Explique a diferença entre ácidos fortes e fracos, e dê dois exemplos de cada.
Passo 1
O enunciado pede duas coisas: (1) explicar a diferença entre ácidos fortes e ácidos fracos; (2) dar dois exemplos de cada. Não há outros dados numéricos fornecidos pelo enunciado.
Passo 2
Primeiro, vamos fixar definições simples e úteis que você pode usar na prova.
- Um ácido é uma substância que pode doar prótons (íons
) para a água ou para outra base. Em símbolos, uma reação genérica de ácido é
onde
é o ácido e
é sua base conjugada.
- A força de um ácido mede quanto ele se ioniza (doa prótons) quando dissolvido em água. Isso é quantificado pela constante de dissociação ácida
onde
é a concentração do íon hidrogênio em mol·L^{-1},
é a concentração da base conjugada e
é a concentração do ácido não dissociado em equilíbrio.
- Interpretação prática:
- Se o ácido se ioniza praticamente por completo em solução aquosa, dizemos que é um ácido forte (valor de
muito grande). - Se o ácido se ioniza apenas parcialmente (apenas uma fração das moléculas libera
), é um ácido fraco (valor de pequeno).
- Se o ácido se ioniza praticamente por completo em solução aquosa, dizemos que é um ácido forte (valor de
Passo 3
Como usar isso rapidamente numa prova — caso típico para ácido forte:
- Para um ácido forte, a dissociação é praticamente completa. Assim, se você tem uma solução de concentração inicial
de um ácido forte, a concentração de na solução é aproximadamente
- O
da solução é dado por
Exemplo rápido (tipo prova): solução
de ácido clorídrico. Como o
é forte,
Esse raciocínio é o que costuma cair: reconhecer “ácido forte” → assumir dissociação total → aplicar pH =
.
Passo 4
Agora o caso de ácido fraco — passo a passo, com a equação de equilíbrio:
- Para um ácido fraco com concentração inicial
e grau de ionização (concentração de gerada),
- Substituindo na definição de
:
- Em muitos exames,
é pequeno e , então usamos a aproximação , obtendo
e então
- Regra prática para verificar a aproximação: calcule
e verifique se . Se for <5%, a aproximação é aceitável.
Passo 5
Um exemplo numérico com ácido fraco (pra você ver como aplicar na prova):
- Ácido acético
com e . - Aplicando a fórmula aproximada:
- Logo
- Percentual ionizado:
que é menor que
, então a aproximação foi válida.
Passo 6
Conceitos úteis que caem em prova e ajudam a entender por que um ácido é forte ou fraco:
- Relação com a base conjugada: quanto mais forte o ácido, mais fraca é sua base conjugada. Para ácidos e bases conjugadas vale, a
,
onde
é a constante de ionização da água.
- Fatores moleculares que determinam a força de um ácido:
- Polaridade da ligação H–X: quanto mais polar, mais fácil é doar
. - Força da ligação H–X: ligações mais fracas favorecem doação de
. - Estabilidade da base conjugada
: se é estabilizada (por exemplo, por ressonância ou efeito indutivo), o ácido tende a ser mais forte. - Efeito indutivo e eletronegatividade: átomos eletronegativos próximos à posição do H aumentam a acidez.
- Solvatação do íon conjugado na água também ajuda a estabilizar
.
- Polaridade da ligação H–X: quanto mais polar, mais fácil é doar
Passo 7
Observações práticas e pegadinhas de prova:
- Nem todo ácido poliprótico é “forte” para todas as dissociações: por exemplo, o ácido sulfúrico
tem a primeira dissociação praticamente completa ( é forte), mas a segunda dissociação ( ) é fraca/moderada. Então cuidado ao classificar. - Em soluções muito diluídas, a contribuição da autoprotólise da água (
) pode ser relevante para ácidos fracos; para ácidos fortes isso normalmente não importa porque é bem maior.
Passo 8
Resumo prático para usar na prova: identificar se o ácido é listado como “forte” (assumir dissociação total) ou se é uma espécie orgânica/característica de dissociação parcial (usar
e montar equilíbrio). Lembre-se das fórmulas:
Resposta
Diferença: Ácidos fortes se ionizam praticamente por completo em água (dão quase todos os seus prótons), logo têm
muito grande e
concentração inicial; ácidos fracos se ionizam parcialmente, têm
pequeno e exigem resolver equilíbrio
.
Ácidos fortes:
Ácidos fracos:
Ácidos fortes:
Ácidos fracos: