Considere a reação ácido-base hipotética descrita a seguir e considerando que os valores de pKa do acetileno e da água são 26 e 16, respectivamente, responda as perguntas abaixo.
(a) Qual o ácido mais forte: acetileno
ou água?
(b) Qual a base mais forte:
ou
?
c) Com base nas respostas anteriores, você espera que essa reação hipotética ocorra no sentido indicado ou no sentido inverso? Por que?
(b) Qual a base mais forte:
c) Com base nas respostas anteriores, você espera que essa reação hipotética ocorra no sentido indicado ou no sentido inverso? Por que?
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada nesse exercício de ácido-base. A gente vai trabalhar com o pKa do acetileno (C₂H₂) que é 26 e o pKa da água que é 16. O que isso significa é que estamos lidando com química de ácidos e bases, especificamente analisando a força desses ácidos e bases para entender como eles reagem entre si. Vamos precisar entender o que é pKa, como ele se relaciona com a força de um ácido ou base, e como aplicar isso para responder às perguntas.
Passo 2
Pergunta (a): Qual o ácido mais forte: acetileno (C₂H₂) ou água?
Primeiro, vamos entender o que é pKa. O pKa é uma medida que indica a força de um ácido. Quanto menor o pKa, mais forte é o ácido. Isso porque um ácido com pKa baixo libera prótons (H⁺) mais facilmente.
- pKa do acetileno (C₂H₂) = 26
- pKa da água (H₂O) = 16
Comparando os valores:
- 16 (água) < 26 (acetileno)
Isso significa que a água tem um pKa menor e, portanto, é um ácido mais forte que o acetileno.
Passo 3
Pergunta (b): Qual a base mais forte: HC≡C⁻ ou OH⁻?
Agora, vamos falar sobre bases. A força de uma base está relacionada à sua capacidade de aceitar prótons. Uma base mais forte é aquela que aceita prótons mais facilmente.
Uma maneira de relacionar a força das bases é olhar para as forças dos ácidos conjugados. A regra é: quanto mais forte o ácido conjugado, mais fraca é a base.
- Ácido conjugado de HC≡C⁻ é o acetileno (pKa = 26)
- Ácido conjugado de OH⁻ é a água (pKa = 16)
Como a água é um ácido mais forte (pKa menor), a base conjugada, que é OH⁻, é mais fraca que a base conjugada de acetileno, que é HC≡C⁻.
Portanto, HC≡C⁻ é uma base mais forte que OH⁻.
Passo 4
Pergunta ©: Com base nas respostas anteriores, você espera que essa reação hipotética ocorra no sentido indicado ou no sentido inverso? Por que?
Na reação dada:
Analisando:
- Ácido mais forte: água (pKa = 16) > acetileno (pKa = 26)
- Base mais forte: HC≡C⁻ > OH⁻
De acordo com o princípio de Lewis, a reação tende a formar os produtos mais estáveis, ou seja, formar a base mais forte e o ácido mais forte possível. Aqui, a formação de HC≡C⁻ (base mais forte) e H₂O (ácido mais forte) favorece o sentido indicado da reação.
Resposta
(a) A água é o ácido mais forte que o acetileno.
(b) HC≡C⁻ é a base mais forte que OH⁻.
© Espera-se que a reação ocorra no sentido indicado, pois forma a base mais forte (HC≡C⁻) e o ácido mais forte (H₂O).