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Química B Ciclo 1 – 3º Trimestre Teoria ácido-base de Arrhenius: Essa foi a primeira das teorias ácido-base a ser criada, sendo que isso ocorreu no ano de 1887 pelo químico sueco Svante Arrhenius. Ela ficou conhecida também como teoria da dissociação iônica ou teoria da dissociação eletrolítica, rendendo o Prêmio Nobel, em 1903, a esse estudioso. A teoria de Arrhenius baseava-se no comportamento de ácidos e bases em água, formando soluções aquosas. Esse cientista observou que determinadas substâncias, quando colocadas em contato com a água, liberavam íons que tornavam a solução eletrolítica, ou seja, condutora de eletricidade. Ele observou que alguns íons liberados eram os mesmos para determinadas substâncias e, por meio da identificação desses íons, formulou as seguintes definições: Ácido é toda substância que, em meio aquoso, sofre ionização, liberando como único cátion o hidrogênio, H+(aq), ou, mais corretamente, o íon hidrônio, H3O+(aq). * Base é toda substância que, em meio aquoso, sofre dissociação iônica, liberando como único ânion a hidroxila OH-(aq). https://www.manualdaquimica.com/quimica-inorganica/ionizacao.htm Bases: • Solução aquosa, ou solução alcalina, tem pH maior do que 7, em condições normais de temperatura e pressão. • Soluções alcalinas são condutoras de eletricidade. • Bases são formadas por um cátion metálico ligado ionicamente a uma hidroxila (OH-), com exceção do hidróxido de amônia (NH4OH). • As bases, em geral, são adstringentes. • A solubilidade das bases varia conforme o elemento formador: nitrogênio e metais alcalinos formam bases solúveis, metais alcalinos terrosos, com exceção do magnésio, formam bases pouco solúveis, e os metais de transição formam bases insolúveis. Classificação das bases: As bases podem ser classificadas de acordo com o número de hidroxilas (OH-) que contem na molécula: • Monobases: 1 hidroxila (OH-) • Dibases: 2 hidroxilas (OH-) • Tribases: 3 hidroxilas (OH-) • Tetrabases: 4 hidroxilas (OH-) Outra classificação diz respeito ao grau de dissociação. • Base forte: é aquela que em meio aquoso protona, ou dissocia muito, ou seja, a maior parte das suas moléculas dividem-se entre íons: ânions e cátions, para assim formar outras moléculas. As bases fortes são formadas por elementos da família IA e IIA, com exceção do berílio (Be) e o magnésio (Mg). • Base fraca: é aquela não dissocia tanto quando está em meio aquoso. As bases fracas são formadas pelos metais de transição e o nitrogênio (N), que forma o hidróxido de amônio. Nomenclatura das bases Para bases monovalentes, cujo o elemento central tenha apenas um Nox (número de oxidação), a nomenclatura será dada por: hidróxido de + nome do elemento. Exemplos • Hidróxido de alumínio = Al(OH)3 • Hidróxido de prata = AgOH • Hidróxido de Sódio = NaOH Para bases em que o metal tem carga variável, indica-se ao final, em números romanos, a carga do cátion. Podem ser usados também os sufixos -ico para carga maior e -oso para carga menor. Ficando então da seguinte forma: Hidróxido + elemento + n° da carga ou sufixo respectivo a carga (-ico↑, -oso↓) https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/metais-alcalinos.htm#:~:text=Exerc%C3%ADcios%20de%20Reda%C3%A7%C3%A3o-,Metais%20Alcalinos,)%20e%20Fr%C3%A2ncio%20(Fr). https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/metais-alcalinos.htm#:~:text=Exerc%C3%ADcios%20de%20Reda%C3%A7%C3%A3o-,Metais%20Alcalinos,)%20e%20Fr%C3%A2ncio%20(Fr). https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/berilio.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/elemento-magnesio.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/nitrogenio.