6.5 A seguinte reação pode ser conduzida como uma titulação em \mathrm{BrF}_{5} líquido:
2 \mathrm{Cs}[]^{-}+[]^{+}\left[\mathrm{Sb}_{2} \mathrm{~F}_{11}\right]^{-} \rightarrow 3 \mathrm{BrF}_{5}+2 \mathrm{CsSbF}_{6}
a. Os íons entre parênteses contêm bromo e flúor. Preencha as fórmulas mais prováveis desses íons.
b. Quais são os grupos de pontos do cátion e e do ânion identificados na parte a?
c. O cátion na parte (a) está servindo como um ácido ou uma base?

Passo 1

O enunciado dá a reação de titulação em Br F_{5} líquido
2\,\mathrm{Cs}[]^{-} + []^{+}[\mathrm{Sb}_{2}\mathrm{F}_{11}]^{-} \longrightarrow 3\,\mathrm{BrF}_{5} + 2\,\mathrm{CsSbF}_{6}
e pede a identificação dos íons contendo Br e F em \mathrm{Cs}[]^{-} e em []^{+}[\mathrm{Sb}_{2}\mathrm{F}_{11}]^{-}, seus grupos pontuais e o caráter ácido ou básico do cátion.

Passo 2

Ao dissolver \mathrm{CsF} em \mathrm{BrF}_{5} forma-se o ânion hexafluorobromato(V):
\mathrm{F}^{-} + \mathrm{BrF}_{5} \longrightarrow [\mathrm{BrF}_{6}]^{-}
Logo o ânion em \mathrm{Cs}[]^{-} é [\mathrm{BrF}_{6}]^{-}.

Passo 3

Para gerar o cátion que se liga a [\mathrm{Sb}_{2}\mathrm{F}_{11}]^{-} equacione a conservação de Br e F na reação global. Se \mathrm{Cs}[\mathrm{BrF}_{6}] fornece 2 Br e 12 F, e [\mathrm{Sb}_{2}\mathrm{F}_{11}]^{-} traz 11 F, o total de F à esquerda é
2\cdot6 + s + 11 = 27 \quad\Longrightarrow\quad s = 4.
Para Br: 2\cdot1 + r = 3 r=1. Portanto o cátion é [\mathrm{BrF}_{4}]^{+}.

Passo 4

Aplicando VSEPR:
  • [\mathrm{BrF}_{6}]^{-} tem 6 pares ligantes e 0 lone pairs \to geometria octaédrica \to grupo pontual O_{h}.
  • [\mathrm{BrF}_{4}]^{+} tem 4 pares ligantes e 1 lone pair \to geometria eletrônica trigonal bipiramidal, forma molecular “seesaw” \to grupo pontual C_{2v}.

Passo 5

O cátion [\mathrm{BrF}_{4}]^{+} é deficiente em elétrons (carga positiva) e aceita pares de elétrons, atuando como um ácido de Lewis.

Resposta

a. [\mathrm{BrF}_{6}]^{-} e [\mathrm{BrF}_{4}]^{+}.
b. Anião [\mathrm{BrF}_{6}]^{-}: O_{h}; cátion [\mathrm{BrF}_{4}]^{+}: C_{2v}.
c. O cátion [\mathrm{BrF}_{4}]^{+} atua como ácido (de Lewis).

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