Baseado nas propriedades estruturais, eletronegatividade e grau de ionização, discuta sobre a acidez nos seguintes oxiácidos:
e
. Em seguida, determine p pKa e coloque em ordem crescente de força ácida.
Passo 1
Vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos que discutir a acidez de alguns oxiácidos específicos:
,
,
,
,
e
. Para isso, vamos analisar propriedades como a estrutura molecular, eletronegatividade e grau de ionização. Depois, vamos determinar os valores de
desses ácidos e organizá-los em ordem crescente de força ácida. Vamos precisar entender um pouco sobre como essas propriedades influenciam a acidez.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é acidez em termos de ácidos oxiácidos. A acidez de um ácido depende de quão facilmente ele pode doar um próton (
). Essa facilidade é influenciada por fatores como a eletronegatividade do elemento central, a presença de oxigênios que estabilizam a carga negativa após a doação do próton, e a estrutura geral da molécula.
Passo 3
Vamos falar sobre eletronegatividade. Átomos mais eletronegativos puxam os elétrons mais fortemente, o que ajuda a estabilizar a carga negativa que fica no ânion após a perda do próton. Então, quanto mais eletronegativo for o átomo central do oxiácido, mais forte será o ácido.
Passo 4
Outro ponto importante é o grau de ionização. Isso se refere à extensão em que o ácido se ioniza em solução. Ácidos que se ionizam completamente são considerados fortes, enquanto os que se ionizam parcialmente são fracos.
Passo 5
Agora, vamos aplicar essas ideias aos nossos oxiácidos:
-
(ácido nítrico): Possui um nitrogênio altamente eletronegativo com três oxigênios ligados, estabilizando bem o ânion após a ionização. -
(ácido fosfórico): O fósforo é menos eletronegativo que o nitrogênio e tem quatro oxigênios ligados, mas a estrutura ainda permite uma boa estabilização do ânion. -
(ácido sulfúrico): O enxofre é mais eletronegativo que fósforo, com quatro oxigênios, o que aumenta a acidez comparado ao ácido fosfórico. -
(ácido cloroso): O cloro é bastante eletronegativo e com dois oxigênios ligados, proporcionando uma boa estabilização do ânion. -
(ácido clórico): Com três oxigênios, a estabilidade do ânion aumenta em relação ao ácido cloroso, tornando-o mais ácido. -
(ácido perclórico): Possui quatro oxigênios, o que maximiza a eletronegatividade e a estabilização do ânion, fazendo dele o mais forte ácido da lista.
Passo 6
Agora, vamos listar os valores de
para cada um desses ácidos (menor
significa ácido mais forte):
-
: -
: -
: Primeiro (considerado um ácido forte) -
: -
: -
:
Passo 7
Com base nos valores de
, vamos organizar os ácidos em ordem crescente de força ácida (do menos forte ao mais forte):
-
( ) -
( ) -
( ) -
( ) -
( ) -
( )
Resposta
A ordem crescente de força ácida dos oxiácidos analisados é:
Os respectivos valores de
são aproximadamente 2.1, 1.96, -1, -1.4, -3 e -10.
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Escreva a equação química que representa a entalpia padrão de formação da substância
.
Explique como ocorre a interação ácido-base quando o íon
interage com uma base de Lewis forte (ex.
) ou com base fraca (ex:
).