Conceitos de ácidos e bases modernos

Conceitos de ácidos e bases modernos

Historicamente, muitos estudos e teorias foram criadas sobre ácidos e bases em busca de relacionar suas propriedades às composições e estruturas moleculares. Todos cientistas, por volta de 1830, sabia que todo ácido possuía hidrogênio, mas nem toda substância que continha hidrogênio era ácido. Foi na década de 1880, que o químico sueco Arrhenius (1859 - 1927) baseado em experimentos, ligou o comportamento de algumas substâncias em meio aquoso produzirem condutividade elétrica, ou seja, formando íons positivos(cátions) e negativos(ânions), definiu que os ácido e as base pode ser expressa, como sendo: os ácidos substâncias que em meio aquoso aumenta concentração de íons H+, enquanto bases são aquelas que dissolvidas em água aumenta concentração de íons OH- (BROWN et al., 2005).

No entanto, o conceito de Arrhenius mesmo que útil apresentava muitas limitações, sendo restrito apenas a soluções aquosas. Mas, com o passar do tempo, novos conceitos surgiram, os tais conceitos de ácidos e bases modernos, que são as teorias de Bronste-Lowry e Lewis.

Teoria de Bronsted-Lowry

         Em 1923, foi sugerida uma definição mais ampla de ácido e base de forma independente pelo químico dinamarquês Johannes Bronsted (1879-1947) e o químico inglês Thomas Lowry (1874-1936) baseado em que reações ácido-base envolve transferência de íons H+ de uma substancia para outra, assim ácidos são substâncias que doam H+ e bases são substâncias que recebe (BROWN et al., 2005).

        Diferente da teoria de Arrhenius que define como ácido apenas aquele que possui hidrogênio(H) e base apenas que apresente a hidroxila(OH), para ser uma  ácido de Bronsted-Lowry uma molécula ou íon deve ter um átomo de hidrogênio que ela possa perder como íon H+, e para ser uma base de Bronsted-Lowry, uma molécula ou íon deve ter um par de elétrons não-ligante que possa ser usado para ligar o íon H+. Além de algumas substâncias agir como ácido em uma reação e agir como base em outra, que essas são chamadas de anfótera (BROWN et al., 2005).

        É essa transferência de prótons entre um ácido e uma base, que definir a reação de neutralização, nesta teoria, onde em qualquer equilíbrio ácido-base tanto a reação direta quanto a reação inversa envolvem transferências de próton. Nela um ácido e a base envolvida que se diferencia apenas pela presença e ausência de prótons são chamadas de par ácido-base conjugado (BROWN et al., 2005).

        Exemplo:  HCl + H2O                 H3O+ + Cl- [pic 1][pic 2][pic 3][pic 4]

        A forma de neutralização é outro aspecto que diferencia a teoria de Bronsted-Lowry com a de Arrhenius onde dizia que uma neutralização ocorria quando todo H+ reagia com o OH-. Além de Bronsted e Lowry estender o conceito que também se aplicar a espécies e outros solventes fora do meio aquoso e mesmo até à fase gasosa, em que não envolve solvente. Um exemplo de transferência de prótons na forma gás é a reação entre os gases cloreto de hidrogênio e amônia (ATKINS; JONNES, 2012).

        HCl(g) + NH3(g)                 NH4+ + Cl -[pic 5]

Teoria de Lewis

No mesmo ano da teoria de Bronsted-Lowry Gilbert Newton Lewis propôs novos conceitos de ácido e bases, ainda mais amplos do que os de Arrhenius e Bronsted-Lowry, onde por sua definição muitas outras substâncias podem ser classificadas como ácidos e bases.

Para ele, ácido são espécies aceitadoras de pares de elétrons, e bases são espécies que doar um par de elétrons. A doação de um par de elétrons da base de Lewis a um ácido de Lewis, ocorre com a partilham de par de elétrons a parti de uma ligação covalente coordenada entre as duas espécies (ATKINS; JONNES, 2012).