Vários ácidos estão listados aqui com suas respectivas constantes de equilíbrio:
\begin{aligned} \mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{5} \mathrm{OH}(\mathrm{aq})+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\ell) \rightleftarrows \mathrm{H}_{3} \mathrm{O}^{+}(\mathrm{aq})+\mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{5} \mathrm{O}^{-}(\mathrm{aq}) \\\ K_{\mathrm{a}}=1,3 \times 10^{-10} \\\ \mathrm{HCO}_{2} \mathrm{H}(\mathrm{aq})+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\ell) \rightleftarrows \mathrm{H}_{3} \mathrm{O}^{+}(\mathrm{aq})+\mathrm{HCO}_{2}{ }^{-}(\mathrm{aq}) \\\ K_{\mathrm{a}}=1,8 \times 10^{-4} \\\ \mathrm{HC}_{2} \mathrm{O}_{4}{ }^{-}(\mathrm{aq})+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\ell) \rightleftarrows \mathrm{H}_{3} \mathrm{O}^{+}(\mathrm{aq})+\mathrm{C}_{2} \mathrm{O}_{4}{ }^{2-}(\mathrm{aq}) \\\ K_{\mathrm{a}}=6,4 \times 10^{-5} \end{aligned}
(a) Qual é o ácido mais forte? Qual é o ácido mais fraco?
(b) Qual ácido tem a base conjugada mais fraca?
(c) Qual ácido tem a base conjugada mais forte?

Passo 1

O enunciado nos dá três ácidos com suas constantes de ionização K_a: \mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{5}\mathrm{OH} com K_a=1,3\times10^{-10}, \mathrm{HCO}_{2}\mathrm{H} com K_a=1,8\times10^{-4} e \mathrm{HC}_{2}\mathrm{O}_{4}^{-} com K_a=6,4\times10^{-5}.
O conteúdo aqui é comparação de forças ácida e básica. Para resolver:
– usamos que ácido mais forte tem maior K_a;
– a base conjugada tem K_b = \dfrac{K_w}{K_a}, logo ácido mais forte gera base conjugada mais fraca e vice-versa.

Passo 2

Comparamos as constantes de ionização para identificar o ácido mais forte e o mais fraco.
Os valores são, em ordem decrescente: 1{,}8\times10^{-4} > 6{,}4\times10^{-5} > 1{,}3\times10^{-10}.
Portanto, o ácido mais forte é \mathrm{HCO}_{2}\mathrm{H} e o ácido mais fraco é \mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{5}\mathrm{OH}.

Passo 3

Para a força da base conjugada usamos
K_b = \frac{K_w}{K_a}
com K_w=10^{-14}.
Quanto maior K_a, menor K_b (base conjugada mais fraca); quanto menor K_a, maior K_b (base conjugada mais forte).
Assim:
– a base conjugada mais fraca vem do ácido de maior K_a, ou seja, de \mathrm{HCO}_{2}\mathrm{H}.
– a base conjugada mais forte vem do ácido de menor K_a, ou seja, de \mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{5}\mathrm{OH}.

Resposta

(a) ácido mais forte: \mathrm{HCO}_{2}\mathrm{H}; ácido mais fraco: \mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{5}\mathrm{OH}.
(b) ácido com base conjugada mais fraca: \mathrm{HCO}_{2}\mathrm{H}.
(c) ácido com base conjugada mais forte: \mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{5}\mathrm{OH}.

Exercícios relacionados