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/numero-oxidacao-nox.htm Exemplo: O ferro pode ter carga Fe2+ ou Fe3+ que formarão as bases Fe(OH)2 e Fe(OH)3. Veja como fica a nomenclatura de cada uma: Fe(OH)2 → Hidróxido de Ferro II ou hidróxido ferroso Fe(OH)3 → Hidróxido de Ferro III ou hidróxido férrico Principais bases • NaOH: Hidróxido de sódio • Ca(OH)2: Hidróxido de cálcio • Mg(OH)2:Hidróxido de magnésio • NH4OH: Hidróxido de amônio • KOH: Hidróxido de potássio • Ba(OH)2: Hidróxido de bário • Al(OH)3: Hidróxido de alumínio • Zn(OH)2: Hidróxido de zinco • AgOH: Hidróxido de prata • Fe(OH)2 e Fe(OH)3: Hidróxido ferroso e férrico. • Ni(OH)2: Hidróxido de níquel Ácidos: Ácidos são substâncias que se ionizam em meio aquoso e são bons condutores de energia. Características dos ácidos: • Ionizam-se em meio aquoso, liberando o cátion H+. • São condutores de eletricidade devido à liberação de íons em meio aquoso. • Em contato com meio básico, sofrem reação de neutralização, formando como produtos dessa reação sal e água. • Alteram a cor da solução na presença de substância indicadora, como tornassol ou fenolftaleína. • O sabor azedo do limão, laranja, entre outras frutas cítricas, deve-se ao ácido presente nesses alimentos. Potencial hidrogeniônico (pH): O potencial hidrogeniônico (pH) é um cálculo que expressa a concentração de íons de hidrogênio em uma determinada solução. • pH > 7 → solução básica • pH < 7 → solução ácida • pH = 7 ou pH = pOH → solução neutra Classificação dos ácidos: A classificação dos ácidos pode ser feita levando-se em conta quatro critérios diferentes. Grau de ionização (α) ou força ácida Ácidos fortes: α ≥ 50%. Exemplo: ácido sulfúrico (H2SO4) → α = 61%. Ácidos semifortes ou moderados: 5% < α < 50%. Exemplo: ácido fosfórico (H3PO4) → α = 27%. Ácidos fracos: α ≤ 5%. Exemplo: ácido bórico (H3BO3) → α = 0,075%. Número de hidrogênio ionizável: Monoácido: libera um cátion H+. Exemplo: ácido clorídrico (HCL); Diácido: libera dois cátions H+. Exemplo: ácido sulfídrico (H2S). Triácido: libera três cátions H+. Exemplo: ácido bórico (H3BO3). Tetrácido: libera quatro cátions H+. Exemplo: ácido pirofosfórico (H4P2O7). Presença do oxigênio: Oxiácidos: possuem oxigênio em sua estrutura. Exemplo: ácido hipocloroso (HO Cl). Hidrácidos: não possuem oxigênios em sua estrutura. Exemplo: ácido fluorídrico (HF). Volatilidade Fixos: ponto de ebulição (PE) > 100°C, passando lentamente para o estado gasoso. Exemplo: ácido sulfúrico (H2SO4) → PE = 340 ºC. Voláteis: ponto de ebulição < 100°C, passando com rapidez e facilidade para o estado gasoso. Exemplo: ácido sulfídrico (H2S) → PE = -59,6°C. Nomenclatura dos ácidos Hidrácidos: Ácido + nome do ânion + ídrico Para todos os ácidos, usa-se o termo “ácido” antes da nomenclatura que caracteriza a molécula. Nos hidrácidos, troca-se o sufixo “eto” do nome do elemento pelo “ídrico”. Exemplos: HCl → ácido clorídrico HBr → ácido bromídrico HF → ácido fluorídrico Oxiácidos A nomenclatura de oxiácidos varia de acordo com o número de oxidação (NOX) do elemento central. Veja a tabela a seguir: Exemplos: HClO → Sabendo que o hidrogênio (H) normalmente tem NOX +1 e o oxigênio (O) tem NOX -2, para que tenhamos uma molécula de carga 0, o cloro (Cl) deve ter NOX +1, portanto a nomenclatura desse ácido é ácido hipocloroso. HNO2 → ácido nitroso HClO4 → ácido perclórico Exceções à regra H2CO3 → ácido carbônico, e não carbonoso, como ficaria pela regra do NOX. H3BO3 → ácido bórico, e não boroso. Ácidos no dia a dia: • Fertilizantes e medicamentos: O ácido fosfórico (H3PO4) é muito utilizado na fabricação de fertilizantes e também como medicamento. É um dos vários ácidos que são utilizados na área farmacêutica. • Frutas cítricas: possuem o ácido ascórbico (C6H8O6), também conhecido como vitamina C. • Vinagre: tem em sua composição ácido acético (CH3COOH). • Água com gás e refrigerantes: compostos por ácido carbônico (H2CO3), que dá ao produto a sensação de refrescância.
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