Selecione o composto com a característica desejada e justifique sua escolha:
Qual é a base mais forte: BaO ou CaO ?

Passo 1

O que o enunciado pede: escolher qual composto é a base mais forte entre \mathrm{BaO} e \mathrm{CaO} e justificar a escolha.
Informações dadas: os dois compostos a comparar são \mathrm{BaO} (óxido de bário) e \mathrm{CaO} (óxido de cálcio). Não há outros dados numéricos fornecidos.

Passo 2

O que significa “base” aqui (definição prática que usamos na prova): uma base, no sentido de Arrhenius/Brønsted, é uma espécie que aumenta a concentração de íons hidroxila \mathrm{OH^-} na solução aquosa ou que aceita prótons \mathrm{H^+}. Para óxidos metálicos simples como \mathrm{BaO} e \mathrm{CaO}, o comportamento em água é reativo — eles formam hidróxidos que liberam \mathrm{OH^-}. Essa reação é a que determina a “força básica” observada em solução.

Passo 3

Escrevendo as reações relevantes (isso mostra como cada óxido gera base em água):
\mathrm{BaO} + \mathrm{H_2O} \longrightarrow \mathrm{Ba(OH)_2}
\mathrm{CaO} + \mathrm{H_2O} \longrightarrow \mathrm{Ca(OH)_2}
Ambos os produtos \mathrm{Ba(OH)_2} e \mathrm{Ca(OH)_2} são bases que liberam \mathrm{OH^-} em solução. A “força” da base, na prática, depende de quanto \mathrm{OH^-} fica disponível na solução aquosa — ou seja, da solubilidade do hidróxido formado e do grau de dissociação.

Passo 4

Fatores químicos que controlam a basicidade dos óxidos metálicos (explicação passo a passo, didática):
  • Quando o óxido reage com água, o óxido \mathrm{O^{2-}} se protona formando \mathrm{OH^-}. Para que muitos \mathrm{OH^-} apareçam na solução, o sal resultante (o hidróxido) precisa se dissolver e dissociar.
  • A solubilidade de um hidróxido iônico depende de dois grandes termos contrabalanceantes: a energia de rede (lattice energy) do sólido e a energia de hidratação dos íons. Energia de rede é a energia que mantém os íons juntos no cristal; quanto maior essa energia (em módulo), mais difícil dissolver o sólido. Energia de hidratação é a energia liberada ao cercar os íons pela água; quanto maior, mais favorável dissolver.
  • O tamanho do cátion influencia fortemente a energia de rede: cátions maiores produzem energia de rede menor (porque as cargas estão mais separadas), o que facilita a separação íon-íon e, portanto, aumenta a solubilidade do hidróxido.
  • Assim, para uma mesma família (mesma carga \mathrm{M^{2+}}), ao descer o grupo (íons maiores), espera-se que o hidróxido seja mais solúvel e, portanto, forneça mais \mathrm{OH^-} na água — resultando em uma base aquosa “mais forte” na prática.

Passo 5

Aplicando os conceitos a \mathrm{Ba^{2+}} e \mathrm{Ca^{2+}}:
  • O íon \mathrm{Ba^{2+}} é significativamente maior do que \mathrm{Ca^{2+}}. Em palavras simples: \mathrm{Ba^{2+}} é mais espaçoso, então os íons no cristal de \mathrm{BaO} ou de \mathrm{Ba(OH)_2} ficam menos firmemente presos (energia de rede menor) do que no cristal de \mathrm{Ca(OH)_2}.
  • Consequência prática: \mathrm{Ba(OH)_2} é mais solúvel em água do que \mathrm{Ca(OH)_2} (isto é um fato experimental e é coerente com a tendência química do grupo 2). Mais solubilidade significa mais \mathrm{OH^-} disponível na solução saturada.
  • Logo, quando colocados em água, soluções de \mathrm{BaO} (que formam \mathrm{Ba(OH)_2}) tendem a produzir uma concentração maior de \mathrm{OH^-} do que soluções de \mathrm{CaO} (que formam \mathrm{Ca(OH)_2}) nas mesmas condições.

Passo 6

Resumo da comparação e regra geral (fato útil para prova): para os óxidos/hidróxidos dos metais alcalino-terrosos (grupo 2), a basicidade em água aumenta ao descer o grupo: \mathrm{Mg(OH)_2} < \mathrm{Ca(OH)_2} < \mathrm{Sr(OH)_2} < \mathrm{Ba(OH)_2}. Portanto \mathrm{BaO} (que forma \mathrm{Ba(OH)_2}) produz uma base mais forte em solução aquosa do que \mathrm{CaO}.

Passo 7

Possíveis dúvidas rápidas (resposta a objeções comuns, breve e prática):
  • “Mas ambos são bases fortes porque os hidróxidos são fortemente iônicos?” — Verdade, mas a diferença prática vem da solubilidade: se um hidróxido é pouco solúvel, a solução fornecerá menos \mathrm{OH^-} mesmo que, onde dissolvido, dissocie praticamente por completo.
  • “E se eu comparar amostras sólidas, sem água?” — A noção de “força básica” normalmente refere-se ao comportamento em solução aquosa; sem água a discussão muda (basicidade de óxidos em reações não-aquosas etc.), mas para provas e química geral a comparação acima é a relevante.

Resposta

\mathrm{BaO}

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