Questão 1 ( 6,0 pontos) (Atenção: deixe todos os cálculos e resoluções explícitas na questão)
Indique, nas reações abaixo, as espécies que estão atuando como ácidos ou como bases, inclusive os pares ácido/base conjugados quando for o caso, e dê a justificativa adequada:
c. 1)
Ácido:
Ácido: (_Justificativa: (_Base: (_Justificativa: (_Quais são os ácidos conjugados das seguintes bases?
c.1)
c.2)
)
Indique, nas reações abaixo, as espécies que estão atuando como ácidos ou como bases, inclusive os pares ácido/base conjugados quando for o caso, e dê a justificativa adequada:
c. 1)
| c.1) |
|
|
| c.2) |
|
|
Passo 1
O enunciado pede o seguinte:
- Para a reação c.1:
, indique quais espécies atuam como ácido e como base, e justifique. - Para a reação c.2:
, indique quais espécies atuam como ácido e como base, e justifique. - Em seguida, para a tabela pedida, dê os ácidos conjugados das bases listadas:
- c.1) bases:
e - c.2) bases:
e
- c.1) bases:
Informações relevantes do enunciado: são reações sem transferência explícita de prótons na primeira e na segunda reação, e há pedido explícito de justificativa para a classificação ácido/base e de identificação dos ácidos conjugados das bases dadas.
Passo 2
Pequena “aula” sobre como decidir ácido/base aqui (sem pular etapas).
Existem três conceitos úteis. Vou explicar de forma direta e com exemplos, porque vamos escolher o adequado para cada reação.
Existem três conceitos úteis. Vou explicar de forma direta e com exemplos, porque vamos escolher o adequado para cada reação.
-
Conceito de Arrhenius (único para soluções aquosas): ácido produz
em água; base produz em água. Ex.: é Arrhenius-ácido porque libera em água. Este conceito não serve para reações sem água ou sem prótons envolvidos. -
Conceito de Brønsted–Lowry: ácido é doador de próton
; base é receptor de próton. Ex.: . Aqui há transferência de . Quando há troca de prótons, identificamos pares ácido/conjugado-base e base/conjugado-ácido. -
Conceito de Lewis (o mais geral para nossos casos): ácido de Lewis é aceitador de par de elétrons; base de Lewis é doador de par de elétrons. Ex.:
. Não precisa de prótons para aplicar este conceito. Quando não há transferência de (como precipitação ou formação de adutos), usamos Lewis.
Regra prática para estas questões: se a reação não envolve
trocado, use Lewis. Se envolve protonação/desprotonação, use Brønsted–Lowry e então indique pares conjugados.
Passo 3
Análise detalhada da reação c.1:
.
-
Observação inicial: não há transferência de prótons
entre as espécies; temos um cátion e ânions que se unem formando um sólido iônico/coordenação . Portanto o conceito apropriado é o de Lewis. -
Identificação dos papéis (explicando por quê):
- Base de Lewis: uma base de Lewis é uma espécie que doa um par de elétrons. O íon
tem pares de elétrons não ligantes (lone pairs) e carga negativa disponível para formar ligações com cátions. Assim doa densidade eletrônica para o átomo de chumbo. - Ácido de Lewis: uma espécie que aceita um par de elétrons. O cátion
é deficiente em elétrons e pode aceitar pares de elétrons dos iodetos, estabilizando-se através da formação de ligações iônicas/coordenação e, no macroscópico, precipitando como .
- Conclusão pra c.1:
- Ácido (de Lewis):
. - Base (de Lewis):
. - Pares ácido–base conjugados (Brønsted): não se aplicam aqui, pois não há transferência de prótons; portanto não há ácido/conjugado-base no sentido Brønsted–Lowry.
Passo 4
Mais detalhes didáticos sobre c.1 (para você usar na prova):
- Pense em
como “doando” um par de elétrons para o . Se estiver confortável com orbitais: o iodeto tem orbitais ocupados com elétrons; o chumbo tem orbitais vazios (ou orbitais de baixa ocupação) que podem aceitar elétrons. O resultado prático é atração eletrostática forte e formação do sólido. - Exemplo análogo simples:
. Aqui é ácido de Lewis e é base de Lewis.
Passo 5
Análise detalhada da reação c.2:
.
-
Observação inicial: novamente não há transferência explícita de
. Trata-se de formação de um aduto por ligação coordenada (ligação dativa) entre o nitrogênio e o enxofre. Portanto usamos Lewis. -
Estruturas e disponibilidade de pares:
-
: o átomo de nitrogênio tem um par de elétrons não ligantes (lone pair). Apesar de os fluoretos puxarem densidade (fluoros são eletronegativos), o par em N ainda existe e pode ser doado em condições apropriadas. -
: o enxofre em pode atuar como aceitador de par de elétrons (tem orbitais com capacidade de acomodar densidade eletrônica adicional — muitas vezes descrito como presença de orbitais vazios ou possibilidade de expandir sua nuvem eletrônica por ressonância). Portanto pode aceitar o par do nitrogênio, formando uma ligação coordenada .
- Identificação dos papéis:
- Base de Lewis:
(doa o par de elétrons do nitrogênio). - Ácido de Lewis:
(aceita o par de elétrons no enxofre). - Pares ácido–base conjugados (Brønsted): não se aplicam, pois não há prótons envolvidos.
- Observação prática: muitas aminas ou nitrogênio com lone pair formam adutos com óxidos de enxofre; a forma escrita
indica esse tipo de ligação coordenada.
Passo 6
Didática extra para c.2 (dicas para prova):
- Quando vir uma seta dativa escrita
ou a formação de um aduto sem , acenda o sinal “use Lewis”. - Se precisar justificar rapidamente: diga “espécie X doa par de elétrons (base de Lewis) porque tem lone pair; espécie Y aceita (ácido de Lewis) porque tem sítio disponível para receber elétrons (cátion, orbital vazio ou central eletrônico deficiente)”.
Passo 7
Agora a parte sobre ácidos conjugados das bases dadas. Lembrete didático: para Brønsted–Lowry, a definição é:
- Se
.
Ou seja, para obter o ácido conjugado de uma base, adicionamos um próton à base.
- Para
:
- Adicionando
: - Logo o ácido conjugado de
é .
- Para
:
- Adicionando
: - Logo o ácido conjugado de
é .
- Para
(ácido acético):
- Mesmo sendo normalmente um ácido, quimicamente ele pode atuar como base (aceitando um próton no oxigênio ou no oxigênio da carbonila), formando o cátion protonado:
- Portanto o ácido conjugado de
é .
- Para
:
- Se aceitarmos outro próton (teoricamente), teremos:
- Assim o ácido conjugado de
seria . Observação: essa espécie com carga é pouco comum/altamente instável, mas é o que a definição formal de conjugado exige (adicionar um próton).
Passo 8
Resumo rápido do raciocínio (pra decorar na hora da prova):
- Se não há
trocado, aplique Lewis: quem doa par = base; quem aceita par = ácido. - Se há
trocado, aplique Brønsted–Lowry e construa conjugados somando/removendo .
Resposta
c.1) Ácido:
c.1) Base:
c.1) Base:
c.2) Ácido:
c.2) Base:
c.2) Base:
Ácidos conjugados:
Ácidos conjugados:
Ácido conjugado:
Ácido conjugado:
Ácidos conjugados:
Ácido conjugado:
Ácido conjugado: