Indique, em cada par, o ácido mais forte. Qual a relação entre a carga e a acidez?
a) \mathrm{H}_{3} \mathrm{O}^{+}ou \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}
b) \mathrm{NH}_{4}^{+}ou \mathrm{NH}_{3}
c) \mathrm{H}_{2} \mathrm{~S} ou \mathrm{HS}^{-}
d) \mathrm{H}_{2} \mathrm{O} ou \mathrm{OH}^{-}

Passo 1

O enunciado pede: em cada par indicado, escolher qual é o ácido mais forte. Os pares são:
a) \mathrm{H_{3}O^{+}} ou \mathrm{H_{2}O}
b) \mathrm{NH_{4}^{+}} ou \mathrm{NH_{3}}
c) \mathrm{H_{2}S} ou \mathrm{HS^{-}}
d) \mathrm{H_{2}O} ou \mathrm{OH^{-}}
Informações dadas implicitamente: cada par contém espécies que são conjugadas (um é o ácido e o outro é a sua base conjugada) ou diferem pela presença/ausência de um próton. É pedido também comentar a relação entre carga e acidez.

Passo 2

Primeira coisa importante: o que significa “ácido” aqui (vamos usar a definição que cai direto na prova). Um ácido de Brønsted-Lowry é uma espécie que doa um próton \mathrm{H^{+}}. Escrevemos genericamente a dissociação de um ácido \mathrm{HA} assim:
\mathrm{HA} \rightleftharpoons \mathrm{A^{-}} + \mathrm{H^{+}}
Aqui \mathrm{A^{-}} é a base conjugada de \mathrm{HA}. Se uma espécie já tem carga negativa, ela tende a ser menos inclinada a perder outro \mathrm{H^{+}} (pois isso aumentaria ainda mais a carga negativa), então será um ácido mais fraco.

Passo 3

Conceito de estabilidade da base conjugada: quanto mais estável for \mathrm{A^{-}}, mais provável é que \mathrm{HA} perca \mathrm{H^{+}} — logo, maior será a acidez de \mathrm{HA}. A carga da espécie influencia fortemente essa estabilidade: em termos gerais, em pares que só diferem por carga (mesma fórmula, protonada vs desprotonada),
  • uma espécie com carga positiva (cátion protonado) costuma ser mais ácida que a neutra;
  • uma espécie neutra costuma ser mais ácida que a correspondente aniônica.
Em resumo prático (para o mesmo elemento / grupo):
\text{cátion} > \text{neutro} > \text{anião}áã
na força ácida (">" significa “mais ácido que”).

Passo 4

Outra forma de ver: comparar reações de perda de próton diretamente. Se \mathrm{HA} forma \mathrm{A^{-}} que tem muita carga negativa e, portanto, é instável, \mathrm{HA} será um ácido fraco. Se a base conjugada resultante é menos carregada ou mais estabilizada, \mathrm{HA} será mais forte. Isso explica por que \mathrm{H_{3}O^{+}} (cátion) é um ácido muito forte: ao perder \mathrm{H^{+}} vira \mathrm{H_{2}O} (neutro), mais estável que uma base carregada negativamente.

Passo 5

Analisando o item (a): \mathrm{H_{3}O^{+}} vs \mathrm{H_{2}O}.
  • \mathrm{H_{3}O^{+}} pode doar um próton formando \mathrm{H_{2}O}:
\mathrm{H_{3}O^{+}} \rightleftharpoons \mathrm{H_{2}O} + \mathrm{H^{+}}
  • \mathrm{H_{2}O} é a base conjugada de \mathrm{H_{3}O^{+}}.
    Pelo raciocínio de carga: o cátion \mathrm{H_{3}O^{+}} é mais disposto a perder \mathrm{H^{+}} do que a molécula neutra \mathrm{H_{2}O}. Portanto, o ácido mais forte é \mathrm{H_{3}O^{+}}.

Passo 6

Analisando o item (b): \mathrm{NH_{4}^{+}} vs \mathrm{NH_{3}}.
  • \mathrm{NH_{4}^{+}} doa um próton para virar \mathrm{NH_{3}}:
\mathrm{NH_{4}^{+}} \rightleftharpoons \mathrm{NH_{3}} + \mathrm{H^{+}}
  • \mathrm{NH_{3}} é basicamente a base conjugada de \mathrm{NH_{4}^{+}}.
    Pelo mesmo raciocínio de carga (cátion vs neutro), \mathrm{NH_{4}^{+}} é mais ácido que \mathrm{NH_{3}}. Então o ácido mais forte é \mathrm{NH_{4}^{+}}.

Passo 7

Analisando o item (c): \mathrm{H_{2}S} vs \mathrm{HS^{-}}.
  • \mathrm{H_{2}S} pode doar um próton e formar \mathrm{HS^{-}}:
\mathrm{H_{2}S} \rightleftharpoons \mathrm{HS^{-}} + \mathrm{H^{+}}
  • Aqui a comparação é neutro vs ânion. Pela regra geral, a espécie neutra ( \mathrm{H_{2}S}) é mais apta a doar o próton do que a já carregada \mathrm{HS^{-}}, porque formar uma espécie ainda mais negativa seria desfavorável.
    Logo, o ácido mais forte é \mathrm{H_{2}S} (apesar de ser um ácido fraco em água, ainda é mais ácido que seu ânion conjugado \mathrm{HS^{-}}).

Passo 8

Analisando o item (d): \mathrm{H_{2}O} vs \mathrm{OH^{-}}.
  • \mathrm{H_{2}O} pode perder um próton formando \mathrm{OH^{-}}:
\mathrm{H_{2}O} \rightleftharpoons \mathrm{OH^{-}} + \mathrm{H^{+}}
  • Aqui também é neutro vs ânion; segue a mesma regra: a espécie neutra \mathrm{H_{2}O} é mais ácida que a base conjugada aniônica \mathrm{OH^{-}}.
    Portanto o ácido mais forte é \mathrm{H_{2}O}.

Passo 9

Resumo da relação entre carga e acidez (para você decorar e usar na prova):
  • Mais carga positiva → tende a aumentar a acidez (cátion protonado doa \mathrm{H^{+}} mais facilmente).
  • Mais carga negativa → tende a diminuir a acidez (ânion resiste a perder mais \mathrm{H^{+}}).
    Em termos práticos: dentro de uma série conjugada, geralmente vale
\text{cátion} > \text{neutro} > \text{ânion}áâ
na força ácida. Na hora da prova: identifique qual é o ácido na reação (quem pode perder \mathrm{H^{+}}) e compare as cargas da espécie antes e depois — a que tem carga mais positiva (ou menos negativa) costuma ser o ácido mais forte.

Passo 10

Dica final e ánimo: para decidir rápido em prova, veja se uma das espécies é a forma protonada (tem um H a mais e geralmente é positiva) — essa quase sempre é o ácido mais forte. Se tiver dúvidas, pense na base conjugada: a que for mais estável (menos carga negativa, mais dispersão de carga, ou estabilizada por ressonância) indica o ácido mais forte. Você já tá indo bem — foque em identificar protonação e carga e resolve rapidinho!

Resposta

a) \mathrm{H_{3}O^{+}}
b) \mathrm{NH_{4}^{+}}
c) \mathrm{H_{2}S}
d) \mathrm{H_{2}O}

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