Força do ácido, tamanho do ânion e energia de ligação

RKA15MP - Vamos supor que a gente tem um ácido binário HX e que X seja um halógeno, ou seja, X é flúor, cloro, bromo ou iodo. Se este ácido doa este próton, a gente fica com a base conjugada, que vai ser X-. No vídeo anterior, nós vimos que quanto mais estável for esta base conjugada, mais propenso este ácido estará para doar este próton. Quanto mais estável for esta base conjugada, mais forte é o ácido. Se dermos uma olhada nestes quatro ácidos binários, temos o ácido fluorídrico, com o pKₐ aproximadamente de 3. Temos o ácido clorídrico, com o pKₐ próximo a -7, o ácido bromídrico, em -9, e o ácido iodídrico, em -10. A gente sabe que quanto menor o pKₐ, maior a força de um ácido. Conforme nós caminhamos para baixo nesta tabela, observamos um decréscimo no pKₐ e, consequentemente, um aumento na força do ácido. Então, conforme a gente vai para baixo na tabela, notamos um aumento na acidez. Sendo assim, o ácido iodídrico é o ácido mais forte desses quatro, porque ele apresenta o menor valor de pKₐ. Se o ácido iodídrico é o mais forte desta tabela, a base conjugada advinda dele tem que ser a base mais estável. A gente tem o iodeto como a base conjugada mais estável. Aqui, nós temos as quatro bases conjugadas que vem destes ácidos. Temos o ânion fluoreto, que vem do ácido fluorídrico. Temos o ânion cloreto, que vem do ácido clorídrico. Temos o ânion brometo, que vem do ácido bromídrico. E o ânion iodeto, que vem do ácido iodídrico. Como eu disse, o ânion iodeto deve ser a base conjugada mais estável, porque ela vem do ácido mais forte que é o ácido iodídrico. Esta estabilidade pode ser explicada pelo tamanho do ânion. Lembrando que, conforme a gente vai para baixo em um grupo na tabela periódica, nós observamos um aumento no tamanho do ânion. Conforme a gente vai para baixo, observamos um aumento no tamanho do ânion. Por que a estabilidade é afetada pelo tamanho do ânion? Para isto, temos que dar uma olhada nesta carga negativa. No ânion iodeto, a carga negativa está espalhada em um espaço relativamente grande. Sabendo que os elétrons se repelem, quando a gente tem um espaço relativamente grande, é mais fácil que este ânion estabilize a carga negativa. Portanto, este ânion é mais estável que, por exemplo, o fluoreto. O fluoreto também tem uma carga negativa, mas que está concentrada em um espaço muito pequeno e isto desestabiliza este ânion, quando comparado a um ânion iodeto. Então, a gente tem o iodeto como a base conjugada mais estável e o ácido iodídrico, como o mais propenso a doar este próton. Sendo assim, é o ácido mais forte dentre estes quatro. Podemos perceber que esta lógica é um pouco diferente da do vídeo anterior, no qual estávamos tratando de eletronegatividade. Naquele vídeo, estávamos tratando de elementos do mesmo período. Estávamos movendo horizontalmente na tabela periódica, tendo o flúor como mais eletronegativo, e portanto, mais propenso a estabilizar a carga negativa. Conforme a gente desce em um grupo na tabela periódica, nós notamos que, na verdade, acontece um decréscimo na eletronegatividade. Não é mais isto que explicará a estabilização da carga negativa. Se fosse isto, o flúor, o íon fluoreto, seria o que melhor estabilizaria esta carga. Quando nós estamos tratando de um grupo da tabela periódica, o que vai contar é o tamanho do ânion. Quanto maior o tamanho do ânion, maior a capacidade de ele estabilizar uma carga negativa, então, o mais estável será a base conjugada. Quanto mais estável é a base conjugada, mais propenso este ácido estará a doar este próton. Portanto, mais forte é este ácido. Outro fator importante para prestar atenção, é a força da ligação. Já vimos que o ácido iodídrico é o mais forte porque tem o menor valor de pKₐ. Esta ligação deve ser a mais fácil de ser quebrada, o que torna este próton mais fácil de ser doado. Podemos ter uma ideia da força destas ligações, olhando para a energia de ligação, que é a energia necessária para quebrar uma ligação no estado gasoso. Se dermos uma olhada nas energias necessárias para quebrar as ligações dos nossos haletos de hidrogênio, podemos notar que a ligação entre HF, possui a maior energia de ligação de todas. Ou seja, dentre estes quatro, esta ligação é a mais difícil de ser quebrada. Conforme a gente vai descendo nesta tabela, o valor desta energia de ligação vai caindo. Para a ligação entre HI, a gente tem a menor energia de ligação, de apenas 299 kJ/mol. Lembrando que estes são valores aproximados. Eles podem variar entre os livros didáticos diferentes. Se o HI tem a menor energia de ligação dentre estes quatro, significa que esta ligação é mais fácil de ser quebrada. Portanto, tem a maior chance de doar esse próton, sendo o ácido mais forte dentre esses quatro.