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{l}).

Passo 1

O enunciado pede: “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{l}).”
Informações dadas:
  • O ácido é a espécie \mathrm{H}_{2}\mathrm{C}_{6}\mathrm{O}_{5}\mathrm{H}_{7}^{-}(\mathrm{aq}) (vou trabalhar com exatamente essa fórmula).
  • O solvente é água \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{l}).
  • Você quer a equação da reação em que essa espécie doa um próton (isto é, atua como ácido).

Passo 2

Conceito essencial (explicado devagar): no modelo de Brønsted–Lowry, um ácido é uma espécie que doa um próton ( \mathrm{H}^{+}) e uma base é uma espécie que aceita um próton. Em água, quando um ácido \mathrm{HA} doa um próton, a água aceita esse próton formando o íon hidrônio \mathrm{H}_{3}\mathrm{O}^{+}, e o ácido vira sua base conjugada \mathrm{A}^{-}. A equação geral é
\mathrm{HA} + \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} \rightleftharpoons \mathrm{A}^{-} + \mathrm{H}_{3}\mathrm{O}^{+}.
Onde:
  • \mathrm{HA} é o ácido (tem o próton que será doado),
  • \mathrm{A}^{-} é a base conjugada (resulta da perda de \mathrm{H}^{+}),
  • a seta dupla \rightleftharpoons indica equilíbrio (a reação costuma ser reversível).
Um exemplo simples, para ver a ideia: \mathrm{CH}_{3}\mathrm{COOH} + \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} \rightleftharpoons \mathrm{CH}_{3}\mathrm{COO}^{-} + \mathrm{H}_{3}\mathrm{O}^{+}.

Passo 3

Interpretação da fórmula dada: a espécie escrita é \mathrm{H}_{2}\mathrm{C}_{6}\mathrm{O}_{5}\mathrm{H}_{7}^{-}. Podemos somar os hidrogênios para simplificar a leitura: \mathrm{H}_{2} mais \mathrm{H}_{7} resulta em \mathrm{H}_{9}. Assim a espécie é a mesma que escrever \mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{9}\mathrm{O}_{5}^{-} (mantendo a carga -1 indicada). Vou usar essa forma simplificada para trabalhar com menos poluição visual:
\mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{9}\mathrm{O}_{5}^{-}(\mathrm{aq}).

Passo 4

Determinar a base conjugada: doar um próton significa retirar um \mathrm{H}^{+} da molécula. Ao retirar um próton:
  • o número de átomos de hidrogênio diminui em 1: \mathrm{H}_{9} \to \mathrm{H}_{8};
  • a carga fica uma unidade mais negativa (porque removemos um íon positivo): -1 \to -2.
Logo, a base conjugada será \mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{8}\mathrm{O}_{5}^{2-}(\mathrm{aq}).

Passo 5

Escrever a equação da reação ácido–base com água, usando os nomes das espécies que encontramos:
\mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{9}\mathrm{O}_{5}^{-}(\mathrm{aq}) + \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{l}) \rightleftharpoons \mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{8}\mathrm{O}_{5}^{2-}(\mathrm{aq}) + \mathrm{H}_{3}\mathrm{O}^{+}(\mathrm{aq}).

Passo 6

Verificação rápida de conservação (átomos e carga):
  • Átomos de carbono: 6 à esquerda, 6 à direita. OK.
  • Hidrogênios: \,9 + 2 = 11 à esquerda; \,8 + 3 = 11 à direita. OK.
  • Oxigênios: 5 + 1 = 6 à esquerda; 5 + 1 = 6 à direita. OK.
  • Carga total: -1 + 0 = -1 à esquerda; -2 + (+1) = -1 à direita. OK.
Tudo está balanceado e a equação representa a doação de próton (com formação de \mathrm{H}_{3}\mathrm{O}^{+}).

Resposta

\mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{9}\mathrm{O}_{5}^{-}(\mathrm{aq}) + \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{l}) \rightleftharpoons \mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{8}\mathrm{O}_{5}^{2-}(\mathrm{aq}) + \mathrm{H}_{3}\mathrm{O}^{+}(\mathrm{aq})

Exercícios relacionados