Preveja qual membro de cada par produz a solução aquosa mais ácida:
\mathrm{Fe}^{2+} ou \mathrm{Fe}^{3+}

Passo 1

O enunciado pede para comparar a acidez de soluções aquosas de \mathrm{Fe}^{2+} e de \mathrm{Fe}^{3+}. O conteúdo aqui é a hidrólise ácida de cátions metálicos: quanto maior a carga e menor o raio do íon, maior a polarização da molécula de água ligante e maior a liberação de prótons.

Passo 2

Cada próton ligado à esfera de solvação do cátion pode ser liberado conforme a reação de hidrólise
\mathrm{[M(H_2O)_6]^{n+}} + H_2O \rightleftharpoons \mathrm{[M(H_2O)_5(OH)]^{(n-1)+}} + H_3O^+
No caso de \mathrm{Fe}^{2+} e \mathrm{Fe}^{3+}, temos respectivamente
\mathrm{[Fe(H_2O)_6]^{2+}} + H_2O \rightleftharpoons \mathrm{[Fe(H_2O)_5(OH)]^{+}} + H_3O^+
\mathrm{[Fe(H_2O)_6]^{3+}} + H_2O \rightleftharpoons \mathrm{[Fe(H_2O)_5(OH)]^{2+}} + H_3O^+

Passo 3

Como \mathrm{Fe}^{3+} tem maior carga e praticamente o mesmo raio de coordenação de \mathrm{Fe}^{2+}, a densidade de carga é muito maior em \mathrm{Fe}^{3+}. Isso faz com que ele polarize com mais intensidade as moléculas de água, facilitando a liberação de \mathrm{H^+} e aumentando a acidez da solução.

Resposta

A solução de \mathrm{Fe}^{3+} é mais ácida do que a solução de \mathrm{Fe}^{2+}.

Exercícios relacionados