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* Um ácido pode ser também definido como um derivado da oxidação de álcoois ou aldeídos.<ref name="priber"/> Neste caso trata-se de um [[ácido orgânico]] ou carboxílico. |
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Ácidos e bases |
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![]() Escala de pH (e pOH) |
Ácidos |
Bases |
Ácido, no âmbito da química, é um composto capaz de transferir prótons (H+) numa reacção química – por tal pode ser chamado também de "doador de próton".
Numa solução aquosa pode reagir com a molécula de água formando o íon oxônio (ou Hidrônio, H3O+), diminuindo assim o pH da solução.
Ácidos também reagem com bases para formar sais numa reacção de neutralização. Sendo assim as bases são os análogos opostos aos ácidos.
Características
- Estado físico: líquido
- Conduz eletricidade quando em meio aquoso
- Sabor: azedo; amargo
- Cor: incolor
- Odor: asfixiante
- Baixo ponto de fusão e ebulição
Histórico
Conceito de Arrhenius
Segundo o químico sueco Arrhenius (1887), um ácido é toda substância que, em solução aquosa, produz como único cátion, o íon H+.[1] Um exemplo é o ácido clorídrico, de fórmula HCl:
Conceito de Brønsted e Lowry
Anos mais tarde, em 1923, o físico-químico dinamarquês Brønsted e o também físico-químico inglês Lowry propuseram independentemente 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.
- 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.
Conceito de Lewis
No mesmo ano (1923) em que a teoria de Brønsted-Lowry foi formulada, o químico estadunidense Lewis ampliou em 1923 ainda mais a definição dos 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 Lewis: Ag+, AlCl3, CO2, SO3 – se receberem par de elétrons.
Dissociação e equilíbrio
As reações de ácidos são generalizadas frequentemente na forma HA H+ + A-, onde HA representa 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)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/0c/Acido_-_Ferro_e_cobre.jpg/220px-Acido_-_Ferro_e_cobre.jpg)
- 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
- 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: 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
- Monopróticos: são ácidos que podem liberar apenas um átomo de hidrogênio (em forma de próton, cátion de hidrogênio ou H+) de sua estrutura em solução aquosa. Ex.: HCl, HNO3, H3PO2 (libera 1xH+);
- Dipróticos: podem liberar dois átomos de hidrogênio de sua estrutura em solução aquosa, Ex.: H2Cr2O7, H2MnO4, H2S, H2SO4, H3PO3 (libera 2xH+);
- Tripróticos: podem liberar três átomos de hidrogênio de sua estrutura em solução aquosa, Ex.: H3PO4.
Quanto ao número de grupos funcionais (H+)
- Monácidos: possuem um íon H+ por molécula. Ex.: HCl, HNO3, HClO4, etc;
- Diácidos: possuem dois íons H+ por molécula. Ex.: H2S, H2CO3, H2SO4, etc;
- Triácidos: possuem três íons H+ por molécula. Ex.: H3BO3, H3PO4, H3SO4, etc;
- Tetrácidos: possuem quatro íons H+ por molécula. Ex.: H4P2O7, H4SiO4, etc.
Quanto à presença de oxigênio
- Hidrácidos: sem oxigênio (fórmula geral: HnA);
- Oxiácidos: com oxigênio (formula geral: HnAO).
Quanto à volatilidade
- Fixos, ex.: H2SO4, H3PO4, H3BO3, H3PO3
- Voláteis, ex.: 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 (Moderado): Grau de ionização de 5% a 50% (HF);
- Fraco: Grau de ionização abaixo de 4% (os demais).
Quanto ao grau de hidratação
- Orto: represente um ácido hidratado, p. ex.: H3PO4 (Ácido Fosfórico); representa formalmente H2PO2•1·H2O
- Meta: represente um ácido menos uma molécula de água: H3PO4 → H2O + HPO3 (Ácido Metafosfórico)
- Piro: represente um ácido que perdeu duas moléculas de água: 2·H3PO4 → 2·H2O + H4P2O7 (Ácido Pirofosfórico)
Outras definições
- A definição mais simples de um ácido se resume a uma substância de gosto azedo.[7]
- Um ácido também pode ser definido como uma substância que tem o valor de pH inferior a 7 (a uma temperatura de 25º).[7]
- Um ácido pode ser também definido como um derivado da oxidação de álcoois ou aldeídos.[7] Neste caso trata-se de um ácido orgânico ou carboxílico.
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
- ↑ a b c "ácido", Dicionário Priberam da Língua Portuguesa em linha, 2010, consultado em 25-01-2013.
essa porrah odeio química