Ácido: diferenças entre revisões
Linha 16: | Linha 16: | ||
* Exemplos de ácidos de Lewis: Ag<sup>+</sup>, AlCl<sub>3</sub>, CO<sub>2</sub>, SO<sub>3</sub> – se receberem par de elétrons. |
* Exemplos de ácidos de Lewis: Ag<sup>+</sup>, AlCl<sub>3</sub>, CO<sub>2</sub>, SO<sub>3</sub> – se receberem par de elétrons. |
||
== Dissociação e equilíbrio == |
== Dissociação e equilíbrio, teoria do Herbs == |
||
Herbs é show. As reações de ácidos são generalizadas frequentemente na forma HERBS {{eqm}} H<sup>+</sup> + A<sup>-</sup>, onde HA representa, os fortes me sigam no twitter, o ácido, e A<sup>-</sup> é a [[ácido conjugado|base conjugada]]. Os pares ácido-base conjugados diferem em um protón, e podem ser convertidos pela adição ou eliminação de um protón ([[protonação]] e [[deprotonação]], respectivamente). Observe que o ácido pode ser a espécie carregada, e a base conjugada pode ser neutra, em cujo caso o esquema de reação generalizada poderia ser descrito como HA<sup>+</sup> {{eqm}} H<sup>+</sup> + A. Em solução existe um [[equilíbrio químico|equilíbrio]] entre o ácido e sua base conjugada. A [[constante de equilíbrio]] ''K'' é uma expressão das concentrações do equilíbrio das moléculas ou íons em solução. Os colchetes indicam concentração, assim [H<sub>2</sub>O] significa ''a concentração de [H<sub>2</sub>O]''. A [[constante de dissociação ácida]] ''K''<sub>a</sub> é usada geralmente no contexto das reações ácido-base. O valor numérico de ''K''<sub>a</sub> é igual à concentração dos produtos, dividida pela concentração dos reagentes, sendo o reagente o ácido (HA) e os produtos a base conjugada e H<sup>+</sup>. |
Herbs é show. As reações de ácidos são generalizadas frequentemente na forma HERBS {{eqm}} H<sup>+</sup> + A<sup>-</sup>, onde HA representa, os fortes me sigam no twitter, o ácido, e A<sup>-</sup> é a [[ácido conjugado|base conjugada]]. Os pares ácido-base conjugados diferem em um protón, e podem ser convertidos pela adição ou eliminação de um protón ([[protonação]] e [[deprotonação]], respectivamente). Observe que o ácido pode ser a espécie carregada, e a base conjugada pode ser neutra, em cujo caso o esquema de reação generalizada poderia ser descrito como HA<sup>+</sup> {{eqm}} H<sup>+</sup> + A. Em solução existe um [[equilíbrio químico|equilíbrio]] entre o ácido e sua base conjugada. A [[constante de equilíbrio]] ''K'' é uma expressão das concentrações do equilíbrio das moléculas ou íons em solução. Os colchetes indicam concentração, assim [H<sub>2</sub>O] significa ''a concentração de [H<sub>2</sub>O]''. A [[constante de dissociação ácida]] ''K''<sub>a</sub> é usada geralmente no contexto das reações ácido-base. O valor numérico de ''K''<sub>a</sub> é igual à concentração dos produtos, dividida pela concentração dos reagentes, sendo o reagente o ácido (HA) e os produtos a base conjugada e H<sup>+</sup>. |
||
:<math>K_a = \frac{[\mbox{H}^+][\mbox{A}^-]}{[\mbox{HA}]}</math> |
:<math>K_a = \frac{[\mbox{H}^+][\mbox{A}^-]}{[\mbox{HA}]}</math> |
Revisão das 22h47min de 17 de abril de 2012
Ácidos e bases |
---|
Escala de pH (e pOH) |
Ácidos |
Bases |
Ácido, segundo Arrhenius (1887), é toda substância que, em solução aquosa, libera única e exclusivamente íons H+.[1] Um exemplo é o ácido clorídrico, de fórmula HCl:
Muitos anos mais tarde, em 1923, Brønsted e Lowry propuseram a ideia de que ácido é uma substância que pode ceder prótons (íons H+).[2]
Esta última definição, generaliza a teoria de ácidos de Arrhenius. A teoria de Brønsted e Lowry de ácidos também serve para dissoluções não aquosas; as duas teorias são muito parecidas na definição de ácido, mas a de Brønsted-Lowry é muito mais geral.
