Preveja a basicidade relativa dos seguintes grupos. (a) - \mathrm{OH},{ }^{-} \mathrm{SH}; (b) - \mathrm{PH}_{2},{ }^{-} \mathrm{SH}; (c) \mathrm{HOSO}_{2}{ }^{-} \mathrm{e} \mathrm{HOSO}_{3}{ }^{-}. Prediga a acidez relativa dos ácidos conjugados.

Passo 1

O enunciado nos pede para comparar a força básica de dois pares de ânions e, em seguida, prever a acidez dos seus ácidos conjugados. O critério que vamos usar é o de Brønsted–Lowry:
  • Uma base mais forte tem o seu ácido conjugado mais fraco, ou seja, tem pKa maior.
  • Para comparar dois ânions A^- e B^-, basta comparar os pKa de seus ácidos conjugados HA e HB: quem tiver o pKa maior corresponde à base mais forte.

Passo 2

(a) Comparação entre \mathrm{OH}^- e \mathrm{SH}^-.
  1. O ácido conjugado de \mathrm{OH}^- é \mathrm{H_2O} com \mathrm{p}K_a\approx15{,}7.
  2. O ácido conjugado de \mathrm{SH}^- é \mathrm{H_2S} com \mathrm{p}K_a_1\approx7{,}0.
    Como 15{,}7>7{,}0, \mathrm{OH}^- é base mais forte que \mathrm{SH}^-.

Passo 3

Da comparação de (a) segue a acidez dos ácidos conjugados:
  • \mathrm{H_2S} (pKa \approx 7,0) é mais ácido que \mathrm{H_2O} (pKa \approx 15,7).

Passo 4

(b) Comparação entre \mathrm{PH_2}^- e \mathrm{SH}^-.
  1. Ácido conjugado de \mathrm{PH_2}^- é \mathrm{PH_3} com \mathrm{p}K_a\approx27.
  2. Ácido conjugado de \mathrm{SH}^- é \mathrm{H_2S} com \mathrm{p}K_a_1\approx7{,}0.
    Como 27>7{,}0, \mathrm{PH_2}^- é base mais forte que \mathrm{SH}^-.

Passo 5

Da comparação de (b) segue a acidez dos ácidos conjugados:
  • \mathrm{H_2S} (pKa \approx 7,0) é mais ácido que \mathrm{PH_3} (pKa \approx 27).

Passo 6

(c) Comparação entre \mathrm{HSO_3}^- (ou \mathrm{HOSO_2}^-) e \mathrm{HSO_4}^- (ou \mathrm{HOSO_3}^-).
  1. Ácido conjugado de \mathrm{HSO_3}^- é \mathrm{H_2SO_3} com \mathrm{p}K_a_1\approx1{,}9.
  2. Ácido conjugado de \mathrm{HSO_4}^- é \mathrm{H_2SO_4} com \mathrm{p}K_a_1\approx-3.
    Como 1{,}9 > -3, \mathrm{HSO_3}^- é base mais forte que \mathrm{HSO_4}^-.

Passo 7

Da comparação de (c) segue a acidez dos ácidos conjugados:
  • \mathrm{H_2SO_4} (pKa ≃ −3) é muito mais ácido que \mathrm{H_2SO_3} (pKa \approx 1,9).

Resposta

(a) \mathrm{OH}^-\,>\,\mathrm{SH}^-. Ácido mais forte: \mathrm{H_2S}>\mathrm{H_2O}.
(b) \mathrm{PH_2}^-\,>\,\mathrm{SH}^-. Ácido mais forte: \mathrm{H_2S}>\mathrm{PH_3}.
(c) \mathrm{HSO_3}^-\,>\,\mathrm{HSO_4}^-. Ácido mais forte: \mathrm{H_2SO_4}>\mathrm{H_2SO_3}.

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