Escreva a equação global, a equação iônica completa e a iônica simplificada das seguintes reações de ácido-base. Se uma substância for um ácido ou base fraca, deixe-a na forma molecular ao escrever as equações.
\mathrm{Ba}(\mathrm{OH})_{2(\mathrm{aq})}+\mathrm{CH}_{3} \mathrm{COOH}_{(\mathrm{aq})}

Passo 1

O enunciado pede três coisas para a reação entre as duas espécies fornecidas:
  • Escrever a equação global (molecular) balanceada.
  • Escrever a equação iônica completa (dissociando eletrólitos fortes).
  • Escrever a equação iônica simplificada (equação iônica líquida, eliminando íons espectadores).
Informações dadas:
  • Reagentes: \mathrm{Ba(OH)}_{2}\,(\mathrm{aq}) e \mathrm{CH}_3\mathrm{COOH}\,(\mathrm{aq}).
  • Observações importantes que usarei:
    • \mathrm{Ba(OH)}_{2} é uma base forte e solúvel: na solução aquosa se comporta como eletrólito forte e se dissocia em íons \mathrm{Ba}^{2+} e \mathrm{OH}^-.
    • \mathrm{CH}_3\mathrm{COOH} (ácido acético) é um ácido fraco: em solução aquosa está majoritariamente na forma molecular e não deve ser escrita dissociada nas equações iônicas (por isso o enunciado pede que ácidos/bases fracas fiquem na forma molecular).
    • Produto esperado de uma neutralização ácido-base: sal solúvel (acetato de bário) e água.
A partir disso vou construir as três equações pedidas, explicando cada passo.

Passo 2

Escrever e balancear a equação molecular (global).
Raciocínio: cada molécula de \mathrm{Ba(OH)}_{2} fornece dois íons \mathrm{OH}^-, cada \mathrm{OH}^- neutraliza um próton de uma molécula de \mathrm{CH}_3\mathrm{COOH}, formando água e deixando o ânion acetato \mathrm{CH}_3\mathrm{COO}^-. O cátion \mathrm{Ba}^{2+} combina com dois ânions acetato para formar o sal \mathrm{Ba(CH_3COO)_2}. Portanto é necessária duas mols de ácido por uma mol de base.
Equação molecular balanceada:
\mathrm{Ba(OH)}_{2}\,(\mathrm{aq}) + 2\,\mathrm{CH}_3\mathrm{COOH}\,(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{Ba(CH_3COO)_2}\,(\mathrm{aq}) + 2\,\mathrm{H}_2\mathrm{O}\,(\mathrm{l})
Explicação de balanceamento (contagem de átomos):
  • Ba: 1 à esquerda, 1 à direita.
  • O e H: os dois \mathrm{OH} da base formam 2 moléculas de água ao reagirem com 2 H do ácido.
  • C e H do acetato: 2 acetatos presentes no sal do lado direito correspondem às 2 unidades de \mathrm{CH_3COOH} do lado esquerdo.
    Tudo está balanceado.

Passo 3

Escrever a equação iônica completa (dissociando eletrólitos fortes).
Conceito rápido: eletrólitos fortes (sais solúveis, bases fortes, ácidos fortes) são escritos dissociados em seus íons na equação iônica completa; eletrólitos fracos (como \mathrm{CH_3COOH}) permanecem na forma molecular.
Dissociação dos fortes:
  • \mathrm{Ba(OH)}_{2}\,(\mathrm{aq}) é um eletrólito forte e se dissocia em \mathrm{Ba}^{2+}\,(\mathrm{aq}) + 2\,\mathrm{OH}^-\,(\mathrm{aq}).
  • \mathrm{Ba(CH_3COO)_2}\,(\mathrm{aq}) (acetato de bário) é um sal solúvel → se dissocia em \mathrm{Ba}^{2+}\,(\mathrm{aq}) + 2\,\mathrm{CH}_3\mathrm{COO}^-\,(\mathrm{aq}).
  • \mathrm{CH}_3\mathrm{COOH}\,(\mathrm{aq}) é ácido fraco → manter molecular.
  • \mathrm{H}_2\mathrm{O}\,(\mathrm{l}) não se dissocia (estado líquido).
Escrevendo a equação iônica completa:
\mathrm{Ba}^{2+}\,(\mathrm{aq}) + 2\,\mathrm{OH}^-\,(\mathrm{aq}) + 2\,\mathrm{CH}_3\mathrm{COOH}\,(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{Ba}^{2+}\,(\mathrm{aq}) + 2\,\mathrm{CH}_3\mathrm{COO}^-\,(\mathrm{aq}) + 2\,\mathrm{H}_2\mathrm{O}\,(\mathrm{l})

Passo 4

Obter a equação iônica simplificada (equação iônica líquida) eliminando os íons espectadores.
Conceito: íons espectadores são aqueles que aparecem inalterados em ambos os lados da equação iônica completa; eles não participam da transformação química efetiva e podem ser cancelados.
Na equação iônica completa identificamos o íon espectador:
  • \mathrm{Ba}^{2+}\,(\mathrm{aq}) aparece nos dois lados; é espectador e pode ser cancelado.
Cancelando \mathrm{Ba}^{2+} e dividindo por 2 (para simplificar a stoquiometria, se desejado), obtemos a equação iônica líquida:
\mathrm{CH}_3\mathrm{COOH}\,(\mathrm{aq}) + \mathrm{OH}^-\,(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{CH}_3\mathrm{COO}^-\,(\mathrm{aq}) + \mathrm{H}_2\mathrm{O}\,(\mathrm{l})
Comentário didático rápido: essa equação mostra o passo essencial da neutralização entre um ácido fraco (ácido acético, na forma molecular) e um íon hidróxido: o próton do ácido é transferido para o hidróxido, formando água, e fica o ânion acetato em solução. Isso é o que tipicamente aparece como equação líquida em problemas de neutralização ácido fraco + base forte.

Resposta

\mathrm{Ba(OH)}_{2}\,(\mathrm{aq}) + 2\,\mathrm{CH}_3\mathrm{COOH}\,(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{Ba(CH_3COO)_2}\,(\mathrm{aq}) + 2\,\mathrm{H}_2\mathrm{O}\,(\mathrm{l})
\mathrm{Ba}^{2+}\,(\mathrm{aq}) + 2\,\mathrm{OH}^-\,(\mathrm{aq}) + 2\,\mathrm{CH}_3\mathrm{COOH}\,(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{Ba}^{2+}\,(\mathrm{aq}) + 2\,\mathrm{CH}_3\mathrm{COO}^-\,(\mathrm{aq}) + 2\,\mathrm{H}_2\mathrm{O}\,(\mathrm{l})
\mathrm{CH}_3\mathrm{COOH}\,(\mathrm{aq}) + \mathrm{OH}^-\,(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{CH}_3\mathrm{COO}^-\,(\mathrm{aq}) + \mathrm{H}_2\mathrm{O}\,(\mathrm{l})

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