(a) Escreva equações químicas balanceadas que mostrem que o ion \mathrm{H}_{2} \mathrm{PO}_{4}^{-}é anfótero em meio aquoso.
(b) Indique os pares ácido/base conjugados nas equações do item (a).

Passo 1

O enunciado pede para mostrar que o íon \mathrm{H}_{2}\mathrm{PO}_{4}^{-} é anfótero em água, ou seja, pode doar próton (atuar como ácido) e pode aceitar próton (atuar como base). Vamos usar a definição de Brønsted–Lowry de ácido/base e escrever as duas reações balanceadas. Em seguida, identificamos os pares ácido/base conjugados.

Passo 2

Quando \mathrm{H}_{2}\mathrm{PO}_{4}^{-} age como ácido, ele doa um próton para a água, formando o ânion fosfato mono-protonado e o cátion hidronio. A equação balanceada é:
\mathrm{H}_{2}\mathrm{PO}_{4}^{-} \;+\;\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}\;\longrightarrow\;\mathrm{HPO}_{4}^{2-}\;+\;\mathrm{H}_{3}\mathrm{O}^{+}

Passo 3

Quando \mathrm{H}_{2}\mathrm{PO}_{4}^{-} age como base, ele aceita um próton da água, formando o ácido fosfórico e o íon hidróxido. A equação balanceada é:
\mathrm{H}_{2}\mathrm{PO}_{4}^{-} \;+\;\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}\;\longrightarrow\;\mathrm{H}_{3}\mathrm{PO}_{4}\;+\;\mathrm{OH}^{-}

Passo 4

Agora indicamos os pares ácido/base conjugados em cada reação:
  1. Na reação de ácido
  • Ácido: \mathrm{H}_{2}\mathrm{PO}_{4}^{-} ↔ Base conjugada: \mathrm{HPO}_{4}^{2-}
  • Base: \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} ↔ Ácido conjugado: \mathrm{H}_{3}\mathrm{O}^{+} 2. Na reação de base
  • Base: \mathrm{H}_{2}\mathrm{PO}_{4}^{-} ↔ Ácido conjugado: \mathrm{H}_{3}\mathrm{PO}_{4}
  • Ácido: \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} ↔ Base conjugada: \mathrm{OH}^{-}

Resposta

(a)
\mathrm{H}_{2}\mathrm{PO}_{4}^{-} + \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} \longrightarrow \mathrm{HPO}_{4}^{2-} + \mathrm{H}_{3}\mathrm{O}^{+}
\mathrm{H}_{2}\mathrm{PO}_{4}^{-} + \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} \longrightarrow \mathrm{H}_{3}\mathrm{PO}_{4} + \mathrm{OH}^{-}
(b)
Na primeira reação:
– Par ácido/base conjugados: \mathrm{H}_{2}\mathrm{PO}_{4}^{-}/\mathrm{HPO}_{4}^{2-} e \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}/\mathrm{H}_{3}\mathrm{O}^{+}.
Na segunda reação:
– Par ácido/base conjugados: \mathrm{H}_{2}\mathrm{PO}_{4}^{-}/\mathrm{H}_{3}\mathrm{PO}_{4} e \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}/\mathrm{OH}^{-}.

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