Explique por que o HCl é considerado ácido segundo Arrhenius, enquanto NaOH é considerado base.

Passo 1

O que o enunciado pede: explicar por que \mathrm{HCl} é considerado ácido segundo Arrhenius, enquanto \mathrm{NaOH} é considerado base.
Informações relevantes dadas (explicitadas): as fórmulas das substâncias são \mathrm{HCl} e \mathrm{NaOH}. O foco é a definição de Arrhenius (ou seja, comportamento em solução aquosa).

Passo 2

Apresentando a definição de Arrhenius (passo-a-passo e em linguagem simples):
Segundo Arrhenius, em solução aquosa:
\text{um ácido é uma substância que aumenta a concentração de } \mathrm{H^+}áéâçã
\text{uma base é uma substância que aumenta a concentração de } \mathrm{OH^-}éâçã
Explicação do que isso significa: quando uma substância é dissolvida em água, ela pode se separar em íons. Se essa separação gera mais íons \mathrm{H^+} na água, chamamos a substância de ácido; se gera mais íons \mathrm{OH^-}, chamamos de base. Observação importante (didática): a definição de Arrhenius é aplicada apenas em meio aquoso — fora da água a ideia não se aplica diretamente.

Passo 3

Dissociação do \mathrm{HCl} em água (escrevendo a equação e explicando cada termo):
Em solução aquosa o cloreto de hidrogênio se ioniza basicamente assim:
\mathrm{HCl} + \mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{H_3O^+} + \mathrm{Cl^-}
ou, escrevendo de forma mais simples (Arrhenius usa \mathrm{H^+}):
\mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{H^+} + \mathrm{Cl^-}
O que está acontecendo aqui (passo a passo): ao entrar na água, cada molécula de \mathrm{HCl} doa um próton (íon \mathrm{H^+}) para a água, formando \mathrm{H_3O^+}. O ânion \mathrm{Cl^-} fica como íon acompanhante (espectador) e não contribui para acidez. Conclusão direta pelo critério de Arrhenius: \mathrm{HCl} aumenta a concentração de \mathrm{H^+} em solução, logo é um ácido.

Passo 4

Dissociação do \mathrm{NaOH} em água (equação e explicação):
Em solução aquosa o hidróxido de sódio se dissocia assim:
\mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{Na^+} + \mathrm{OH^-}
Explicando: cada unidade de \mathrm{NaOH} separa-se em um cátion \mathrm{Na^+} e um ânion hidroxila \mathrm{OH^-}. O íon \mathrm{OH^-} é exatamente aquilo que a definição de Arrhenius pede para uma base — aumenta a concentração de \mathrm{OH^-} na água. Portanto, \mathrm{NaOH} é uma base segundo Arrhenius.

Passo 5

Força do eletrólito (por que dizemos “ácido forte” ou “base forte”) e consequências práticas:
Tanto \mathrm{HCl} quanto \mathrm{NaOH} são exemplos de eletrólitos fortes em água — isto é, praticamente se dissociam completamente em íons na solução. Consequência prática: se você dissolve uma concentração c de \mathrm{HCl}, a concentração de \mathrm{H^+} será aproximadamente c; se dissolve c de \mathrm{NaOH}, a concentração de \mathrm{OH^-} será aproximadamente c. Exemplo numérico rápido (para fixar): se você tem 0{,}10\\ \mathrm{mol\;L^{-1}} de \mathrm{HCl}, então [\mathrm{H^+}]=0{,}10\\ \mathrm{mol\;L^{-1}} e o pH é
\mathrm{pH} = -\log_{10}[\mathrm{H^+}] = -\log_{10}(0{,}10)=1.
Se tem 0{,}10\\ \mathrm{mol\;L^{-1}} de \mathrm{NaOH}, então [\mathrm{OH^-}]=0{,}10\\ \mathrm{mol\;L^{-1}}, \mathrm{pOH}=-\log_{10}(0{,}10)=1 e \mathrm{pH}=14-1=13 (a 25\,^\circ\mathrm{C}) — mostra claramente que \mathrm{HCl} torna a solução ácida e \mathrm{NaOH} torna a solução básica.

Passo 6

Reação de neutralização como demonstração experimental simples:
Quando misturamos soluções aquosas de \mathrm{HCl} e \mathrm{NaOH}, os íons \mathrm{H^+} e \mathrm{OH^-} reagem para formar água:
\mathrm{H^+} + \mathrm{OH^-} \rightarrow \mathrm{H_2O}
Escrevendo a reação global entre os compostos:
\mathrm{HCl} + \mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{NaCl} + \mathrm{H_2O}
Isto é experimentalmente observado como neutralização (mudança de cor de indicadores, variação de pH, liberação/absorção de calor dependendo das concentrações), e confirma o papel ácido de \mathrm{HCl} (fornece \mathrm{H^+}) e de base de \mathrm{NaOH} (fornece \mathrm{OH^-}).

Passo 7

Evidências práticas e observações que você pode usar na prova (resumindo em linguagem leve):
  • Teste com papel tornassol: solução de \mathrm{HCl} vira tornassol azul para vermelho; solução de \mathrm{NaOH} vira tornassol vermelho para azul.
  • Condutividade: ambas conduzem bem eletricidade pois geram íons livres na água.
  • Reação com metais ativos: ácidos (como \mathrm{HCl}) reagem com alguns metais liberando \mathrm{H_2} — isso é outro sinal prático de acidez (não é a definição de Arrhenius, mas é uma evidência química).
    Lembre-se: na prova, basta argumentar com a definição de Arrhenius + as equações de dissociação para justificar a classificação.

Resposta

\mathrm{HCl}: é ácido segundo Arrhenius porque, em solução aquosa, se dissocia e aumenta a concentração de \mathrm{H^+} (ou \mathrm{H_3O^+}), conforme \mathrm{HCl} + \mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{H_3O^+} + \mathrm{Cl^-}.
\mathrm{NaOH}: é base segundo Arrhenius porque, em solução aquosa, se dissocia e aumenta a concentração de \mathrm{OH^-}, conforme \mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{Na^+} + \mathrm{OH^-}.

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