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

Passo 1

O enunciado pede para comparar qual cátion, \mathrm{Al}^{3+} ou \mathrm{Ga}^{3+}, gera a solução aquosa mais ácida. Vamos usar o conceito de hidrólise de cátions metálicos e a relação entre acidez e densidade de carga iônica.

Passo 2

Em água, um cátion trivalente M^{3+} sofre hidrólise parcial segundo a reação
M^{3+} + H_{2}O \;\rightleftharpoons\; M(OH)^{2+} + H^{+}
A formação de H^{+} torna a solução ácida.

Passo 3

A extensão da hidrólise (e, portanto, a acidez da solução) cresce com a densidade de carga do cátion, que pode ser medida pela razão \dfrac{z}{r}, onde z é a carga e r o raio iônico. Como ambos têm z=3, quem tiver menor r terá maior densidade de carga e, logo, hidrólise mais intensa.

Passo 4

Descendo o grupo 13, o raio iônico aumenta. Portanto
r(\mathrm{Ga}^{3+}) \;>\; r(\mathrm{Al}^{3+})
Logo \mathrm{Al}^{3+} tem maior densidade de carga e hidrolisa-se com mais facilidade, produzindo mais H^{+}.

Resposta

\mathrm{Al}^{3+}

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