Qual membro dos seguintes pares é o ácido mais forte? Justifique a sua escolha. ((1,0))
(a) \left[\mathrm{Fe}\left(\mathrm{OH}_{2}\right)_{6}\right]^{3+} ou \left[\mathrm{Fe}\left(\mathrm{OH}_{2}\right)_{6}\right]^{2+}

Passo 1

O enunciado pede para comparar a força ácida de dois complexos aquosos de ferro, ou seja, qual deles doa próton(es) com mais facilidade. O conteúdo envolve equilíbrio de dissociação ácida de complexos metálicos hexaaqua e o efeito da carga do cátion na polarização da ligação O–H da água coordenada.

Passo 2

Escrevemos a reação de dissociação ácida genérica para cada complexo:
\left[\mathrm{Fe}(\mathrm{OH}_{2})_{6}\right]^{n+} + \mathrm{H}_2\mathrm{O} \rightleftharpoons \left[\mathrm{Fe}(\mathrm{OH}_{2})_{5}(\mathrm{OH})\right]^{(n-1)+} + \mathrm{H}_3\mathrm{O}^+
onde n=3 ou n=2. A constante de acidez \mathrm{K}_\mathrm{a} (e o correspondente \mathrm{p}K_\mathrm{a}) mede a facilidade de liberação de \mathrm{H}^+.

Passo 3

A força ácida de um complexo hexaaqua aumenta com a densidade de carga do metal central. Quanto maior a carga n, maior a polarização das ligações O–H na água coordenada, facilitando a saída de próton. Em termos práticos:
  • Para n=3: o cátion \mathrm{Fe}^{3+} polariza fortemente cada molécula de \mathrm{H}_2\mathrm{O}, resultando em \mathrm{p}K_\mathrm{a} baixo (cerca de 2);
  • Para n=2: o cátion \mathrm{Fe}^{2+} exerce polarização menor, levando a \mathrm{p}K_\mathrm{a} bem maior (cerca de 9–10).

Passo 4

Como \mathrm{p}K_\mathrm{a} menor significa ácido mais forte, o complexo de carga 3+ é o ácido mais forte do par dado.

Resposta

\left[\mathrm{Fe}(\mathrm{OH}_{2})_{6}\right]^{3+} é o ácido mais forte, pois sua maior densidade de carga polariza mais intensamente as ligações O–H da água coordenada, facilitando a liberação de \mathrm{H}^+.

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