Questão 4. Espécies químicas de caráter ácido ou básico são atuantes em diversos meios químicos, participando de reações em meio aquoso, alcoólico ou amoniacal, por exemplo.
Escreva as espécies químicas
e
em ordem crescente da basicidade de Brönsted.
Escreva as espécies químicas
Passo 1
O enunciado pede para ordenar as espécies químicas
,
e
em ordem crescente da basicidade de Brönsted.
Informações dadas: as três espécies aniónicas listadas são potenciais aceitadoras de próton (bases de Brönsted). A tarefa é apenas comparar a força dessas bases e escrever a ordem do menor para o maior poder de aceitar próton.
Informações dadas: as três espécies aniónicas listadas são potenciais aceitadoras de próton (bases de Brönsted). A tarefa é apenas comparar a força dessas bases e escrever a ordem do menor para o maior poder de aceitar próton.
Passo 2
Como vou comparar a basicidade: em química ácido–base (em meios comuns, tipicamente aquoso) a maneira prática de comparar forças das bases é usar a acidez de suas bases conjugadas. Para uma base
a sua base conjugada (após protonação) é
. A regra útil é:
- Quanto maior o valor de
, mais fraca é a tendência de ceder próton — logo mais forte é a base em água.
Vou, portanto, identificar as bases conjugadas de cada espécie e usar seus valores de(em água) como medida comparativa.
Passo 3
Identificar as bases conjugadas e apresentar valores de
(valores aproximados em água):
- Para
a base conjugada é . Temos . - Para
a base conjugada é . Temos . - Para
a base conjugada é . Temos .
Esses números são aproximações conhecidas para soluções aquosas e servem para comparar forças relativas.
Passo 4
Interpretação dos
: como explicado, base mais forte ⇐⇒
da sua conjugada mais alta. Ordenando os
que listamos:
Portanto, em termos de basicidade crescente (do mais fraco para o mais forte) a ordem será:
Passo 5
Explicação físico-química (por que essa ordem faz sentido):
-
é o mais fraco em água apesar de ser muito eletronegativo (o que, em princípio, poderia fazê-lo “querer” um próton). A razão prática é que é muito pequeno e é fortemente solvado por moléculas de água (ligações H—F…H). Essa solvatação estabiliza e torna menos disponível o par de elétrons para aceitar um próton — reduzindo sua basicidade efetiva em água. -
tem menor solvação específica que (e sua conjugada, água, tem bem maior que ), portanto é uma base mais forte que em água. -
(íon amida) é uma base muito forte: sua conjugada é um ácido extremamente fraco (alto ), logo tem grande afinidade por prótons. Além disso, é menos estabilizado por solvação em água do que , e a diferença eletronegatividade N vs O/F e geometria molecular também fazem com que retenha mais fortemente o par de elétrons e aceite próton com facilidade. Por isso é o mais básico entre os três.
Passo 6
Um comentário prático e motivador: se a comparação fosse em fase gasosa as tendências mudariam (lá a solvatação não atua), mas em provas e problemas de química de meio aquoso a comparação por
das conjugadas é o caminho correto e rápido. Você já tem a regra prática: maior
da conjugada → base mais forte.