Questão 2: O pKa para o HClO (ácido hipocloroso) é 7,53 e o do \mathrm{HClO}_{2} (ácido cloroso) é 2,00. Conceitue ácido e base segundo a teoria de Bronsted-Lowry. Escreva as equações químicas que representam a ionização de cada um desses ácidos em água ( \mathrm{H}_{2} \mathrm{O} ). Com base nos valores de pKa fornecidos, identifique qual dos dois ácidos é o mais forte. Justifique sua resposta explicando a relação entre o pKa e a força do ácido. (2,0)

Passo 1

O enunciado nos fornece os valores de \mathrm{p}K_a para \mathrm{HClO} (7,53) e para \mathrm{HClO}_2 (2,00). Ele pede que a gente:
  • Conceitue ácido e base segundo a teoria de Bronsted-Lowry.
  • Escreva as equações de ionização de cada ácido em água \mathrm{H_2O}.
  • Identifique, com base nos \mathrm{p}K_a dados, qual é o ácido mais forte e justifique a relação entre \mathrm{p}K_a e força ácida.

Passo 2

Segundo a teoria de Bronsted-Lowry, um ácido é toda espécie química capaz de doar um próton \mathrm{H}^+ a outra substância, e uma base é toda espécie capaz de aceitar esse próton. Ou seja, em solução aquosa:
  • O ácido transfere \mathrm{H}^+ para
  • A base que recebe esse \mathrm{H}^+.

Passo 3

As equações de ionização em água mostram o ácido doando um próton para uma molécula de água, formando o cátion \mathrm{H_3O}^+ e o ânion conjugado do ácido:
\mathrm{HClO} + \mathrm{H_2O} \;\rightleftharpoons\; \mathrm{ClO}^- + \mathrm{H_3O}^+
\mathrm{HClO}_2 + \mathrm{H_2O} \;\rightleftharpoons\; \mathrm{ClO}_2^- + \mathrm{H_3O}^+

Passo 4

A força de um ácido em água está inversamente relacionada ao seu \mathrm{p}K_a: quanto menor o valor de \mathrm{p}K_a, maior é a constante de ionização K_a e, portanto, mais completo é o processo de doação de próton, indicando um ácido mais forte. Aqui temos:
  • \mathrm{p}K_a(\mathrm{HClO}) = 7,53
  • \mathrm{p}K_a(\mathrm{HClO}_2) = 2,00
Como 2{,}00 < 7{,}53, o ácido cloroso \mathrm{HClO}_2 tem K_a muito maior que o do ácido hipocloroso e, logo, é o mais forte.

Resposta

O ácido cloroso \mathrm{HClO}_2 é o mais forte, pois seu \mathrm{p}K_a 2{,}00 é menor que o do \mathrm{HClO} 7{,}53, e valores menores de \mathrm{p}K_a correspondem a ácidos mais fortes.

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