Selecione o composto com a característica desejada e justifique sua escolha:
Qual é a base mais forte: BaO ou CaO ?
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
e
e justificar a escolha.
Informações dadas: os dois compostos a comparar são (óxido de bário) e
(óxido de cálcio). Não há outros dados numéricos fornecidos.
Informações dadas: os dois compostos a comparar são
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
na solução aquosa ou que aceita prótons
. Para óxidos metálicos simples como
e
, o comportamento em água é reativo — eles formam hidróxidos que liberam
. 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):
Ambos os produtos
e
são bases que liberam
em solução. A “força” da base, na prática, depende de quanto
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
se protona formando . Para que muitos 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
), ao descer o grupo (íons maiores), espera-se que o hidróxido seja mais solúvel e, portanto, forneça mais na água — resultando em uma base aquosa “mais forte” na prática.
Passo 5
Aplicando os conceitos a
e
:
- O íon
é significativamente maior do que . Em palavras simples: é mais espaçoso, então os íons no cristal de ou de ficam menos firmemente presos (energia de rede menor) do que no cristal de . - Consequência prática:
é mais solúvel em água do que (isto é um fato experimental e é coerente com a tendência química do grupo 2). Mais solubilidade significa mais disponível na solução saturada. - Logo, quando colocados em água, soluções de
(que formam ) tendem a produzir uma concentração maior de do que soluções de (que formam ) 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:
. Portanto
(que forma
) produz uma base mais forte em solução aquosa do que
.
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
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.