1. (Funções Inorgânicas) Dê os nomes e preveja a força dos seguintes ácidos; coloque em ordem crescente de acidez:
    \mathrm{HClO}, \mathrm{H}_{2} \mathrm{SO}_{3}, \mathrm{HCN}, \mathrm{H}_{2} \mathrm{~S}, \mathrm{H}_{2} \mathrm{SO}_{4}, \mathrm{H}_{3} \mathrm{PO}_{4}, \mathrm{H}_{4} \mathrm{P}_{2} \mathrm{O}_{7}, \mathrm{H}_{3} \mathrm{BO}_{3}, \mathrm{CH}_{3} \mathrm{COOH}, \mathrm{HCl}, \mathrm{HF}, \mathrm{H}_{2} \mathrm{MnO}_{4}

Passo 1

O enunciado pede duas coisas: (1) dar o nome de cada ácido da lista e (2) prever a força deles e colocá‑los em ordem crescente de acidez (do menos ácido para o mais ácido). Os ácidos fornecidos são:
\mathrm{HClO},\\ \mathrm{H}_{2}\mathrm{SO}_{3},\\ \mathrm{HCN},\\ \mathrm{H}_{2}\mathrm{S},\\ \mathrm{H}_{2}\mathrm{SO}_{4},\\ \mathrm{H}_{3}\mathrm{PO}_{4},\\ \mathrm{H}_{4}\mathrm{P}_{2}\mathrm{O}_{7},\\ \mathrm{H}_{3}\mathrm{BO}_{3},\\ \mathrm{CH}_{3}\mathrm{COOH},\\ \mathrm{HCl},\\ \mathrm{HF},\\ \mathrm{H}_{2}\mathrm{MnO}_{4}.
Anotei que preciso fornecer: o nome de cada composto (por fórmula) e em seguida um argumento didático que explique por que um ácido é mais forte que outro, terminando com a ordem crescente de acidez.

Passo 2

Breve aula (sem pular etapas) sobre como comparar forças de ácidos — as regras que vou usar para classificar estes casos. Vou explicar conceitos com palavras simples e exemplos curtos.
  1. Para ácidos oxiácidos do tipo \mathrm{H\!-\!O\!-\!X} (ou seja, ácidos com O e um elemento central X): a acidez aumenta quando
    • o elemento X tem maior número de oxidações (mais oxigênios ligados a X) — os elétrons ficam mais retirados do grupo \mathrm{O-H} por efeito indutivo, estabilizando o ânion formado; e
    • o elemento X é mais eletronegativo (maior capacidade de estabilizar carga negativa).
      Exemplo: \mathrm{HClO} (um oxiácido com pouca contribuição indutiva) é mais fraco que ácidos com mais O ligados ao átomo central.
  2. Para ácidos binários \mathrm{H-X} (sem oxigênio):
    • A acidez aumenta quando a ligação H–X é mais fraca (normalmente indo para baixo do grupo na tabela periódica) e quando X é mais eletronegativo (melhor estabilizador da carga negativa no ânion).
      Exemplo: \mathrm{HF} tem ligação muito forte (H–F muito polar e curta), então não é tão forte em água quanto \mathrm{HCl}; \mathrm{HCl} é um ácido forte (dissocia quase totalmente).
  3. Para ácidos carboxílicos e orgânicos simples (ex.: \mathrm{CH_{3}COOH}):
    • A estabilidade da base conjugada (ressonância, efeitos indutivos de grupos substituintes) determina a acidez.
    • \mathrm{CH_{3}COOH} é moderado porque a base conjugada é ressonante (estabilizada).
  4. Casos especiais:
    • \mathrm{H_{3}BO_{3}} (ácido bórico) NÃO é um ácido protônico típico que doa \mathrm{H^{+}} via \mathrm{O-H}. Ele age como um ácido de Lewis: aceita um par de elétrons da água formando [\mathrm{B(OH)_{4}}]^{-}. Isso o torna relativamente fraco (pKa ~ 9,2).
    • Alguns ácidos poliprotônicos (ex.: \mathrm{H_{3}PO_{4}}, \mathrm{H_{4}P_{2}O_{7}}) têm diferentes pKa para cada próton; ao comparar “força” normalmente usamos o primeiro pKa (o primeiro próton removido).
  5. Uso prático: a acidez é comumente medida pelo pKa — quanto menor o \mathrm{p}K_{a}, mais forte o ácido. Vou citar pKa aproximados (valores experimentais conhecidos) para orientar a ordenação. Não é preciso decorar muitos números na prova, mas entender tendências: mais O e maior oxidação → ácido mais forte; ligação H–X mais fraca → ácido mais forte; ressonância estabiliza a base conjugada → ácido mais forte; boratos e cianeto são fracos.

