Solubilidade E Grau De Ionização Acidos E Bases

FUNDAMENTAÇÃO TÉORICA

No início a Química Inorgânica e a Química Orgânica eram consideradas ciências distintas e estudas separadamente. Os cientistas acreditavam inclusive que as leis válidas para uma delas não poderiam ser utilizadas em relação á outra. Hoje, sabemos que as leis da química são universais e válidas igualmente para a Química Inorgânica e para a Química Orgânica. Essa divisão permanece até hoje, no entanto, com objetivos puramente práticos e didáticos.

Grupos funcionais- Entre as várias propriedades da matéria existem aquelas que identificadas como propriedades funcionais, são comuns a uma série de substâncias diferentes. O que caracteriza as propriedades funcionais é um grupo funcional. Grupo funcional é um átomo, um grupo de átomos, um íon simples ou um íon composto que, presente na substância ou formando-se a partir dela, atribui um comportamento químico semelhante a uma série de compostos diferentes. Os grupos funcionais mais importantes estudados pela Química Inorgânica são: ácidos, bases, sais, óxidos, peróxido, superóxidos, hidretos e os carbetos.

Ácidos ( Conceito de Arrhenius)- Segundo Arrhenius , os ácidos são eletrólitos e portanto apresentam íons em solução aquosa. De acordo com a teoria de Arrhenius, a definição para ácidos atualmente é a seguinte: Ácidos são compostos covalentes que reagem com a água (sofrem ionização) formando soluções que apresentam como único cátion o hidrônio, H3O+. A ionização é uma reação química que ocorre entre moléculas, produzindo íons que não existiam anteriormente.

Exemplo de reação de ionização:

HCl(g) + H2O(l) H3O1+(aq) + Cl1-(aq)

Cloreto de hidrogênio água cátion hidrônio ânion cloreto

Os ácidos de Arrhenius apresentam algumas características importantes que ajudam a entender suas propriedades e a prever o comportamento dessas substâncias. A princípio, os ácidos são classificados quanto à presença de oxigênio na fórmula em hidrácidos ou oxiácidos. Existe também o grau de hidratação dos ácidos que indica o numero de “moléculas de água” que podem ser extraídas da formula do composto que dá origem ao oxiácido e o número de hidrogênios ionizáveis , que é o numero máximo de hidrogênios do composto covalente que reage com água e que efetivamente da origem ao cátion, H3O+ .

Grau de Ionização – A força de um ácido não é medida pelo numero de hidrogênios ionizáveis, mas sim pela percentagem de hidrogênios que efetivamente sofrem ionização. Essa ionização efetiva é fornecida pelo grau de ionização α, calculado pela reação:

α = Numero de moléculas que se ionizaram /numero de moléculas inicialmente dissolvidas. os são classificados da seguinte maneira:

O grau de ionização α é sempre um numero compreendido entre zero e 1 ou, se for expresso em percentagem, entre 0% e 100%.

Ácido forte - Possui α maior do que 50%.

Ácidos semifortes: possui α entre 5% e 50%

Ácidos Fracos : possui α menor que 5%. Também é possível determinar a força de um ácido levando em conta os seguintes aspectos.

Hidrácidos : comparando elementos da mesma família da tabela periódica, quanto maior o raio atômico do átomo ligado ao hidrogênio, maior será a força do ácido.

Oxiácidos: a força do ácido aumenta conforme o grau de oxigenação, ou seja, conforme o numero de oxigênios que estabelecem ligação coordenada com o átomo central (oxigênios que não possuem ligação com hidrogênio).

Bases- As bases são eletrólitos e , portanto liberam íons ao entrar em contato com a agua. Assim, a partir da teoria de Arrrhenius , podemos definir as bases atualmente da seguinte maneira: bases são compostos capazes de dissociarem na água liberando íons, mesmo que em pequena porcentagem, dos quais o único ânion é o hidróxido, OH1-.

A dissociação ocorre quando os íons que constituem uma substância entram em contato com a água e se separam em cátions e ânions (que são cercados individualmente por moléculas de água).Isso significa que, ao contrário do processo de ionização, na dissociação não há reação química com a água, pois os íons já existem (não são formados).

Exemplo: 1 NaOH(s) H2O 1Na(aq)1+ + 1OH(aq)1-

hidróxido de sódio cátion sódio ânion hidróxido

Solubilidade em água: a solubilidade das bases em água varia bastante, conforme o cátion ligado ao ânion hidróxido.

Bases muito solúveis: são muito solúveis apenas os hidróxidos de metais alcalinos como: hidróxido de lítio, LiOH, hidróxido de sódio, NaOH, hidróxido de potássio, KOH, hidróxido de rubídio, RbOH e o hidróxido de amônio, NH4OH, que é instável e se decompões liberando gás amônia e água.

1 NH4OH <1 NH1+4(aq) + 1OH1-(aq) >

hidróxido de amônio

1 NH3(g) + 1 H2O (l)

amônia água

Bases parcialmente solúveis: são parcialmente solúveis os hidróxidos dos metais alcalino-terrosos.

Bases praticamente insolúveis: a solubilidade de uma base está diretamente ligada ao processo de dissociação (liberação de íons) e assim, por definição, nenhuma base pode ser considerada 100% insolúvel (e indissociável) na água, pois a liberação de íons ocorre, mesmo que em quantidades muito pequenas. Todos os demais hidróxidos –com exceção dos já mencionados –são praticamente insolúveis.

Grau de dissociação α : o grau de dissociação de uma base é uma medida de sua força.O conceito é análogo ao de ionização dos ácidos e é calculado pela relação:

α = Numero de íons-formulas que se dissociaram /numero de íons-formula inicialmente dissolvidos.

Bases fortes: são as bases de metais alcalinos e as de metais alcalino-terrosos.

Bases fracas: são as bases dos metais e transição, dos metais das famílias 13, 14 e 15 da tabela periódica e o hidróxido de amônio,NH4OH.

Indicadores: os indicadores