Questão 38460
(ITA/2014 - Adaptada) Considere a reação do tetraborato de sódio:
Na2B4O7 . 10H2O(s) + H2SO4(aq) -> 4 B(OH)3(s) + Na2SO4(aq) + 5 H2O(l)
Em relação ao produto da reação B(OH)3 são feitas as seguintes afirmações:
I. é um ácido de Brönsted-Lorry.
II. é uma base de Arrhenius.
III. O produto da primeira ionização do B(OH)3 é o BO(OH)2-(aq)
Das afirmações acima, está(ão) CORRETA(S) apenas
Nenhuma.
I e III.
II.
II e III.
III.
Gabarito:
I e III.
Resolução:
Questão bastante difícil, que exige um conhecimento aprofundado sobre a química do boro do candidato.
Podemos afirmar, com certeza, que B(OH)3 (ou H3BO3) é um ácido. Porém, a teoria que explica esta característica não é única. Isto porque, ao contrário da maioria dos ácidos, temos duas reações distintas e concomitantes que contribuem para acidez dos compostos. Considerando primeiramente aquela que ocorre numa maior extensão (maior constante de equilíbrio) temos o equilíbrio I:
Este equilíbrio demonstra que o ácido bórico é um ácido de Lewis, mas não um ácido de Brönsted, já que a liberação de íons H3O+ ocorre apenas após a formação do complexo .
O segundo mecanismo de ionização origina o equilíbrio II. Apesar de uma menor constante de equilíbrio (que faz com que a reação ocorra numa menor extensão), o ácido bórico também pode se ionizar seguindo a teoria de Brönsted-Lowry (a qual também é abrangida pela teoria de Lewis):
Comparando a magnitude das constantes, vemos que as duas são muito próximas e ambos os processo devem contribuir para acidez do composto. Desta forma, o ácido bórico também pode ser classificado como um ácido de Bronsted-Lowry.
Resumindo: A acidez do ácido bórico é explicada por dois mecanismos distintos e concomitantes. O equilíbrio I que só pode ser explicado pelo mecanismo de Lewis e o equilíbrio II que pode ser explicado tanto pela teoria de Bronsted-Lowry quanto de Lewis.
I. Correta. Conforme a explicação acima.
II. Incorreta. O composto B(OH)3 ou H3BO3 não é uma base de Arrhenius, pois não líbera íons OH- em água.
III. Correta. Lembrando que a acidez do ácido bórico é explicada por dois mecanismos distintos e concomitantes, temos que o equilíbrio II, embora numa menor extensão, contribui para o processo e, portanto a espécie também BO(OH )- pode ser encontrado no equilíbrio considerando a primeira ionização da espécie mostra a equação II, descrita acima. H3BO3(aq) . Conforme mostra a equação II, descrita acima.
Nota: Mais detalhes podem ser encontrados na referência a seguir e os interessados poderão também consultá-la em nossa biblioteca: Perelygin, Yu. P.; Chistyakov, D. Yu. (2006). "Boric acid" (PDF). Russian Journal of Applied Chemistry (Pleiades Publishing) 79 (12): 2041–2042