Compare a acidez dos seguintes ácidos e justifique sua resposta com base em efeitos eletrônicos e estruturais: HCl, H2 SO4, HNO3, HF, CH3 COOH, H2 CO3, H2 O, C6 H5 OH (fenol), NH4^+, e HCN . Explique como fatores como eletronegatividade, ressonância e polarizabilidade dos átomos afetam a força ácida de cada substância.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre a comparação da acidez de várias substâncias. A matéria envolvida aqui é a Química dos Ácidos e Bases, especificamente focando nos fatores que influenciam a força ácida. Para resolver, vamos precisar entender conceitos como eletronegatividade, ressonância e polarizabilidade, e como eles afetam a capacidade de um ácido doar prótons (H⁺).

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que a acidez de uma substância está relacionada com a sua capacidade de doar um próton (H⁺) e formar a base conjugada. Quanto mais estável for essa base conjugada, mais forte será o ácido. Então, queremos ver quais desses ácidos formam bases conjugadas mais estáveis.

Passo 3

Vamos analisar cada ácido individualmente, considerando os fatores mencionados:
  1. HCl (Ácido Clorídrico):
    • Eletronegatividade: O cloro é bastante eletronegativo, o que ajuda a estabilizar a carga negativa após a doação do próton.
    • Polarizabilidade: O ânion Cl⁻ é bastante polarizável, o que também contribui para a estabilidade.
  2. H₂SO₄ (Ácido Sulfúrico):
    • Possui dois prótons ionizáveis. A estabilização da base conjugada ocorre através da ressonância e da eletronegatividade do oxigênio ligado ao enxofre.
  3. HNO₃ (Ácido Nítrico):
    • A ressonância no ânion nitrato (NO₃⁻) estabiliza a carga, tornando-se um ácido forte.
  4. HF (Ácido Fluorídrico):
    • O flúor é extremamente eletronegativo, mas o H-F tem uma ligação forte, dificultando a doação do próton. Assim, apesar da alta eletronegatividade, o HF é menos ácido que outros ácidos fortes.
  5. CH₃COOH (Ácido Acético):
    • A presença de grupos metila que são doadores de elétrons diminui a acidez, mas a ressonância no ânion acetato (CH₃COO⁻) ainda estabiliza a base conjugada.
  6. H₂CO₃ (Ácido Carbônico):
    • Forma íons bicarbonato e carbonato com ressonância, mas é menos estável que ácidos mais fortes como HCl ou H₂SO₄.
  7. H₂O (Água):
    • Funciona como ácido fraco, formando íons hidroxila (OH⁻). A água é menos ácida comparada aos outros ácidos fortes mencionados.
  8. C₆H₅OH (Fenol):
    • A ressonância na estrutura aromática estabiliza o íon fenóxido, tornando o fenol mais ácido que a água, mas ainda menos que ácidos fortes como HCl.
  9. NH₄⁺ (Íon Amônio):
    • Atua como ácido doando um próton para formar NH₃. A estabilização é menor comparada aos ácidos mencionados anteriormente.
  10. HCN (Ácido Cianídrico):
    • Embora possua uma ligação C≡N altamente polarizada, o íon cianeto (CN⁻) é menos estabilizado pela ressonância, tornando o HCN um ácido fraco.

Passo 4

Agora, resumindo a análise, podemos classificar os ácidos do mais forte para o mais fraco com base na estabilidade das suas bases conjugadas e nos fatores eletrônicos e estruturais:
  1. H₂SO₄
  2. HCl
  3. HNO₃
  4. HF
  5. CH₃COOH
  6. H₂CO₃
  7. C₆H₅OH
  8. H₂O
  9. NH₄⁺
  10. HCN

Resposta

A ordem de acidez dos ácidos analisados, do mais forte para o mais fraco, é:
H₂SO₄ > HCl > HNO₃ > HF > CH₃COOH > H₂CO₃ > C₆H₅OH > H₂O > NH₄⁺ > HCN

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