{pH} = -\log[\mathrm{H^{+}}]
e há uma relação entre [\mathrm{H^{+}}] e [\mathrm{OH^{-}}] na água a 25^\circ\mathrm{C}:
[\mathrm{H^{+}}]\,[\mathrm{OH^{-}}]=10^{-14}.
Se [\mathrm{OH^{-}}] aumenta, [\mathrm{H^{+}}] diminui e o pH sobe (a solução fica básica). Assim, a presença de \mathrm{OH^{-}} em ambas as soluções explica imediatamente que elas são básicas e mudam indicadores como o papel de tornassol para azul.

Passo 5

Explanação das propriedades listadas (cada propriedade associada às espécies iônicas) — passo a passo e didático:
  • Tornar papel de tornassol azul (ser básico): o \mathrm{OH^{-}} desloca equilíbrios dos indicadores para a forma básica; por isso o indicador muda de cor quando há excesso de \mathrm{OH^{-}}.
  • Neutralizar ácidos: a neutralização é a reação direta entre \mathrm{H^{+}} e \mathrm{OH^{-}}:
\mathrm{H^{+}}(aq)+\mathrm{OH^{-}}(aq)\rightarrow \mathrm{H_{2}O}(l).
Como ambas as soluções contêm \mathrm{OH^{-}}, elas reagem com ácidos consumindo \mathrm{H^{+}} e formando água.
  • Conduzir eletricidade: condução em soluções ocorre porque há cargas móveis (íons). As soluções têm \mathrm{Na^{+}},\\ \mathrm{Ca^{2+}} e \mathrm{OH^{-}} em movimento; esses íons transportam carga elétrica, portanto a solução é condutora. Em geral, maior concentração de íons → maior condutividade. Note: \mathrm{Ca^{2+}} é divalente, então cada íon carrega duas cargas positivas, o que influencia a condutividade por íon, mas a solubilidade menor de \mathrm{Ca(OH)_{2}} pode reduzir a condutividade total comparada a uma solução igualmente concentrada de \mathrm{NaOH}.
  • Sensação “escorregadia” / ação sobre gorduras (saponificação): \mathrm{OH^{-}} ataca ésteres (presentes em gorduras), transformando-os em sais de ácidos graxos (sabão) — por isso a sensação escorregadia ao tocar soluções alcalinas.
  • Sabor amargo (mencionado classicamente): compostos básicos concentrados são descritos como amargos/soapy; não é técnica provar substâncias químicas perigosas — é apenas uma observação comum em literatura. Evite experimentar.

Passo 6

Diferenças importantes (para saber o que esperarmos na prova):
  • Extensão da dissociação/solubilidade: \mathrm{NaOH} é altamente solúvel e se dissocia completamente, então para uma certa massa adicionada a solução de \mathrm{NaOH} geralmente fornecerá maior [\mathrm{OH^{-}}] do que a mesma massa de \mathrm{CaO}, porque \mathrm{Ca(OH)_{2}} é pouco solúvel. Em termos práticos: soluções de \mathrm{NaOH} tendem a alcançar pH mais alto e condutividade maior com a mesma massa de soluto.
  • Estequiometria: cada unidade de \mathrm{NaOH} dá 1 mol de \mathrm{OH^{-}}, enquanto cada mol de \mathrm{CaO} (convertido em \mathrm{Ca(OH)_{2}}) pode fornecer até 2 mol de \mathrm{OH^{-}} (pela dissociação do \mathrm{Ca(OH)_{2}}), mas esse ganho pode ser limitado pela solubilidade.
  • Íon presente: \mathrm{Na^{+}} é monovalente, \mathrm{Ca^{2+}} é divalente — o cátion divalente influencia interações iônicas, formação de precipitados (por exemplo com \mathrm{CO_{3}^{2-}} forma \mathrm{CaCO_{3}}) e pode afetar propriedades coligativas/força iônica de modo diferente. Essas são diferenças que mudam detalhes práticos, mas não as propriedades “básicas” gerais, que vêm de \mathrm{OH^{-}}.

Passo 7

Resumo didático final (como você deve responder na prova ou usar em um exercício): identifique as espécies e ligue-as às propriedades. A argumentação curta e correta é:
  • Para \mathrm{NaOH}: a solução contém \mathrm{Na^{+}}(aq) e \mathrm{OH^{-}}(aq).
  • Para \mathrm{CaO}: reage com água formando \mathrm{Ca(OH)_{2}} que libera \mathrm{Ca^{2+}}(aq) e \mathrm{OH^{-}}(aq).
  • Propriedades comuns (motivo): ambas as soluções contêm \mathrm{OH^{-}}(aq), e é a presença desse ânion que torna as soluções básicas (mudam tornassol), permite neutralização de ácidos ( \mathrm{H^{+}}+\mathrm{OH^{-}}\to\mathrm{H_{2}O}), confere condutividade (íons móveis) e causa reações com gorduras (saponificação), entre outros efeitos. Diferem na solubilidade e na natureza do cátion ( \mathrm{Na^{+}} vs \mathrm{Ca^{2+}}), o que altera quantidades e alguns efeitos secundários.

Resposta

Ambas as soluções contêm \mathrm{OH^{-}}(aq) (de \mathrm{NaOH} dissociando-se e de \mathrm{CaO} formando \mathrm{Ca(OH)_{2}} que se dissocia em \mathrm{Ca^{2+}}(aq)+2\,\mathrm{OH^{-}}(aq)); por isso ambas são básicas (tornam tornassol azul), neutralizam ácidos via \mathrm{H^{+}}+\mathrm{OH^{-}}\rightarrow\mathrm{H_{2}O}, conduzem eletricidade (íons móveis \mathrm{Na^{+}},\\ \mathrm{Ca^{2+}},\\ \mathrm{OH^{-}}) e atacam gorduras (sensação escorregadia / saponificação). Diferença importante: \mathrm{NaOH} é altamente solúvel e fornece [\mathrm{OH^{-}}] elevado de forma direta, enquanto \mathrm{CaO} precisa formar \mathrm{Ca(OH)_{2}} e sua solubilidade limitada pode reduzir a quantidade de \mathrm{OH^{-}} efetiva; além disso \mathrm{Ca^{2+}} é divalente e apresenta comportamento iônico diferente de \mathrm{Na^{+}}.

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