Os Ácidos e Bases

Ácidos e bases

Foi percebido pelos químicos que muitas substancias apresentam características comuns, logo criaram definições na tentativa de englobar todas essas substancias. As reações ácido-base São um excelente exemplo dessa abordagem.

Definição de ácidos e bases de Arrhenius (1887)

Baseado em seus experimentos com condutividade elétrica em meio aquoso, Arrhenius propôs, os seguintes conceitos para definir ácidos e bases:  

1.Ácidos são compostos que em solução aquosa se ionizam, produzindo como íon apenas o cátion hidrônio (H3O+).

2.Bases são compostos que em soluçao aquosa se ionizam e liberam como ion apenas o anio hidroxila (OH-).

Até aqui os estudos dessas soluções eram identificados como estudos de ácidos e bases em agua, pois se limitava a ela como solvente. Posteriormente os químicos descobriram que reações entre ácidos e bases também ocorrem em outros solventes e, até mesmo, na ausência de solvente.

Definição de ácidos e bases de Bronsted-Lowry (1923)

Propõe que uma substância acida seriam aquelas capazes de “doar” um próton, já as substancias básicas teriam a capacidade de aceitar um próton.

O termo Próton nesta definição refere-se ao íon hidrogênio (H+), então um ácido seria uma espécie que contém um átomo de hidrogênio que pode ser transferido na forma do núcleo (próton H+) e a base seria a espécie química que aceita o hidrogênio na forma de próton.

Exemplo:          [pic 1]

HCl + H2O  →  H3O++ Cl-        

  ac       ba          ac       ba[pic 2]

NH3 + HCℓ → NH4+ + Cℓ-

ba                ac                

[pic 3]

Mesmo que uma substância possa ser classificada como ácido na ausência de uma base, ela só age como tal na presença de uma base que possa aceitar os prótons do acido. Na pratica um ácido não cede simplesmente seu hidrogênio acido, o próton é transferido para a base. Por exemplo a molécula de cloreto de hidrogênio (HCl) na forma gasosa permanece intacta porém ao dissolvermos o HCl em agua o hidrogênio forma uma ligação de hidrogênio com o átomo de oxigênio da molécula de agua (H2O) e o próton migra para molécula de água, que nesse exemplo agiu como uma base. Dizemos então que a molécula de HCl dica desprotonada.

HCL(aq) + H2O(l)  → H3O+(aq) + Cl-(aq)

Em equilíbrio nessa reação acima, praticamente todas as moléculas de HCL doam seus prótons para a agua, HCl e classificado como ácido forte.

 Bronsted-Lowry definem a força de ácido ou uma base pela intensidade que uma substância tem de fornecer ou receber um próton. Essa força de um ácido ou base pode ser medido através das suas respectivas constantes.

A força de um ácido ou de uma base depende do solvente que for utilizado. Ácidos fortes em agua podem comporta-se como ácido fracos em solventes mais ácidos pois estes têm menor afinidade por prótons. Assim como bases fortes em agua poderão comporta-se como bases fracas em certo tipo de solvente que tenha caráter mais básico e consequentemente maior afinidade por prótons.

Outro conceito sobre a força de ácido-base e a classificação pela capacidade de dissociação de uma substancia em agua.

Ácidos mais fortes que o íon hidrônio (H3O+) em agua doarão quase que completamente íons H+ para a agua formando H3O+, tornando impossível determinar entre dois ácidos fortes como exemplo HBr e HI quem é o mais forte porque ambos quase que totalmente seus prótons para agua.  Esse comportamento e denominado efeito nivelador: todos os ácidos mais fortes que o hidrônio são igualados a ele e todas as bases mais fortes que a hidroxila (OH-) serão igualadas a mesma.

Tendências periódicas em acidez de bronsted.

Grande parte de ácidos em agua consiste em espécies que doam prótons de um grupo OH ligado a um átomo central. A três tipos de ácidos dessa classe a se considerar:

Aquo-ácido: o íon H+ que será doado sai de uma molécula de agua coordenada a um íon metálico central. Comuns em átomos centrais com baixo número de oxidação dos metais do bloco s e d e os da esquerda do bloco p

Hidroxo-acido: o íon H+ sai de um grupo OH de moléculas sem um grupo oxo (=o) ligadas ao mesmo átomo central que está ligado ao grupo hidroxílico.