4- ( 1,5 pontos) Superácidos são conhecidos como muito mais fortes que o ácido sulfúrico
e são obtidos a partir da junção do ácido de Bronsted-Lowry com um ácido de Lewis. Supondo que o ácido fluorídrico (HF) fosse utilizado como ácido de Bronsted-Lowry, qual das 3 substâncias a seguir optaria para utilizar como ácido de Lewis: o ácido trifluoroacético (
), o trifluoreto de boro (
) ou trifluoreto de fósforo
? Para variar justifique sua escolha.
Passo 1
O enunciado fala de superácidos, que são combinações de um ácido de Bronsted-Lowry com um ácido de Lewis e têm acidez muito maior que o ácido sulfúrico 100 %. Aqui vamos usar o ácido de Bronsted-Lowry HF e escolher entre três candidatos o melhor ácido de Lewis:
,
ou
.
Passo 2
Para ser um bom ácido de Lewis, a substância precisa aceitar um par de elétrons.
• é um ácido de Bronsted (doa prótons) e não tem orbital vazio para receber elétrons, logo não é ácido de Lewis forte.
• embora tenha átomos de fósforo com orbitais disponíveis, na prática o fósforo doa seu par de elétrons (age como base de Lewis) e não aceita pares.
• tem o boro com apenas seis elétrons na camada de valência, ficando com um orbital vazio; por isso é um clássico ácido de Lewis muito forte, pois aceita um par de qualquer doador.
•
•
•
Passo 3
Quando misturamos HF com
, o
captura o íon fluoreto, formando o ânion
e liberando um próton livre muito “puro” (H
), o que resulta num superácido (fluorobórico). Esse equilíbrio maximiza a concentração de H
livre, aumentando fortemente a acidez.
Resposta
O ácido de Lewis escolhido é o trifluoreto de boro,
.