Escreva uma equação para a reação na qual \mathrm{H}_{2} \mathrm{C}_{6} \mathrm{O}_{5} \mathrm{H}_{7}(\mathrm{aq}) atua como um ácido em \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{I}).
Resposta:
\mathrm{H}_{2} \mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{7} \mathrm{O}_{5}{ }^{-}(\mathrm{aq})+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) \rightleftharpoons \mathrm{HC}_{6} \mathrm{H}_{7} \mathrm{O}_{5}{ }^{2-}(\mathrm{aq})+\mathrm{H}_{3} \mathrm{O}^{+}(\mathrm{aq})

Passo 1

O que o enunciado pede: escrever a equação da reação em que a espécie fornecida atua como ácido ao reagir com água líquida.
Informações fornecidas (copiando do enunciado): a espécie ácida é \mathrm{H_{2}C_{6}O_{5}H_{7}}(\mathrm{aq}) e o solvente é \mathrm{H_{2}O}(\mathrm{l}).
O objetivo final é escrever a equação da reação ácido–base entre essa espécie e a água, mostrando a formação da base conjugada e do íon hidrônio.

Passo 2

Conceito essencial (explicado de forma simples): segundo a definição de Brønsted–Lowry, um ácido é uma espécie que doa um próton \mathrm{H^{+}}. Quando um ácido \mathrm{HA} reage com água, a água aceita o próton e vira íon hidrônio \mathrm{H_{3}O^{+}}, enquanto o ácido que perdeu o próton vira a sua base conjugada \mathrm{A^{-}}. A equação geral típica é
\mathrm{HA} + \mathrm{H_{2}O} \rightleftharpoons \mathrm{A^{-}} + \mathrm{H_{3}O^{+}}.
Aqui: \mathrm{HA} representa o ácido original (a espécie que doa o próton) e \mathrm{A^{-}} representa a base conjugada (a mesma molécula com um próton a menos).

Passo 3

Como construir a base conjugada na prática: retirar um próton \mathrm{H^{+}} da fórmula do ácido. Retirar um próton tem dois efeitos diretos:
  • diminui em uma unidade o número de átomos de hidrogênio na fórmula da espécie que doa o próton;
  • torna a carga da espécie mais negativa em uma unidade (porque perdeu uma carga positiva).
    Ou seja, se o ácido tem carga q, a base conjugada terá carga q-1.

Passo 4

Aplicando ao caso fornecido: a equação segue o molde da reação geral. Se tomarmos a fórmula que aparece na sua resposta como a forma escrita do ácido em solução, \mathrm{H_{2}C_{6}H_{7}O_{5}^{-}}(\mathrm{aq}), então ao doar um próton ela se transforma na base conjugada \mathrm{HC_{6}H_{7}O_{5}^{2-}}(\mathrm{aq}) (uma unidade de hidrogênio a menos e uma unidade de carga mais negativa). A água aceita o próton e vira \mathrm{H_{3}O^{+}}(\mathrm{aq}). Assim, a reação ácido–base fica
\mathrm{H_{2}C_{6}H_{7}O_{5}^{-}}(\mathrm{aq}) + \mathrm{H_{2}O}(\mathrm{l}) \rightleftharpoons \mathrm{HC_{6}H_{7}O_{5}^{2-}}(\mathrm{aq}) + \mathrm{H_{3}O^{+}}(\mathrm{aq}).

Passo 5

Verificação rápida (conservação de átomos e cargas, explicada): a água ganha um próton para formar \mathrm{H_{3}O^{+}} (portanto os átomos de hidrogênio são conservados quando contabilizamos o próton transferido). Em termos de carga, se a espécie inicial tinha carga -1 (como em \mathrm{H_{2}C_{6}H_{7}O_{5}^{-}}), então o lado esquerdo tem carga total -1 + 0 = -1; no lado direito a carga total é -2 + (+1) = -1. Assim a carga total também se conserva. Isso confirma que a equação está consistente com a transferência de um próton.

Resposta

\mathrm{H_{2}C_{6}H_{7}O_{5}^{-}}(\mathrm{aq}) + \mathrm{H_{2}O}(\mathrm{l}) \rightleftharpoons \mathrm{HC_{6}H_{7}O_{5}^{2-}}(\mathrm{aq}) + \mathrm{H_{3}O^{+}}(\mathrm{aq})

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