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Fundação Técnico-Educacional Souza Marques Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras - Curso de Química Química Inorgânica II Professora: Tatiana Loureiro Lista de Exercícios: Ácidos e Bases - GABARITO 1) Qual deve ser o íon mais polarizável, F– ou I–? I– é mais polarizável, isto é, tem maiores probabilidades de ter a nuvem eletrônica distorcida, devido ao seu maior raio iônico. 2) Qual deve ser o íon mais polarizante, Na+ ou Cs+? Na+ é o íon mais polarizante, isto é, tem a capacidade de distorcer a nuvem eletrônica de outro átomo/íon, devido ao seu menor raio iônico. 3) Por que a água é uma substância anfiprótica? Exemplifique através de reações. Porque pode atuar tanto como ácido de Bronsted-Lowry como base de Bronsted-Lowry. Exemplos: HF + H2O H3O+ + F- NH3 + H2O NH4+ + OH- 4) Identifique os ácidos e bases conjugadas nas seguintes reações: a) HSO4(aq) − + OH(aq) − → H2O(l) + SO4(aq) 2− ácido base ácido base conjugado conjugada b) PO4(aq) 3− + H2O(l) → HPO4(aq) − + OH(aq) − base ácido ácido base conjugado conjugada c) HNO3(aq) + H2O(l) → H3O(aq) + + NO3(aq) − ácido base ácido base conjugado conjugada d) CO3(aq) 2− + H2O(l) → HCO3(aq) − + OH(aq) − base ácido ácido base conjugado conjugada e) NH3(aq) + H2O(l) → NH4(aq) + + HS(aq) − base ácido ácido base conjugado conjugada 5) Identifique as bases conjugadas correspondentes aos seguintes ácidos: a) [𝐶𝑜(𝑁𝐻3)5(𝑂𝐻2)] 3+ [𝐶𝑜(𝑁𝐻3)5(𝑂𝐻)] 2+ Fundação Técnico-Educacional Souza Marques Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras - Curso de Química Química Inorgânica II Professora: Tatiana Loureiro b) HSO4 − SO4 2− c) CH3OH CH3O − d) H2PO4 − HPO4 2− e) Si(OH)4 Si(OH)3O − f) HS− S2− 6) Identifique os ácidos conjugados das seguintes bases: a) [Co(CO)4] − HCo(CO)4 b) HPO4 2− H2PO4 − c) C5H5N C5H5NH + d) CH3COOH CH3COOH2 + e) O2− OH− f) CN− HCN 7) Identifique os ácidos e bases de Lewis nas reações: a) BrF3 + F − → BrF4 − ácido base b) I− + I2 → I3 − base ácido c) CsF + SF4 → Cs +[SF5] − base ácido d) B(CH3)3 + NH3 → NH3B(CH3)3 ácido base Compostos cujo o átomo central não possui o octeto completo e) NH3 + Ag + → Ag(NH3) 2+ base ácido f) CO2 + OH − → HCO3 − ácido base Rearranjo dos elétrons de valência para aceitar um par de elétrons adicional g) 4 CO + Ni → NiCO4 base ácido Fundação Técnico-Educacional Souza Marques Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras - Curso de Química Química Inorgânica II Professora: Tatiana Loureiro h) SiF4 + 2F − → [SiF6] 2− ácido base Expansão do octeto i) Co(aq) 2+ + 6H2O(l) → [Co(OH2)6](aq) 2+ ácido base Formação do composto de coordenação j) (CH3)2CO + I2 → (CH3)2COI2 base ácido Molécula (I2) com orbital antiligante vazio 8) Os minérios comuns de níquel e cobre são sulfetos. Em comparação, o alumínio é obtido do óxido e o cálcio obtido do carbonato. Estas observações podem ser explicadas em termos de dureza? As regras duro-duro e macio-macio justificam essas observações. Os ânions O2- e CO32- são bases duras e ligam-se preferencialmente aos cátions Al3+ e Ca2+ porque são ácidos duros; enquanto que o ânion S2- é mais macio e liga-se preferencialmente à cátions macios como Ni2+ e Cu2+. 