Dentre os pares de ácidos indicados abaixo, escolha o mais forte e justifique sua escolha.
a)
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Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão tá pedindo. A gente tem dois complexos de íons metálicos com água ligante:
e
. A tarefa é decidir qual desses é o ácido mais forte e justificar essa escolha. Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre química de complexos e como a força de um ácido pode ser influenciada por esses fatores.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a força de um ácido em solução aquosa está relacionada à sua capacidade de doar prótons (
). No caso desses complexos, a acidez está associada à facilidade com que a água ligante pode liberar um próton, formando
.
Passo 3
Agora, vamos analisar os dois íons metálicos: alumínio (Al) e gálio (Ga). Ambos estão na mesma família na tabela periódica (grupo 13), mas o alumínio está acima do gálio. Isso significa que o alumínio tem íons com maior carga e menor raio iônico comparado ao gálio.
Passo 4
A força de um ácido de um complexo hexaaquoso como esses depende principalmente da densidade de carga do íon central. Quanto maior a carga e menor o raio do íon, mais ele atrai os pares de elétrons das moléculas de água ligantes, facilitando a liberação de prótons.
Passo 5
No caso, ambos os complexos têm a mesma carga (+3), mas o alumínio tem um raio íon menor do que o gálio. Isso significa que o
tem uma densidade de carga maior, tornando-o mais eficiente em polariar as ligações O-H nas moléculas de água.
Passo 6
Essa maior polarização das ligações O-H pelo alumínio facilita a liberação dos prótons, tornando o complexo de alumínio um ácido mais forte em comparação com o complexo de gálio.
Resposta
O complexo
é o ácido mais forte porque o íon de alumínio, com maior densidade de carga e menor raio, polariza mais as ligações O-H das moléculas de água ligantes, facilitando a liberação de prótons.