Físico-Química ⇒ (Unicamp 2018) pH Tópico resolvido

[Liliana]

A calda bordalesa é uma das formulações mais antigas e mais eficazes que se conhece. Ela foi descoberta na França no final do século XIX, quase por acaso, por um agricultor que aplicava água de cal nos cachos de uva para evitar que fossem roubados; a cal promovia uma mudança na aparência e no sabor das uvas. O agricultor logo percebeu que as plantas assim tratadas estavam livres de antracnose. Estudando-se o caso, descobriu-se que o efeito estava associado ao fato de a água de cal ter sido preparada em tachos de cobre. Atualmente, para preparar a calda bordalesa, coloca-se o sulfato de cobre em um pano de algodão que é mergulhado em um vasilhame plástico com água morna. Paralelamente, coloca-se cal em um balde e adiciona-se água aos poucos. Após quatro horas, adiciona-se aos poucos, e mexendo sempre, a solução de sulfato de cobre à água de cal.

Na formulação da calda bordalesa fornecida pela EMATER, recomenda-se um teste para verificar se a calda ficou ácida: coloca-se uma faca de aço carbono na solução por três minutos. Se a lâmina da faca adquirir uma coloração marrom ao ser retirada da calda, deve-se adicionar mais cal à mistura. Se não ficar marrom, a calda está pronta para o uso. De acordo com esse teste, conclui-se que a cal deve promover

a) uma diminuição do pH, e o sulfato de cobre(II), por sua vez, um aumento do pH da água devido à reação [tex3]SO4^{-2} + H20 -> HSO4^- + OH^-[/tex3]
b) um aumento do pH, e o sulfato de cobre(II), por sua vez, uma diminuição do pH da água devido à reação [tex3]Cu^{+2} + H20 -> Cu(OH)^+ + H^+[/tex3]
c) uma diminuição do pH, e o sulfato de cobre(II), por sua vez, um aumento do pH da água devido à reação [tex3]Cu^{+2} + H20 -> Cu(OH)^+ + H^+[/tex3]
d) um aumento do pH, e o sulfato de cobre(II), por sua vez, uma diminuição do pH da água devido à reação [tex3]SO4^{-2} + H20 -> HSO4^- + OH^-[/tex3]

Por que não pode ser a d)??
O [tex3]HSO4^-[/tex3] não é um ácido mais forte que o [tex3]OH^-[/tex3] como base??

[MatheusBorgesMOD]

Liliana está muito estranho, no livro do Feltre ele disse que os metais nobres não reagem com água.

[undefinied3]

Não é a D porque a reação deixa o meio básico, porque libera OH-.

Na verdade essas reações estão todas... erradas. A letra a e d não ocorrem, elas sugerem a hidrólise de um ânion de ácido forte, o que não ocorre, pois hidrólise só ocorre com ânions de ácidos fracos.
A letra B e C estão no mínimo simplificadas. Não ocorre hidrólise de cátions de bases fortes, como é o caso do Cu2+ (sim, Cu(OH)2 é base forte; em verdade, o pH não fica tão básico porque é um eletrólito fraco, ou seja, pouco é dissolvido, mas esse pouco que dissolve acaba dissociando totalmente). A coisa é mais complicada:
A verdadeira reação é a que chamamos de "aqua ácido". Uma pequena parcela dos íons em solução aquosa acabam solvatando:
[tex3]Cu^{2+}+6H_2O \rightarrow [Cu(H_2O)_6]^{2+}[/tex3]
A constante de equilíbrio depende de, entre outras coisas, a carga do cátion e do seu raio. Uma concentração razoável de íons [tex3]Fe^{3+}[/tex3], por exemplo, consegue deixar a solução significativamente ácida. Basicamente, quanto menor e quanto mais carregado, maior a solvatação. Esses íons complexos tem um campo magnético bastante forte e estão sujeitos a uma segunda reação:
[tex3][Cu(H_2O]_6]^{2+}+H_2O \rightarrow [Cu(H_2O)_6(OH)]^+ +H^+[/tex3]
O que torna o meio ácido. Só que tal efeito, até onde estou ciente, é muito fraco pro cobre, mas enfim.
Sinceramente, a não ser que eu esteja totalmente errado, achei a questão bem mal feita. O aluno bem preparado saberia que uma reação de hidrólise seria injustificável, como as alternativas propõem. Se ao menos tivessem colocado a reação acima, ficaria melhor pois saberíamos que não se trata de uma hidrólise. Por outro lado, esse efeito de aqua ácido é algo bastante obscuro pra ensino médio, então quiseram tentar simplificar a reação, creio eu.

[Liliana]

Liliana está muito estranho, no livro do Feltre ele disse que os metais nobres não reagem com água.

Também tinha achado estranho...

[Liliana]

Não é a D porque a reação deixa o meio básico, porque libera OH-.

Na verdade essas reações estão todas... erradas. A letra a e d não ocorrem, elas sugerem a hidrólise de um ânion de ácido forte, o que não ocorre, pois hidrólise só ocorre com ânions de ácidos fracos.
A letra B e C estão no mínimo simplificadas. Não ocorre hidrólise de cátions de bases fortes, como é o caso do Cu2+ (sim, Cu(OH)2 é base forte; em verdade, o pH não fica tão básico porque é um eletrólito fraco, ou seja, pouco é dissolvido, mas esse pouco que dissolve acaba dissociando totalmente). A coisa é mais complicada:
A verdadeira reação é a que chamamos de "aqua ácido". Uma pequena parcela dos íons em solução aquosa acabam solvatando:
[tex3]Cu^{2+}+6H_2O \rightarrow [Cu(H_2O)_6]^{2+}[/tex3]
A constante de equilíbrio depende de, entre outras coisas, a carga do cátion e do seu raio. Uma concentração razoável de íons [tex3]Fe^{3+}[/tex3], por exemplo, consegue deixar a solução significativamente ácida. Basicamente, quanto menor e quanto mais carregado, maior a solvatação. Esses íons complexos tem um campo magnético bastante forte e estão sujeitos a uma segunda reação:
[tex3][Cu(H_2O]_6]^{2+}+H_2O \rightarrow [Cu(H_2O)_6(OH)]^+ +H^+[/tex3]
O que torna o meio ácido. Só que tal efeito, até onde estou ciente, é muito fraco pro cobre, mas enfim.
Sinceramente, a não ser que eu esteja totalmente errado, achei a questão bem mal feita. O aluno bem preparado saberia que uma reação de hidrólise seria injustificável, como as alternativas propõem. Se ao menos tivessem colocado a reação acima, ficaria melhor pois saberíamos que não se trata de uma hidrólise. Por outro lado, esse efeito de aqua ácido é algo bastante obscuro pra ensino médio, então quiseram tentar simplificar a reação, creio eu.

Questão pesada mesmo pro Ensino Médio... Eu nunca vi essa parte tão aprofundada assim

[Liliana]

Mas o HSO4- não é mais forte que o OH- como base?? Já que o OH- vem da água, e o HSO4- de um ácido forte??

[undefinied3]

Sim, você está certa. É por isso que não ocorre a reação, pois o equilíbrio:
[tex3]SO_4^{2-}+H_2O \iff HSO_4^- + OH^- [/tex3]
Não é propriamente um equilíbrio, pois a reação inversa ocorre muito mais que a direta. É uma reação de hidrólise, como eu disse, que não acontece, porque o ânio vem de ácido forte.