9) A molécula (CH3)2N − PF2 tem dois átomos básicos: P e N. Um átomo está ligado ao B em um complexo BH3, o outro átomo ao B em um complexo BF3. Identifique cada um. O átomo de N é duro, enquanto que o átomo de P é mais macio, logo devido ao átomo de B apresentar comportamento intermediário entre duro e macio, o átomo de N liga-se ao complexo BF3, tendo em vista a dureza do ânion F-, enquanto que o átomo de P liga-se, preferencialmente ao complexo BH3, uma vez que o ânion H- é macio. 10) Coloque os cátions Ca2+, Fe2+, Fe3+, Al3+, Na+ em ordem crescente de acidez. Dados - raios dos respectivos cátions em pm: Ca2+ = 99; Fe2+ = 76; Fe3+ = 64; Al3+ = 50; Na+ = 95 Quanto maior o parâmetro eletrostático, maior é a hidrólise e consequentemente, maio é a acidez. 11) Explique, em termos da teoria HSAB, por que o fenol forma um complexo mais estável ao ligar- se com o dietiléter (C2H5)2O do que ao dietiltioeter (C2H5)2S. Resposta: Na+ < Ca2+ < Fe2+ < Fe3+< Al3+ 𝜉𝑁𝑎+ = 𝑧2 𝑟 = (+1)2 95 = 0,011 𝜉𝐶𝑎2+ = 𝑧2 𝑟 = (+2)2 99 = 0,040 𝜉𝐹𝑒2+ = 𝑧2 𝑟 = (+2)2 76 = 0,053 𝜉𝐹𝑒3+ = 𝑧2 𝑟 = (+3)2 64 = 0,14 𝜉𝐴𝑙3+ = 𝑧2 𝑟 = (+3)2 50 = 0,18 Fundação Técnico-Educacional Souza Marques Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras - Curso de Química Química Inorgânica II Professora: Tatiana Loureiro O fenol é um ácido duro, logo forma um complexo mais estável com o dietiléter do que com o dietiltioéter, porque a presença do átomo de oxigênio endurece a substância orgânica, favorecendo uma interação duro-duro, enquanto que o átomo de enxofre, por ter um raio atômico maior, deixa a substância mais macia. Além disso, há a possibilidade de formação de ligação de hidrogênio entre o fenol e o dietiléter, que é o tipo de interação intermolecular mais forte. 12) Explique, em termos da teoria HSAB, por que o I2 forma um complexo mais estável ao ligar-se com o dietiltioeter (C2H5)2S do que ao dietiléter (C2H5)2O. O iodo, por ter um elevado raio atômico, é uma átomo mole (elevado raio atômico)), logo forma um complexo mais estável com o dietiltioéter do que com o dietiléter, porque a presença do átomo de enxofre amolece a substância orgânica, favorecendo uma interação macio-macio, enquanto que o átomo de oxigênino, por ter um raio atômico menor, deixa a substância mais dura. 13) Dentro de um mesmo grupo da tabela periódica nem todos os elementos possuem dureza ou moleza equivalentes. Explique fornecendo um exemplo. Todos os elementos do Grupo 1 (Li, Na, K, Rb, Cs e Fr) são duros, porém o Fr é menos duro, pois possui um raio atômico maior, logo mais polarizável que o Li. 14) Sendo B, uma base qualquer, na seguinte reação: BH+ + CH3Hg + ⟷ CH3HgB + + H+, explique o deslocamento do equilíbrio quando: a) B é uma base dura - desloca o equilíbrio para a esquerda, porque favorece a interação duro-duro, tendo em vista que o íon H+ é um ácido duro. b) B é uma base mole - desloca o equilíbrio para a direita, porque favorece a interação macio-macio, tendo em vista que o íon CH3Hg+ é um ácido mole.
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