Questão 1 - (i) Para os reagentes a seguir escreva as fórmulas das bases e dos ácidos conjugados (a)
(b)
, (c)
, (d)
, (e) HCOOH (ácido fórmico), (f)
. ( 6,0 pontos)
(ii) Para as seguintes moléculas e íons indique os números de oxidação dos átomos sublinhados: (a)
, (b)
, (c)
, (d)
. ( 4,0 pontos)
(ii) Para as seguintes moléculas e íons indique os números de oxidação dos átomos sublinhados: (a)
Passo 1
O enunciado pede duas coisas separadas:
(i) Para cada um dos reagentes listados devo escrever a fórmula da sua base conjugada e da sua ácido conjugado. Os reagentes dados são:
- (a)
- (b)
(assumirei que a notação “ ” era para indicar a carga ; se tinha outra intenção, essa diferença muda os resultados) - (c)
- (d)
- (e)
(ácido fórmico) - (f)
Para cada um desses devo dar duas fórmulas: a da base conjugada (espécie que resulta da perda de um próton,
) e a da ácido conjugado (espécie que resulta da adição de um próton,
).
(ii) Para as seguintes espécies devo indicar o número de oxidação do átomo sublinhado. Como o enunciado não marcou quais átomos estão sublinhados, vou assumir que são os átomos centrais/metálicos em cada fórmula:
- (a) o
em - (b) o
em - (c) o
em - (d) o
em
Passo 2
Breve aula: o que é base/ácido conjugado e como obter a fórmula rapidamente.
-
Conceito (Brønsted–Lowry): um ácido é uma espécie que pode doar um próton
; sua base conjugada é o que sobra depois da doação. Uma base é uma espécie que pode aceitar um próton; seu ácido conjugado é o que resulta após aceitar . -
Regra prática para fórmulas:
- Para obter a base conjugada de uma espécie, “remova” um
: isso diminui a carga formal em uma unidade (porque se retira uma carga positiva, a espécie fica um grau mais negativa). - Para obter o ácido conjugado, “adicione” um
: isso aumenta a carga formal em uma unidade (fica um grau mais positiva). - Se a espécie já é carregada, ajuste a carga ao adicionar/remover
. - Exemplo rápido: de
(neutro), removendo fica (base conjugada); adicionando ficaria (ácido conjugado hipotético).
- Para obter a base conjugada de uma espécie, “remova” um
Passo 3
Resolvendo (i)(a): reagente
.
- Começando:
é neutro (ácido fraco nitroso). - Base conjugada: remover
dá . Justificativa: retirar um próton de deixa a partícula com carga negativa, escrita . - Ácido conjugado: adicionar
dá . Observação: essa espécie existe conceitualmente (íon protonado), embora não seja comumente isolada em química cotidiana.
Passo 4
Resolvendo (i)(b): reagente assumido
(íon hidrogenofosfato).
- Começando:
tem carga . - Base conjugada: remover
dá . Explicação: ao perder um próton a carga diminui em uma unidade positiva, passando de para . - Ácido conjugado: adicionar
dá . Explicação: ao ganhar um próton a carga aumenta em +1 (de para ).
Passo 5
Resolvendo (i)(c): reagente
.
- Começando:
é o ácido sulfídrico (dihidrossulfeto não é termo usual — é ácido). - Base conjugada: remover um próton dá
(íon hidrogenosulfeto). Remover o segundo próton daria . - Ácido conjugado: adicionar
dá (íon protonado; conceitual).
Passo 6
Resolvendo (i)(d): reagente
(íon carbonato).
- Começando:
já é uma base (carbonato). - Base conjugada: remover
dá (espécie fortemente carregada, conceitual). - Ácido conjugado: adicionar
dá (íon bicarbonato / hidrogenocarbonato), que é a forma protonada mais comum do carbonato.
Passo 7
Resolvendo (i)(e): reagente
(ácido fórmico).
- Começando:
é um ácido orgânico (neutro). - Base conjugada: remover
do grupo carboxílico dá (formiato). - Ácido conjugado: adicionar
dá (íon protonado do ácido fórmico, conceitual).
Passo 8
Resolvendo (i)(f): reagente
(íon di-hidrogenofosfato).
- Começando:
tem carga . - Base conjugada: remover
dá (hidrogenofosfato). - Ácido conjugado: adicionar
dá (ácido fosfórico, neutro).
Passo 9
Agora a parte (ii): como calcular números de oxidação — regras rápidas.
-
Regras principais usadas aqui:
- Para átomos em estado elementar o número de oxidação é
. - Para íons monoatômicos o número de oxidação é a carga do íon.
- Hidrogênio ligado a não metais costuma ter
; ligado a metais pode ser (casos especiais). - Oxigênio costuma ter
na maioria dos compostos (exceto em peróxidos onde é , ou ligados a flúor). - A soma algébrica dos números de oxidação dos átomos em uma espécie (molécula ou íon poliatômico) é igual à carga total da espécie.
- Para átomos em estado elementar o número de oxidação é
-
Método prático: chamo de
o número de oxidação do átomo procurado (o sublinhado), escrevo equação soma dos contribuições dos outros átomos (usando as regras acima) e igualo à carga total; resolvo para .
Passo 10
Calcular (ii)(a):
, número de oxidação do
.
- Aplicando regra: cada oxigênio é
. São dois oxigênios: contribuição total de oxigênio . - Soma deve igualar a carga da molécula, que é
(neutra). - Equação:
. - Resolvendo:
. - Conclusão: número de oxidação do
é .
Passo 11
Calcular (ii)(b):
, número de oxidação do
.
- Cada
costuma ter . São seis : contribuição . - Soma deve igualar a carga total do íon:
. - Equação:
. - Resolvendo:
. - Conclusão: número de oxidação do
é .
Passo 12
Calcular (ii)(c):
, número de oxidação do
.
- Hidrogênios ligados a não metais valem
cada: . - Oxigênios valem
cada: . - A molécula é neutra, soma deve ser
. - Equação:
. - Simplificando:
. - Conclusão: número de oxidação do
é .
Passo 13
Calcular (ii)(d):
, número de oxidação do
.
- Cada oxigênio
, quatro oxigênios totalizam . - Soma deve ser a carga total do íon:
. - Equação:
. - Resolving:
. - Conclusão: número de oxidação do
é .
Resposta
(i)(a) Base conjugada:
(i)(a) Ácido conjugado:
(i)(a) Ácido conjugado:
(i)(b) Base conjugada:
(i)(b) Ácido conjugado:
(i)(b) Ácido conjugado:
(i)(c) Base conjugada:
(e perda adicional:
)
(i)(c) Ácido conjugado:
(i)(c) Ácido conjugado:
(i)(d) Base conjugada:
(i)(d) Ácido conjugado:
(i)(d) Ácido conjugado:
(i)(e) Base conjugada:
(i)(e) Ácido conjugado:
(i)(e) Ácido conjugado:
(i)(f) Base conjugada:
(i)(f) Ácido conjugado:
(i)(f) Ácido conjugado:
(ii)(a) Número de oxidação do
em
:
(ii)(b) Número de oxidação do em
:
(ii)(c) Número de oxidação do em
:
(ii)(d) Número de oxidação do em
:
(ii)(b) Número de oxidação do
(ii)(c) Número de oxidação do
(ii)(d) Número de oxidação do