Passo 3

Vou listar cada ácido com seu nome e comentar brevemente a razão da sua força (aqui uso pKa aproximado para ficar concreto — todos os números em notação \mathrm{p}K_{a} aproximada):
  1. \mathrm{HClO} — nome: ácido hipocloroso. Comentário: é um oxiácido com apenas um oxigênio ligado ao Cl no grupo ativo; não muito ácido. \mathrm{p}K_{a}\approx 7,5.
  2. \mathrm{H_{2}SO_{3}} — nome: ácido sulfuroso. Comentário: oxiácido do enxofre com oxidação intermediária; razoavelmente ácido no primeiro próton. \mathrm{p}K_{a1}\approx 1,8.
  3. \mathrm{HCN} — nome: ácido cianídrico (ou ácido hidrociânico). Comentário: ácido fraco, base conjugada \mathrm{CN^{-}} é bem estável como nucleófilo, mas pKa alto. \mathrm{p}K_{a}\approx 9,2.
  4. \mathrm{H_{2}S} — nome: ácido sulfídrico (ou sulfeto de hidrogênio, ou ácido sulfídrico). Comentário: ácido binário; relativamente fraco em água. \mathrm{p}K_{a1}\approx 7,0.
  5. \mathrm{H_{2}SO_{4}} — nome: ácido sulfúrico. Comentário: ácido diprótico muito forte; o primeiro próton é fortemente ácido (dissociação praticamente completa). \mathrm{p}K_{a1}\ll 0 (aprox. -3 para referência do primeiro pKa).
  6. \mathrm{H_{3}PO_{4}} — nome: ácido fosfórico. Comentário: ácido triprótico; primeiro pKa moderado. \mathrm{p}K_{a1}\approx 2,15.
  7. \mathrm{H_{4}P_{2}O_{7}} — nome: ácido pirofosfórico (ou ácido difosfórico). Comentário: ácido poliprótico; o primeiro próton é mais ácido que o primeiro próton do ácido fosfórico por efeito indutivo/eletronegativo do grupo -\mathrm{P(O)(OH)_{2}}. \mathrm{p}K_{a1}\approx 0,85.
  8. \mathrm{H_{3}BO_{3}} — nome: ácido bórico. Comentário: age como ácido de Lewis (aceita par de elétrons da água); pouco ácido como doador de prótons. \mathrm{p}K_{a}\approx 9,24.
  9. \mathrm{CH_{3}COOH} — nome: ácido acético. Comentário: carboxílico típico; base conjugada estabilizada por ressonância. \mathrm{p}K_{a}\approx 4,76.
  10. \mathrm{HCl} — nome: ácido clorídrico. Comentário: ácido binário forte (dissociação praticamente completa em água). \mathrm{p}K_{a} muito negativo (indicando ácido forte).
  11. \mathrm{HF} — nome: ácido fluorídrico. Comentário: embora F seja muito eletronegativo, a ligação H–F é muito forte e a acidez em água é moderada comparada a outros halogenetos; HF é mais fraco que \mathrm{HCl}. \mathrm{p}K_{a}\approx 3,17.
  12. \mathrm{H_{2}MnO_{4}} — nome: ácido manganico (fórmula refere‑se ao ácido correspondente ao ânion \mathrm{MnO_{4}^{2-}}, i.e., manganato). Comentário: é um oxiácido de um metal de alta oxidação; tende a ser relativamente forte (mais forte que ácidos oxiácidos com menos oxigênios). Valores experimentais diretos são raros porque esses ácidos são instáveis, mas a tendência é que seja bem ácido (primeiro pKa provavelmente pequeno, positivo ou até negativo, indicando força comparável a ácidos minerais fortes).
Obs.: os \mathrm{p}K_{a} que dei são valores aproximados conhecidos na literatura para que possamos comparar quantitativamente. O importante na prova é justificar por tendências (nº de O, oxidação, ressonância, tipo H–X).