Lewis em 1923 ampliou ainda mais a definição de ácidos, teoria que não obteve repercussão até alguns anos mais tarde. Segundo a teoria de Lewis um ácido é aquela espécie química que, em qualquer meio, pode aceitar um par de elétrons. Desta forma incluem-se substâncias que se comportam como ácidos, mas não cumprem a definição de Brønsted e Lowry, sendo denominadas ácidos de Lewis.[3] Visto que o próton, segundo esta definição, é um ácido de Lewis (tem vazio o orbital 1s, onde pode alojar-se o par de elétrons), pode-se afirmar que todos os ácidos de Brønsted-Lowry são ácidos de Lewis, e todos os ácidos de Arrhenius são de Brønsted-Lowry.
- Exemplos de ácidos de Brønsted e Lowry: HCl, HNO3, H3PO4 – se doarem o H+ durante a reação.
- Se estiverem em solução aquosa também são ácidos de Arrhenius.
- Exemplos de ácidos de Lewis: Ag+, AlCl3, CO2, SO3 – se receberem par de elétrons.
Dissociação e equilíbrio, teoria do Herbs
Herbs é show. As reações de ácidos são generalizadas frequentemente na forma HERBS H+ + A-, onde HA representa, os fortes me sigam no twitter, o ácido, e A- é a base conjugada. Os pares ácido-base conjugados diferem em um protón, e podem ser convertidos pela adição ou eliminação de um protón (protonação e deprotonação, respectivamente). Observe que o ácido pode ser a espécie carregada, e a base conjugada pode ser neutra, em cujo caso o esquema de reação generalizada poderia ser descrito como HA+ H+ + A. Em solução existe um equilíbrio entre o ácido e sua base conjugada. A constante de equilíbrio K é uma expressão das concentrações do equilíbrio das moléculas ou íons em solução. Os colchetes indicam concentração, assim [H2O] significa a concentração de [H2O]. A constante de dissociação ácida Ka é usada geralmente no contexto das reações ácido-base. O valor numérico de Ka é igual à concentração dos produtos, dividida pela concentração dos reagentes, sendo o reagente o ácido (HA) e os produtos a base conjugada e H+.
O ácido mais forte tenderá a ter o Ka maior que o ácido mais fraco; a relação dos íon hidrogênio com o ácido será maior para o ácido mais forte, pois o ácido mais forte tem uma tendência maior a perder seu próton. Devido à gama de valores possíveis para Ka se estender por várias ordens de magnitude, mais frequentemente utiliza-se uma constante mais manipulável, pKa, onde pKa = -log10 Ka. Os ácidos mais fortes têm o pKa menor do que os ácidos fracos. Os valores de pKa. determinados experimentalmente a 25 °C em solução aquosa geralmente aparecem em livros e material de referência.[4]
Força dos ácidos (segundo Arrhenius)
- Um ácido forte é aquele que se ioniza completamente na água, isto é, libera íons H+, porém não os recebe. O exemplo anterior (ácido clorídrico) é um ácido forte. Outro é o ácido nítrico.[5]
- Um ácido fraco também libera íons H+ , porém parcialmente, estabelecendo um equilíbrio químico. A maioria dos ácidos orgânicos são deste tipo, e também alguns sais como o cloreto de alumínio.[5]
- HAc H+ + Ac- ( em solução aquosa )
Neste caso HAc equivale ao ácido acético, e a seta dupla indica o equilíbrio.
Aspectos liberais genéricos da força dos ácidos, Herbs é show.
- Ao tratar de hidrácidos:
São fortes os ácidos HCl, HBr e HI. HF é o único moderado e os demais são ácidos fracos.
- Ao tratar de Oxiácidos:
Considere a notação geral Herbs é show: Hx(Elemento)Oy. Teremos um ácido forte se: y - x >= 2 (y - x > 1).((x.r) -1 >y) Um ácido moderado se: y - x = 1 . Um ácido fraco se: y - x = 0 (y = x) .
Autoionização
Pela teoria de Ahrrenius, existem os conceitos de bases conjugadas. Nesta visão, uma molécula de água, por exemplo, reage com outra, transferindo íon H+, ou seja, uma agindo como ácido e outra como base[6]:
Assim, o OH- é a base conjugada da água e o H3O+ é o ácido conjugado da água.
