Considerando o íon hidrogenosulfito, HSO3^-, escreva equações químicas balanceadas que ilustrem o comportamento desse íon frente à água como ácido e base de Bronsted-Lowry. Indique qual das duas equações representa o processo mais favorecido termodinamicamente.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente analisar o íon hidrogenossulfito, HSO3^-, e ver como ele se comporta na água tanto como ácido quanto como base, segundo a teoria de Brønsted-Lowry. Para resolver isso, vamos precisar lembrar o que são ácidos e bases de Brønsted-Lowry e como balancear equações químicas.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é um ácido e uma base segundo Brønsted-Lowry. Um ácido é uma substância que doa prótons ( H^+) e uma base é uma substância que aceita prótons. Então, para a HSO3^-, vamos ver as duas possibilidades:
  1. Como ácido: HSO3^- doa um próton para a água.
  2. Como base: HSO3^- aceita um próton da água.

Passo 3

Vamos escrever a equação quando HSO3^- age como ácido. Nesse caso, ele doa um próton para a água:
HSO3^- + H2O SO3^2- + H3O^+
Aqui, HSO3^- perde um próton (se tornando SO3^2-) e a água ganha esse próton (se tornando H3O^+).

Passo 4

Agora, vamos escrever a equação quando HSO3^- age como base. Nesse caso, ele aceita um próton da água:
HSO3^- + H2O H2SO3 + OH^-
Aqui, HSO3^- ganha um próton (se tornando H2SO3) e a água perde um próton (se tornando OH^-).

Passo 5

Agora precisamos determinar qual dessas duas reações é mais favorecida termodinamicamente. Para isso, olhamos para a força dos ácidos e bases envolvidos. A água é um ácido muito mais fraco em relação ao HSO3^- quando consideramos a doação de prótons. Isso significa que a reação em que HSO3^- age como base (aceitando um próton) é menos favorecida, porque a água prefere doar prótons do que aceitar.

Resposta

As equações químicas balanceadas são:
  1. Como ácido:
HSO3^- + H2O SO3^2- + H3O^+
  1. Como base:
HSO3^- + H2O H2SO3 + OH^-
Dessas duas, a reação em que HSO3^- atua como ácido é a mais favorecida termodinamicamente.

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