Escreva as fórmulas dos ácidos conjugados de
hidrazina, \mathrm{NH}_{2} \mathrm{NH}_{2};

Passo 1

O que o enunciado pede:
  • Escrever as fórmulas dos ácidos conjugados da hidrazina fornecida como \mathrm{NH_{2}NH_{2}}.
Informações dadas:
  • A espécie de partida é a hidrazina, cuja fórmula é \mathrm{NH_{2}NH_{2}}.
  • Não foram dadas outras restrições (solvente, pH etc.), então considerar as protonações simples por \mathrm{H^{+}}.

Passo 2

O que é um ácido conjugado (explicação didática):
  • Em teoria ácido-base de Brønsted–Lowry, um ácido conjugado é a espécie que resulta quando uma base aceita um próton \mathrm{H^{+}}.
  • Em linguagem simples: base + \mathrm{H^{+}} \longrightarrow ácido conjugado.
  • Escrevendo isso genericamente:
\text{B} + \mathrm{H^{+}} \longrightarrow \text{BH}^{+}.
  • Portanto, para encontrar os ácidos conjugados da hidrazina, protonamos a hidrazina uma vez (formando o monoácido conjugado) e, se possível, protonamos novamente (formando o diácido conjugado).

Passo 3

Estrutura importante da hidrazina (por que é protonável duas vezes):
  • A hidrazina tem duas átomos de nitrogênio ligados entre si: \mathrm{H_{2}N-NH_{2}}.
  • Cada nitrogênio tem um par isolado (lone pair) que pode aceitar um próton \mathrm{H^{+}}.
  • Como há dois pares isolados em molécula, teoricamente são possíveis até duas protonações (uma em cada nitrogênio).

Passo 4

Primeira protonação — reação e resultado:
  • Reação da hidrazina com um próton:
\mathrm{NH_{2}NH_{2}} + \mathrm{H^{+}} \longrightarrow \mathrm{NH_{2}NH_{3}^{+}}.
  • Explicação passo a passo: o próton se liga ao par isolado de um dos nitrogênios, esse nitrogênio passa a ter quatro ligações (três H e uma ligação ao outro N) e, portanto, fica com carga positiva local; a carga total da molécula passa a ser +1. Como os dois N são equivalentes, não importa qual é protonado — fórmula representativa é \mathrm{NH_{2}NH_{3}^{+}}.

Passo 5

Segunda protonação — reação e resultado:
  • Protonando a espécie já protonada:
\mathrm{NH_{2}NH_{3}^{+}} + \mathrm{H^{+}} \longrightarrow \mathrm{NH_{3}NH_{3}^{2+}}.
  • Alternativamente, escrevendo a protonação direta em dois prótons:
\mathrm{NH_{2}NH_{2}} + 2\,\mathrm{H^{+}} \longrightarrow \mathrm{NH_{3}NH_{3}^{2+}}.
  • Explicação: o segundo nitrogênio aceita outro próton, ficando também com quatro ligações e carga positiva; a carga total da molécula fica +2.

Passo 6

Verificação das cargas e nota sobre local de protonação:
  • Na mono-protonação a espécie resultante tem carga total +1 (representada em \mathrm{NH_{2}NH_{3}^{+}}).
  • Na di-protonação a espécie resultante tem carga total +2 (representada em \mathrm{NH_{3}NH_{3}^{2+}}).
  • Observação prática: como os dois nitrogênios são equivalentes, a mono-protonação pode ocorrer em qualquer um deles; por isso a fórmula escrita é suficiente para representar a espécie.

Resposta

\mathrm{NH_{2}NH_{3}^{+}}
\mathrm{NH_{3}NH_{3}^{2+}}

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