9- ( 1,5 ponto) Responda as seguintes perguntas referentes ao alumínio:
Por que soluções de cloreto de alumínio são fortemente ácidas?
Por que soluções de cloreto de alumínio são fortemente ácidas?
Passo 1
O enunciado pede para explicar por que soluções de cloreto de alumínio são fortemente ácidas. Informações implícitas que vamos usar:
- O soluto é cloreto de alumínio,
. - A solução é aquosa (em água).
- A pergunta é sobre a causa da acidez observada na solução.
Passo 2
Primeiro passo químico óbvio: o sal se dissocia em água. Ao dissolver
em água ocorre:
Aqui o ânion
é um ânion da base conjugada de um ácido forte (
), portanto atua basicamente como um espectador e não torna a solução básica. A atenção fica com o cátion
.
Passo 3
O íon
em água não fica “livre”: ele coordena moléculas de água formando um complexo hexaaqua:
Explicando devagar: o alumínio é pequeno e tem carga
. Isso gera uma densidade de carga alta (muito carga positiva numa pequena região), por isso atrai fortemente as nuvens eletrônicas do oxigênio da água. O resultado é que as moléculas de água ligadas ao
ficam bastante polarizadas.
Passo 4
Água polarizada ligada a
perde facilidade o próton. Em linguagem prática: o ião metal complexado tira elétrons da ligação O–H, enfraquecendo essa ligação e facilitando a liberação de
. O equilíbrio de hidrólise pode ser escrito como
Cada passo de hidrólise gera íons protonados (
), ou seja, aumenta a concentração de prótons livres na solução e, portanto, baixa o pH (solução ácida). Podem ocorrer equilibria adicionais com formação de espécies como
e eventualmente
dependendo do pH, mas a etapa inicial já explica a acidificação.
Passo 5
Por que isso é “forte” comparado, por exemplo, a sais de cátions monovalentes? A força da hidrólise de um cátion depende muito da razão carga/raio do cátion:
- Cátions pequenos e com alta carga (como
, ) polarizam fortemente as moléculas de água ligadas e promovem hidrólise significativa. - Cátions grandes ou com baixa carga (como
, ) praticamente não hidrolisam, então não acidificam a solução.
Logo, a alta carga () e o pequeno raio do explicam sua capacidade de produzir pela hidrólise.
Passo 6
Resumo do mecanismo em linguagem de prova (curto e objetivo): ao dissolver
forma-se
que se hidrata formando
. Esse complexo é suficientemente polarizante para que moléculas de água ligadas liberem prótons segundo a reação de hidrólise, gerando
e tornando a solução ácida. O
não neutraliza esse efeito porque é apenas um espectador (base conjugada de um ácido forte).
Resposta
Porque o cátion
se hidrata formando
, cujo alto caráter polarizante enfraquece as ligações O–H das águas coordenadas; essas águas se desprotonam (hidrólise), liberando
(
) e deixando a solução fortemente ácida.