Baseado nas propriedades estruturais, eletronegatividade e grau de ionização, discuta sobre a acidez nos seguintes oxiácidos: HNO3 ; H3 PO4 ; H2 SO4 ; HClO2 HClO3 e HClO4. 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: HNO3, H3PO4, H2SO4, HClO2, HClO3 e HClO4. Para isso, vamos analisar propriedades como a estrutura molecular, eletronegatividade e grau de ionização. Depois, vamos determinar os valores de pKa 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 ( H^+). 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:
  1. HNO3 (ácido nítrico): Possui um nitrogênio altamente eletronegativo com três oxigênios ligados, estabilizando bem o ânion após a ionização.
  2. H3PO4 (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.
  3. H2SO4 (ácido sulfúrico): O enxofre é mais eletronegativo que fósforo, com quatro oxigênios, o que aumenta a acidez comparado ao ácido fosfórico.
  4. HClO2 (ácido cloroso): O cloro é bastante eletronegativo e com dois oxigênios ligados, proporcionando uma boa estabilização do ânion.
  5. HClO3 (ácido clórico): Com três oxigênios, a estabilidade do ânion aumenta em relação ao ácido cloroso, tornando-o mais ácido.
  6. HClO4 (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 pKa para cada um desses ácidos (menor pKa significa ácido mais forte):
  • HNO3: pKa approx -1.4
  • H3PO4: pKa approx 2.1
  • H2SO4: Primeiro pKa approx -3 (considerado um ácido forte)
  • HClO2: pKa approx 1.96
  • HClO3: pKa approx -1
  • HClO4: pKa approx -10

Passo 7

Com base nos valores de pKa, vamos organizar os ácidos em ordem crescente de força ácida (do menos forte ao mais forte):
  1. H3PO4 ( pKa approx 2.1)
  2. HClO2 ( pKa approx 1.96)
  3. HClO3 ( pKa approx -1)
  4. HNO3 ( pKa approx -1.4)
  5. H2SO4 ( pKa approx -3)
  6. HClO4 ( pKa approx -10)

Resposta

A ordem crescente de força ácida dos oxiácidos analisados é:
H3PO4 < HClO2 < HClO3 < HNO3 < H2SO4 < HClO4
Os respectivos valores de pKa são aproximadamente 2.1, 1.96, -1, -1.4, -3 e -10.

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