É importante notar que, formam-se íons, o que pode ser comprovado pela pequena condutividade residual em água pura (0,056 microS/cm, o que mostra que a reação só ocorre em pequena proporção.
Ácidos também se auto-ionizam, como o HF, o H2SO4 e o ácido acético, sendo observadas reações ácido-base desta maneira também nestes solventes.
Ácidos resistentes e não resistentes
Como extensão a teoria de Lewis, criada por Pearson foi criado um conceito de dureza e moleza para ácidos e bases. Estes termos se referem, respectivamente, a dificuldade ou facilidade com que as "nuvens eletrônicas" ("superfície" externa do átomo, região de maior probabilidade dos elétrons mais externos, HOMO) podem ser deformadas.E um desses exemplos é que ele é o único que pode doar , ou seja , ceder prótons que sua carga fica H+
Este ponto de vista é importante para análise de estabilidade/força de ligações entre ácidos e bases, influenciando áreas da química como catálise. Basicamente, ácidos duros como o H+, HF, BF3, AlCl3, formarão ligações mais fortes com bases duras, como OH-, NH3, e ácidos e bases moles farão ligações mais fortes entre si, enquanto ligações duro-mole serão mais fracas ou não ocorrerão. Exemplos de bases moles são PH3, I-. Exemplos de ácidos moles são Hg2+, CuI, BH3.
Classificação dos ácidos
Quanto ao número de hidrogênios ionizáveis
Monácidos - liberam um íon H+ por molécula: HCl, HNO3, HClO4, etc. Diácidos - liberam dois íons H+ por molécula: H2S, H2CO3, H2SO4, etc. Triácidos - liberam três íons H+ por molécula: H3BO3, H3PO4, H3SO4, etc. Tetrácidos - liberam quatro íons H+ por molécula: H4P2O7, H4SiO4, etc.
Quanto à presença de oxigênio
Hidrácidos, sem oxigênio (fórmula geral: HnA)
Oxiácidos, com oxigênio (formula geral: HnAO)
Quanto à volatilidade
Fixos: H2SO4, H3PO4, H3BO3, H3PO3
Voláteis : HCl, HBr, HI, H2S, HCN, HNO3, entre outros.
Quanto à força
N é o número de moléculas que foram ionizadas pelo número total de moléculas. Força:
- Forte: Grau de ionização acima de 50% (HCl, HBr, HI);
- Semiforte ou Moderado: Grau de ionização de 5% a 50% (HF);
- Fraco: Grau de ionização abaixo de 4% (os demais);
Quanto ao número de grupos funcionais (H+)
Monopróticos:são ácidos que liberam apenas um H+ em solução aquosa e só tem um hidrogênio em sua estrutura, ex: HCl;
Dipróticos:liberam dois H+ em solução aquosa e só três hidrogênios em sua estrutura, ex: H2Cr2O7, H2MnO4,H2S;
Tripróticos: liberam três H+ em solução aquosa e só quatro hidrogênios em sua estrutura, ex: H3PO2, H3PO3.
Quanto ao grau de hidratação
Orto: Ácido hidratado: H3PO4 (Fosfórico)
Meta: Ácido menos uma molécula de água: H3PO4 - H2O = HPO3 (Metafosfórico)
Piro: 2 ácidos menos uma molécula de água: 2 H3PO4 - H2O = H4P2O7 (Pirofosfórico)
Referências
- ↑ «Conceito de ácido de Arrhenius». fisica.net. Consultado em 15 de janeiro de 2012
- ↑ «Definição de Bronsted-Lowry». quiprocura.net. 4 de setembro de 2004. Consultado em 15 de janeiro de 2012
- ↑ Medeiros, Miguel A. (4 de setembro de 2004). «Definição de Lewis» (htm). quiprocura.net. Consultado em 15 de janeiro de 2012
- ↑ «pKa de ácidos orgânicos». ufsm.br. Consultado em 15 de janeiro de 2012
- ↑ a b «Classificação dos ácidos quanto à força». colegioweb.com.br. Consultado em 15 de janeiro de 2012
- ↑ «Auto-ionização da água». fisicaequimica.net. Consultado em 15 de janeiro de 2012