Utilize o conceito de ácidos duros e macios e estabeleça em que direção deve se deslocar a reação representada abaixo.
\left[\mathrm{Pt}\left(\mathrm{NH}_{3}\right)_{4}\right]^{2+}+\left[\mathrm{Ni}\left(\mathrm{PH}_{3}\right)_{4}\right]^{2+} \rightleftharpoons\left[\mathrm{Ni}\left(\mathrm{NH}_{3}\right)_{4}\right]^{2+}+\left[\mathrm{Pt}\left(\mathrm{PH}_{3}\right)_{4}\right]^{2+}

Passo 1

O enunciado pede que eu use o conceito de ácidos duros e macios para determinar em que direção deve se deslocar a reação
\left[\mathrm{Pt}\left(\mathrm{NH}_{3}\right)_{4}\right]^{2+}+\left[\mathrm{Ni}\left(\mathrm{PH}_{3}\right)_{4}\right]^{2+} \rightleftharpoons\left[\mathrm{Ni}\left(\mathrm{NH}_{3}\right)_{4}\right]^{2+}+\left[\mathrm{Pt}\left(\mathrm{PH}_{3}\right)_{4}\right]^{2+}.
Informações dadas que vou usar explicitamente:
\left[\mathrm{Pt}\left(\mathrm{NH}_{3}\right)_{4}\right]^{2+},\quad \left[\mathrm{Ni}\left(\mathrm{PH}_{3}\right)_{4}\right]^{2+},\quad \left[\mathrm{Ni}\left(\mathrm{NH}_{3}\right)_{4}\right]^{2+},\quad \left[\mathrm{Pt}\left(\mathrm{PH}_{3}\right)_{4}\right]^{2+}.
A pergunta é: para que lado (direita ou esquerda) o equilíbrio se desloca, usando HSAB (ácidos e bases duros e macios)?

Passo 2

Explicando o conceito HSAB de forma clara e didática (a “aula” rápida):
  • HSAB significa Hard and Soft Acids and Bases (ácidos e bases duros e macios). É uma regra qualitativa para prever quais interações ácido–base serão mais estáveis.
  • Regra central: ácidos duros preferem bases duras; ácidos macios preferem bases macias. Essa combinação dá ligações mais fortes e, portanto, espécies mais estáveis.
  • O que é “duro” ou “macio”? Intuitivamente:
    • Duro: íons/espécies pequenos, com alta densidade de carga, pouco polarizáveis (ex.: \mathrm{H}^+, \mathrm{Na}^+, \mathrm{F}^-). Ligação tende a ser mais iônica.
    • Macio: átomos maiores, mais polarizáveis, menor densidade de carga (ex.: \mathrm{Ag}^+, \mathrm{I}^-, ligantes com fósforo ou enxofre). Ligação tende a ter caráter covalente maior.
  • Porque funciona: a sobreposição orbital e polarizabilidade são melhores quando os parceiros têm características similares, reduzindo energia do sistema.

Passo 3

Classificando os ligantes da reação (a parte mais prática que você fará na prova):
  • \mathrm{NH}_3: nitrogênio é pequeno, relativamente pouco polarizável; \mathrm{NH}_3 é considerado uma base relativamente “dura” (ou pelo menos mais dura que bases fosfina). Então classifico \mathrm{NH}_3 como base dura.
  • \mathrm{PH}_3: fósforo é maior e mais polarizável que nitrogênio; \mathrm{PH}_3 é uma base mais “macia” (mais polarizável). Então \mathrm{PH}_3 é uma base macia.
    Exemplos para fixar: \mathrm{F}^- (duro), \mathrm{I}^- (macio); \mathrm{NH}_3 ~ duro, \mathrm{PR}_3 ~ macio.

Passo 4

Classificando os cátions metálicos (a outra parte crucial):
  • \mathrm{Pt}^{2+}: platina é um metal pesado de 5d; seus cátions são bem polarizáveis e normalmente comportam-se como ácidos macios (Pt é um típico metal “mole” / macio). Portanto \mathrm{Pt}^{2+} é ácido macio.
  • \mathrm{Ni}^{2+}: níquel é um metal 3d, menor e menos polarizável que Pt; tende a ser mais “duro” (ou pelo menos mais duro que \mathrm{Pt}^{2+}). Assim \mathrm{Ni}^{2+} é um ácido relativamente mais duro / borderline-duro comparado a \mathrm{Pt}^{2+}.
    Raciocínio: metais mais pesados e com orbitais d mais difusos (5d) são mais macios; metais 3d, mais compactos, são mais duros.

Passo 5

Agora combinamos as classificações para ver quais pares são preferenciais:
  • Lado esquerdo temos: \mathrm{Pt}^{2+} ligado a \mathrm{NH}_3 (ácido macio + base dura) → emparelhamento desfavorável pelo critério HSAB.
  • Também no lado esquerdo: \mathrm{Ni}^{2+} ligado a \mathrm{PH}_3 (ácido mais duro + base macia) → também emparelhamento desfavorável.
  • Lado direito temos: \mathrm{Ni}^{2+} com \mathrm{NH}_3 (ácido relativamente mais duro + base dura) → emparelhamento favorável (hard–hard).
  • E \mathrm{Pt}^{2+} com \mathrm{PH}_3 (ácido macio + base macia) → emparelhamento favorável (soft–soft).
    Portanto, as duas uniões no lado direito são mais consistentes com a regra HSAB e, juntas, tornam os complexos do lado direito termodinamicamente mais estáveis do que os do lado esquerdo.

Passo 6

Interpretação energética (intuitiva) e conclusão:
  • Quando emparelhamos corretamente (hard–hard e soft–soft), a energia de ligação típica é mais baixa (sistema mais estável), logo a reação que forma esses pares favoráveis será espontânea no sentido termodinâmico.
  • Assim, a troca de ligantes que leva a formar \left[\mathrm{Ni}\left(\mathrm{NH}_{3}\right)_{4}\right]^{2+} e \left[\mathrm{Pt}\left(\mathrm{PH}_{3}\right)_{4}\right]^{2+} é favorecida.
  • Observação prática: não calculei energias numéricas (isso exigiria dados experimentais), mas a previsão qualitativa pelo princípio HSAB é clara e costuma funcionar bem para estas trocas de ligante entre metais 3d e 5d com NH _3 e PH _3.

Resposta

A reação desloca-se para a direita, formando \left[\mathrm{Ni}\left(\mathrm{NH}_{3}\right)_{4}\right]^{2+} e \left[\mathrm{Pt}\left(\mathrm{PH}_{3}\right)_{4}\right]^{2+}.

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