Passo 4

Agora vou comparar pares e explicar por que um é mais forte que outro — isso ajuda a montar a ordem. Vou sempre usar a regra “menor \mathrm{p}K_{a} = ácido mais forte”:
  • Entre \mathrm{H_{3}BO_{3}} ( \mathrm{p}K_{a}\approx 9,24) e \mathrm{HCN} ( \mathrm{p}K_{a}\approx 9,21): ambos são muito fracos; numericamente \mathrm{HCN} tem pKa ligeiramente menor, então é ligeiramente mais ácido que o ácido bórico. Motivo: borato requer coordenação de água (mecanismo de Lewis) para liberar próton efetivo, por isso é um pouco mais fraco.
  • \mathrm{HClO} ( \mathrm{p}K_{a}\approx 7,5) e \mathrm{H_{2}S} ( \mathrm{p}K_{a}\approx 7,0): \mathrm{H_{2}S} é ligeiramente mais ácido que \mathrm{HClO} pelo fato de que em \mathrm{HClO} o oxigênio liga o H e a carga negativa fica sobre Cl/O com menos estabilização; empiricamente o pKa de \mathrm{H_{2}S} (primeiro próton) é menor.
  • \mathrm{CH_{3}COOH} ( \mathrm{p}K_{a}\approx 4,76) versus \mathrm{HF} ( \mathrm{p}K_{a}\approx 3,17): \mathrm{HF} é mais ácido que o ácido acético (pKa menor) — apesar de HF não ser tão forte quanto \mathrm{HCl}, sua alta eletronegatividade confere um certo poder ácido em água.
  • Entre os oxiácidos: \mathrm{H_{3}PO_{4}} ( \mathrm{p}K_{a1}\approx 2,15) é menos ácido que \mathrm{H_{2}SO_{3}} ( \mathrm{p}K_{a1}\approx 1,8), que por sua vez é menos ácido que \mathrm{H_{4}P_{2}O_{7}} ( \mathrm{p}K_{a1}\approx 0,85). Razão: mais grupos fosfato/efeito indutivo no pirofosfórico tornará o primeiro próton mais ácido; enxofre com estado de oxidação alto (em \mathrm{H_{2}SO_{3}} não tanto quanto em \mathrm{H_{2}SO_{4}}) dá acidez intermediária.
  • Ácidos fortes chamados “fortes minerais” (dissociam praticamente 100%): \mathrm{HCl} e o primeiro próton de \mathrm{H_{2}SO_{4}}. Ambos são muito fortes; \mathrm{HCl} tem \mathrm{p}K_{a} muito negativo (indicando força extrema). O primeiro próton de \mathrm{H_{2}SO_{4}} também tem \mathrm{p}K_{a} muito negativo, mas tipicamente menos negativo que o de \mathrm{HCl}; assim, \mathrm{HCl} é tão forte ou mais forte que \mathrm{H_{2}SO_{4}} em termos do primeiro próton.
  • \mathrm{H_{2}MnO_{4}} (ácido manganato/manganico): é um oxiácido com vários oxigênios e centro metálico em alta oxidação; por tendência é bastante ácido, ficando entre os ácidos oxiácidos moderadamente fortes e os ácidos minerais muito fortes. Como valores são escassos (composto instável), posicionamos por tendência: mais forte que \mathrm{H_{4}P_{2}O_{7}} e que \mathrm{H_{2}SO_{3}}, mas geralmente menos forte que \mathrm{HCl} (ácido halídrico forte). Essa colocação é conservadora e segue a regra: mais O e alta oxidação → mais ácido.

Passo 5

Com todas as comparações justificadas, monto a ordem crescente de acidez (do menos ácido, maior \mathrm{p}K_{a}, para o mais ácido, menor \mathrm{p}K_{a}). Em cada caso eu já dei o nome; aqui listo primeiro o par fórmula — nome e, depois, a lista ordenada.
Mapeamento fórmula → nome (resumo rápido):
\mathrm{HClO} — ácido hipocloroso
\mathrm{H_{2}SO_{3}} — ácido sulfuroso
\mathrm{HCN} — ácido cianídrico (ácido hidrociânico)
\mathrm{H_{2}S} — ácido sulfídrico (hidrogenossulfeto)
\mathrm{H_{2}SO_{4}} — ácido sulfúrico
\mathrm{H_{3}PO_{4}} — ácido fosfórico
\mathrm{H_{4}P_{2}O_{7}} — ácido pirofosfórico (difosfórico)
\mathrm{H_{3}BO_{3}} — ácido bórico
\mathrm{CH_{3}COOH} — ácido acético
\mathrm{HCl} — ácido clorídrico
\mathrm{HF} — ácido fluorídrico
\mathrm{H_{2}MnO_{4}} — ácido manganico / ácido do ânion manganato (ácido manganato)

Passo 6

Ordem final (crescente de acidez — do mais fraco para o mais forte), com uma linha única para facilitar checagem rápida:
\mathrm{H_{3}BO_{3}} < \mathrm{HCN} < \mathrm{HClO} < \mathrm{H_{2}S} < \mathrm{CH_{3}COOH} < \mathrm{HF} < \mathrm{H_{3}PO_{4}} < \mathrm{H_{2}SO_{3}} < \mathrm{H_{4}P_{2}O_{7}} < \mathrm{H_{2}MnO_{4}} < \mathrm{HCl} < \mathrm{H_{2}SO_{4}}

Resposta

\mathrm{HClO} — ácido hipocloroso
\mathrm{H_{2}SO_{3}} — ácido sulfuroso
\mathrm{HCN} — ácido cianídrico (hidrociânico)
\mathrm{H_{2}S} — ácido sulfídrico
\mathrm{H_{2}SO_{4}} — ácido sulfúrico
\mathrm{H_{3}PO_{4}} — ácido fosfórico
\mathrm{H_{4}P_{2}O_{7}} — ácido pirofosfórico (difosfórico)
\mathrm{H_{3}BO_{3}} — ácido bórico
\mathrm{CH_{3}COOH} — ácido acético
\mathrm{HCl} — ácido clorídrico
\mathrm{HF} — ácido fluorídrico
\mathrm{H_{2}MnO_{4}} — ácido manganico
\mathrm{H_{3}BO_{3}} < \mathrm{HCN} < \mathrm{HClO} < \mathrm{H_{2}S} < \mathrm{CH_{3}COOH} < \mathrm{HF} < \mathrm{H_{3}PO_{4}} < \mathrm{H_{2}SO_{3}} < \mathrm{H_{4}P_{2}O_{7}} < \mathrm{H_{2}MnO_{4}} < \mathrm{HCl} < \mathrm{H_{2}SO_{4}}

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