Problema 1K.55

Embora o cloreto férrico e o sulfato de alumínio sejam sais neutros quanto à neutralização formal entre ácido e base, seus cátions metálicos apresentam alta densidade de carga. Isso faz com que, ao entrarem em contato com a água, atuem como ácidos de Lewis, aceitando pares de elétrons das moléculas de água e formando complexos aquosos. Esses complexos polarizam fortemente as ligações $\ce{O-H}$ da água coordenada, facilitando a liberação de prótons e tornando o meio ácido.

Para o ferro III: $$\ce{Fe^{3+} + 6H2O -> [Fe(H2O)6]^{3+}}$$ Para o alumínio III: $$\ce{Al^{3+} + 6H2O -> [Al(H2O)6]^{3+}}$$ Nessas etapas, os cátions $\ce{Fe^{3+}}$ e $\ce{Al^{3+}}$ atuam como ácidos de Lewis, pois recebem pares de elétrons das moléculas de água.

Os complexos formados polarizam as ligações $\ce{O-H}$ das moléculas de água coordenadas. Assim, uma dessas moléculas pode perder $\ce{H+}$ para a solução:

Para o ferro III: $$\ce{[Fe(H2O)6]^{3+} + H2O <=> [Fe(H2O)5OH]^{2+} + H3O+}$$ Para o alumínio III: $$\ce{[Al(H2O)6]^{3+} + H2O <=> [Al(H2O)5OH]^{2+} + H3O+}$$

A formação de $\ce{H3O+}$ explica o caráter ácido da solução.

O cloreto férrico e o sulfato de alumínio tornam o meio ácido porque seus cátions $\ce{Fe^{3+}}$ e $\ce{Al^{3+}}$ formam complexos aquosos que sofrem hidrólise, liberando prótons. Portanto, o caráter ácido desses sais vem da hidrólise catiônica associada ao comportamento ácido de Lewis dos cátions metálicos.