Dentre os diferentes pares de compostos apresentados abaixo, indique qual é o ácido mais forte em meio aquoso? Justifique detalhadamente as suas respostas. (a) H2 O e H2 S (Teórica) (b) HNO2 e HNO3 (Teórica) © HClO3 e HClO4 (Teórica) (d) H2 CrO4 e HMnO4 (Teórica) (e) CH4 e SiH 4 (Teórica) (f) ClH2 CCOOH e H3 CCOOH (Teórica) (g) FH2 CCOOH e CIH 2 CCOOH (Teórica) (h) H2 SO4 e HSO4^--(Teórica) (i) H3 CCOOH(25,0^circ C) e H3 CCOOH(40^circ C) (Teórica)

Passo 1

Então, a gente tem um exercício de química que pede para a gente identificar qual ácido é mais forte em meio aquoso entre diferentes pares de compostos. O conteúdo principal aqui é a força dos ácidos e o que influencia essa força na água. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos como constante de dissociação ácida ( Ka), estrutura molecular, estabilidade da base conjugada e como fatores como eletronegatividade e tamanho do átomo afetam a força dos ácidos.

Passo 2

(a) H2O e H2S

Primeiro, vamos analisar a força dos ácidos água ( H2O) e sulfídrico ( H2S). A força de um ácido depende da facilidade com que ele perde um próton ( H^+). Isso está relacionado à estabilidade da base conjugada após a perda do próton.
A água ( H2O) é um ácido muito fraco, enquanto o sulfídrico ( H2S) é um ácido mais forte. Isso ocorre porque o enxofre em H2S é maior que o oxigênio em H2O, o que permite que a carga negativa seja melhor estabilizada após a doação do próton.

Passo 3

(b) HNO2 e HNO3

Aqui comparamos o ácido nitroso ( HNO2) com o ácido nítrico ( HNO3). O ácido nítrico é mais forte porque tem uma estrutura onde o oxigênio adicional melhora a estabilização da carga negativa após a dissociação. Além disso, HNO3 é um ácido totalmente dissociável, enquanto HNO2 não é tão completo na dissociação.

Passo 4

© HClO3 e HClO4

Comparando o ácido clórico ( HClO3) com o ácido perclórico ( HClO4), o perclórico é mais forte. Isso porque possui mais átomos de oxigênio ligadas ao cloro, o que aumenta a estabilização da base conjugada através do efeito de ressonância, tornando a perda do próton mais favorável.

Passo 5

(d) H2CrO4 e HMnO4

Aqui estamos olhando para o ácido dicrômico ( H2CrO4) versus o ácido permangânico ( HMnO4). O ácido permangânico é mais forte devido à maior eletronegatividade do manganês comparado ao cromo, o que estabiliza melhor a base conjugada após a perda do próton.

Passo 6

(e) CH4 e SiH4

Nesta comparação entre metano ( CH4) e silano ( SiH4), o metano é um ácido mais fraco. Na verdade, ambos são ácidos muito fracos, mas o silano é ligeiramente mais ácido devido ao átomo de silício ser maior que o carbono, o que permite uma melhor estabilização da base conjugada.

Passo 7

(f) ClH2CCOOH e H3CCOOH

Aqui, temos o ácido clohidrocabônico ( ClH2CCOOH) versus o ácido propanoico ( H3CCOOH). O ácido clohidrocabônico é mais forte porque o átomo de cloro é eletronegativo e retira densidade eletrônica do grupo carboxílico, estabilizando a base conjugada e facilitando a perda do próton.

Passo 8

(g) FH2CCOOH e CIH2CCOOH

Comparando o ácido fluoroacético ( FH2CCOOH) com o ácido cloroacético ( CIH2CCOOH), o ácido cloroacético é mais forte. Embora ambos tenham halogênios, o cloro é menos eletronegativo que o flúor, mas por ser maior, ele estabiliza melhor a base conjugada através do efeito indutivo, aumentando a força ácida.

Passo 9

(h) H2SO4 e HSO4^-

Aqui, comparamos o ácido sulfúrico ( H2SO4) com o hidrossulfato ( HSO4^-). O ácido sulfúrico é mais forte porque pode doar dois prótons completamente, enquanto o hidrossulfato já perdeu um próton e é uma base conjugada mais fraca.

Passo 10

(i) H3CCOOH(25,0^circC) e H3CCOOH(40^circC)

Por fim, comparamos o ácido propanoico a 25°C e a 40°C. Geralmente, o aumento de temperatura favorece a ionização de ácidos fracos, aumentando sua força aparente. Assim, o ácido propanoico a 40°C é ligeiramente mais forte em meio aquoso que a 25°C.

Resposta

Resumindo, para cada par de compostos, o ácido mais forte em meio aquoso é:
a) H2S é mais forte que H2O.
b) HNO3 é mais forte que HNO2.
c) HClO4 é mais forte que HClO3.
d) HMnO4 é mais forte que H2CrO4.
e) SiH4 é mais ácido que CH4.
f) ClH2CCOOH é mais forte que H3CCOOH.
g) CIH2CCOOH é mais forte que FH2CCOOH.
h) H2SO4 é mais forte que HSO4^-.
i) H3CCOOH(40^circC) é mais forte que H3CCOOH(25,0^circC).

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