O que são reações de hidratação e hidrólise. Demonstre como ocorrem estas reações. Em seguida, discuta sobre os efeitos ácido-base envolvidos nas reações de hidratação e hidrólise do íon trivalente de alumínio ( Al^3+ ), até formação do hidróxido de alumínio.

Passo 1

Vamos lá! O exercício pede para entendermos o que são reações de hidratação e hidrólise, como elas acontecem, e também para discutir os efeitos ácido-base envolvidos especificamente nas reações do íon trivalente de alumínio ( Al^3+) até a formação do hidróxido de alumínio. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos básicos de química sobre reações de hidratação, hidrólise, e comportamento ácido-base de íons metálicos.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que são reações de hidratação. Hidratação é o processo pelo qual moléculas de água se ligam a íons ou moléculas, formando uma estrutura mais estável. Por exemplo, quando o Al^3+ está na água, moléculas de água se organizam ao redor dele, formando uma hidratação.

Passo 3

Agora, sobre as reações de hidrólise. Hidrólise é uma reação química na qual uma molécula de água quebra outra molécula, geralmente resultando em duas substâncias diferentes. No contexto de íons metálicos como o Al^3+, a hidrólise está relacionada à reação com água, levando à formação de hidróxidos.

Passo 4

Vamos demonstrar como ocorrem essas reações. Para a hidratação do íon alumínio:
Al^3+ + 6,H2O [Al(H2O)6]^3+
Isso mostra que seis moléculas de água se ligam ao Al^3+ formando um complexo hidratado.

Passo 5

Para a hidrólise do Al^3+, o complexo hidratado reage com água, resultando na formação de íons hidróxido:
[Al(H2O)6]^3+ + H2O rightarrow [Al(H2O)5(OH)]^2+ + H3O^+
Nesta reação, uma molécula de água atua como base, retirando um próton (H⁺) do complexo hidratado e formando um íon hidroxido ligado ao alumínio e um íon hidroxônio ( H3O^+).

Passo 6

Agora, vamos discutir os efeitos ácido-base envolvidos. O Al^3+, devido à sua alta carga e pequena raio, atrai fortemente moléculas de água, formando o complexo hidratado. Esse complexo pode liberar prótons H⁺, tornando a solução ácida. Isso ocorre porque a hidrólise do Al^3+ gera íons hidroxônio, que aumentam a acidez da solução.

Passo 7

À medida que mais reações de hidrólise ocorrem, formam-se mais íons hidroxido que eventualmente se combinam para formar hidróxido de alumínio:
Al^3+ + 3,OH^- Al(OH)3
O hidróxido de alumínio é uma substância insolúvel que precipita da solução, encerrando o processo de hidrólise e hidratando o alumínio de forma mais estável.

Resposta

As reações de hidratação envolvem a ligação de moléculas de água ao íon Al^3+, formando um complexo hidratado. Já as reações de hidrólise consistem na interação desse complexo com água, resultando na liberação de prótons e formação de hidróxido de alumínio ( Al(OH)3). Além disso, o Al^3+ atua como um ácido, aumentando a acidez da solução devido à liberação de íons hidroxônio durante a hidrólise.

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