- (Funções Inorgânicas) Dê os nomes e preveja a força dos seguintes ácidos; coloque em ordem crescente de acidez:
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:
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.
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Para ácidos oxiácidos do tipo
(ou seja, ácidos com O e um elemento central ): a acidez aumenta quando - o elemento
tem maior número de oxidações (mais oxigênios ligados a ) — os elétrons ficam mais retirados do grupo por efeito indutivo, estabilizando o ânion formado; e - o elemento
é mais eletronegativo (maior capacidade de estabilizar carga negativa).
Exemplo:(um oxiácido com pouca contribuição indutiva) é mais fraco que ácidos com mais O ligados ao átomo central.
- o elemento
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Para ácidos binários
(sem oxigênio): - A acidez aumenta quando a ligação H–X é mais fraca (normalmente indo para baixo do grupo na tabela periódica) e quando
é mais eletronegativo (melhor estabilizador da carga negativa no ânion).
Exemplo:tem ligação muito forte (H–F muito polar e curta), então não é tão forte em água quanto ; é um ácido forte (dissocia quase totalmente).
- A acidez aumenta quando a ligação H–X é mais fraca (normalmente indo para baixo do grupo na tabela periódica) e quando
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Para ácidos carboxílicos e orgânicos simples (ex.:
): - A estabilidade da base conjugada (ressonância, efeitos indutivos de grupos substituintes) determina a acidez.
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é moderado porque a base conjugada é ressonante (estabilizada).
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Casos especiais:
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(ácido bórico) NÃO é um ácido protônico típico que doa via . Ele age como um ácido de Lewis: aceita um par de elétrons da água formando . Isso o torna relativamente fraco (pKa ~ 9,2). - Alguns ácidos poliprotônicos (ex.:
) têm diferentes pKa para cada próton; ao comparar “força” normalmente usamos o primeiro pKa (o primeiro próton removido).
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Uso prático: a acidez é comumente medida pelo pKa — quanto menor o
, 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
aproximada):
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— nome: ácido hipocloroso. Comentário: é um oxiácido com apenas um oxigênio ligado ao Cl no grupo ativo; não muito ácido. -
— nome: ácido sulfuroso. Comentário: oxiácido do enxofre com oxidação intermediária; razoavelmente ácido no primeiro próton. -
— nome: ácido cianídrico (ou ácido hidrociânico). Comentário: ácido fraco, base conjugada é bem estável como nucleófilo, mas pKa alto. -
— nome: ácido sulfídrico (ou sulfeto de hidrogênio, ou ácido sulfídrico). Comentário: ácido binário; relativamente fraco em água. -
— nome: ácido sulfúrico. Comentário: ácido diprótico muito forte; o primeiro próton é fortemente ácido (dissociação praticamente completa). (aprox. para referência do primeiro pKa). -
— nome: ácido fosfórico. Comentário: ácido triprótico; primeiro pKa moderado. -
— 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 . -
— nome: ácido bórico. Comentário: age como ácido de Lewis (aceita par de elétrons da água); pouco ácido como doador de prótons. -
— nome: ácido acético. Comentário: carboxílico típico; base conjugada estabilizada por ressonância. -
— nome: ácido clorídrico. Comentário: ácido binário forte (dissociação praticamente completa em água). muito negativo (indicando ácido forte). -
— 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 . -
— nome: ácido manganico (fórmula refere‑se ao ácido correspondente ao ânion , 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
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
= ácido mais forte”:
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Entre
( ) e ( ): ambos são muito fracos; numericamente 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. -
( ) e ( ): é ligeiramente mais ácido que pelo fato de que em o oxigênio liga o H e a carga negativa fica sobre Cl/O com menos estabilização; empiricamente o pKa de (primeiro próton) é menor. -
( ) versus ( ): é mais ácido que o ácido acético (pKa menor) — apesar de HF não ser tão forte quanto , sua alta eletronegatividade confere um certo poder ácido em água. -
Entre os oxiácidos:
( ) é menos ácido que ( ), que por sua vez é menos ácido que ( ). Razão: mais grupos fosfato/efeito indutivo no pirofosfórico tornará o primeiro próton mais ácido; enxofre com estado de oxidação alto (em não tanto quanto em ) dá acidez intermediária. -
Ácidos fortes chamados “fortes minerais” (dissociam praticamente 100%):
e o primeiro próton de . Ambos são muito fortes; tem muito negativo (indicando força extrema). O primeiro próton de também tem muito negativo, mas tipicamente menos negativo que o de ; assim, é tão forte ou mais forte que em termos do primeiro próton. -
(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 e que , mas geralmente menos forte que (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
, para o mais ácido, menor
). 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):
— ácido hipocloroso
— ácido sulfuroso
— ácido cianídrico (ácido hidrociânico)
— ácido sulfídrico (hidrogenossulfeto)
— ácido sulfúrico
— ácido fosfórico
— ácido pirofosfórico (difosfórico)
— ácido bórico
— ácido acético
— ácido clorídrico
— ácido fluorídrico
— 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: