Quimica Feltre - Vol 3-271-273

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251Capítulo 11 • O CARÁTER ÁCIDO-BÁSICO NA QUÍMICA ORGÂNICA
1 INTRODUÇÃO
O caráter ácido ou básico das substâncias é muito
importante, pois acaba provocando inúmeras reações,
tanto na Química Inorgânica como na Química Orgâ-
nica. Os ácidos e as bases são substâncias que formam
soluções aquosas condutoras de eletricidade, como, por
exemplo, o ácido acético existente no vinagre e o
hidróxido de magnésio do leite de magnésia. Ácidos e
bases são substâncias que reagem facilmente entre si e têm
características opostas; essa oposição é constatada pela
mudança de cor dos indicadores — “o que o ácido faz,
a base desfaz”.
2 ÁCIDOS E BASES DE ARRHENIUS
A primeira conceituação mais precisa de ácidos e bases foi dada por Svante August Arrhenius (1859-
1927). Tal conceituação foi um dos motivos pelos quais ele recebeu o Prêmio Nobel de Química de 1903.
Ácidos de Arrhenius é todo composto que, em solução aquosa, se ioniza, produzindo
como íon positivo apenas o cátion hidrogênio (H").
É o que acontece no exemplo:
HCl H" " Cl#
Bases de Arrhenius é todo composto que, por dissociação iônica, libera como íon
negativo apenas a hidroxila (OH#).
É o que acontece no exemplo:
NaOH Na" " OH#
Para medir a força dos ácidos e bases, podemos usar o grau de ionização (α), a constante de
ionização (Ka e Kb) e ainda o pKa, o pKb e a escala do pH. Recapitulando:
• grau de ionização: α Quantidade de mols ionizados
Quantidade inicial de mols
%
• para o ácido: HA H" " A# temos K
A
Aa
[H ] [ ]
[H ]
%
" #
e pKa % #logKa
• para a base: BOH B" " OH# temos K
B
Bb
[ ] [OH ]
[ OH]
%
" #
e pKb % #logKb
• pH % #log[H"]
Observamos também que, quanto maiores forem os valores de α e de K (ou menores os valores
de pK), mais fortes serão os ácidos e as bases correspondentes. Todas essas grandezas são de grande
valor prático, pois nos permitem medir coisas tão diversas quanto a acidez de uma chuva poluente e o
pH de nosso sangue (que não deve sair de limites bem estreitos, sob risco de morte).
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3 ÁCIDOS E BASES DE BRÖNSTED-LOWRY
Em 1923, Johannes Nicolaus Brönsted (1879-1947) e Thomas Martin Lowry (1874-1936) propuse-
ram definições para ácidos e bases mais amplas do que as de Arrhenius, dizendo que:
Ácido de Brönsted-Lowry é toda espécie química (molécula ou íon) capaz de ceder
prótons (H").
Base de Brönsted-Lowry é toda espécie química (molécula ou íon) capaz de receber
prótons (H").
Por exemplo:
HCl
Base de
Brönsted-Lowry
" "H2O H3O
" Cl#
H"
Ácido de
Brönsted-Lowry
Eletronicamente:
OH HH xx O
H
H Hx xxClx Cl
#"
Observe que há quebra de uma ligação covalente e transferência do H" de uma molécula para outra.
Por isso, a reação entre o ácido e a base é chamada também de protólise (próton % “H"”; lise % “quebra”).
Esse conceito é muito importante na Química Orgânica, pois se aplica a muitos compostos orgâni-
cos. Por exemplo:
Thomas Martin Lowry
Químico inglês, nasceu em Bradford, em 1874, e fa-
leceu em Cambridge, em 1936. Lowry desenvolveu
trabalhos sobre a atividade óptica de vários compos-
tos como a nitro-cânfora, por exemplo. Em 1920 se
tornou o primeiro professor de Físico-Química na Uni-
versidade de Copenhagen. Desenvolveu em conjun-
to com Brönsted uma nova teoria sobre ácidos e ba-
ses (teoria protônica).
HCl
Ácido de
Brönsted-Lowry
Álcool funcionando
como base de Brönsted-Lowry
" "OHCH3 Cl
#
H"
CH3 OH
H
"
Alcoxônio
O íon positivo formado pelo álcool (íon alcoxônio) é bastante reativo. Lembre-se de que as moléculas
orgânicas são, em geral, covalentes e pouco reativas. Conseqüentemente, a formação de um íon (seja
positivo ou negativo) é sempre bem-vinda, pois coloca à nossa disposição um reagente bem mais reativo.
Do fato de as reações desse tipo serem reversíveis, surgiu uma definição importante:
Ácidos e bases conjugados são os que diferem entre si por um H".
No exemplo anterior:
Johannes Nicolaus Brönsted
Químico dinamarquês, nasceu em Varde, em 1879,
e faleceu em Copenhagen, em 1947. Brönsted de-
senvolveu importantes trabalhos sobre calor espe-
cífico, afinidade química, solubilidade e separação
de isótopos (como os de mercúrio e os de cloro).
Em 1923 apresentou uma nova teoria sobre ácidos
e bases (teoria protônica), que foi desenvolvida jun-
tamente com o químico Thomas Martin Lowry.
Ácido ÁcidoBase Base
"CH3 O
H
Cl#HCl "
"
OHCH3 H
Conjugados
Conjugados
S
P
L
/S
TO
C
K
P
H
O
TO
S
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253Capítulo 11 • O CARÁTER ÁCIDO-BÁSICO NA QUÍMICA ORGÂNICA
Além disso, sabemos que um ácido é forte quando tem grande
tendência de liberar o H" (por exemplo, HCl H" " Cl#).
É evidente que, se o HCl tem muita tendência para liberar o H"
(reação direta muito intensa), o Cl# terá pouca tendência para rece-
ber o H" de volta (reação inversa pouco intensa). Em outras pala-
vras: se o ácido é forte, sua base conjugada será fraca, e vice-
versa. Temos alguns exemplos na tabela ao lado.
Como conseqüência, podemos dizer que a reação do tipo
ácido-base sempre ocorre no sentido de formar outro ácido e
outra base, mais fracos que os iniciais.
No exemplo abaixo, a reação tende a caminhar para a direita
com mais intensidade que para a esquerda (isto é, o equilíbrio está
deslocado para a direita):
HCl " "H2O H3O
" Cl#
Ácido mais
fraco que o
HCl inicial
Base mais
fraca que o
H2O inicial
Ácido Base conjugada
HClO4 ClO4
#
HCl Cl#
H2SO4 SO4
2#
HNO3 NO3
#
H3O
" H2O
H3PO4 H2PO4
2#
H2CO3 HCO3
#
HCN CN#
NH4
" NH3
H2O OH
#
A
um
en
to
d
a
fo
rç
a
d
o
s
ác
id
o
s
A
um
en
to
d
a
fo
rç
a
d
as
b
as
es
"
#
C2H5 C2H5 HSO4"O
H
C2H5H2SO4 C2H5O"
"
#
CH3NH3 OH"H2OCH3 NH2 "
1 (UFRGS-RS) Para a reação CH3COO
# " HF CH3COOH " F
#, quais as espécies que podem ser considera-
das bases, segundo o conceito de Brönsted-Lowry?
a) Apenas CH3COO
# b) Apenas F# c) CH3COO
# e CH3COOH d) CH3COO
# e F# e) F# e HF
2 Aponte os ácidos e as bases de Brönsted-Lowry, nos exemplos abaixo:
3 (UFF-RJ) Sabe-se que, em água, alguns ácidos são melhores doadores de prótons que outros e algumas bases são melho-
res receptoras de prótons que outras. Segundo Brönsted, por exemplo, o HCl é um bom doador de prótons e conside-
rado um ácido forte.
De acordo com Brönsted, pode-se afirmar:
a) Quanto mais forte a base, mais forte é seu ácido conjugado.
b) Quanto mais forte o ácido, mais fraca é sua base conjugada.
c) Quanto mais fraco o ácido, mais fraca é sua base conjugada.
d) Quanto mais forte a base, mais fraca é sua base conjugada.
e) Quanto mais forte o ácido, mais fraco é seu ácido conjugado.
4 (Uerj) O etanóico é uma substância de largo emprego na indústria de alimentos, seja como conservante, seja para consumo
na forma de vinagre. Uma solução de etanóico 0,1 mol " L#1 apresenta um pH de, aproximadamente, 3.
Considerando as condições ambientes, calcule o valor do grau de ionização do etanóico e a concentração de íons etanoato
no estado de equilíbrio, em g " L#1.
(Dados: massas molares, em g/mol: H % 1; C % 12; O % 16.)
5 (UFF-RJ) O princípio ativo da aspirina é o ácido acetilsalicílico (AAS, C9H8O4), que é um ácido fraco monocarboxílico, de Ka
igual a 2,0 " 10#5 a 27 °C.
Considere uma solução aquosa de aspirina que apresenta concentração de 0,05 mol " L#1 e determine:
a) a concentração de cada espécie presente; b) o pH; c) o grau de ionização (α).
a)
b)
EXERCÍCIOS Registre as respostasem seu caderno
a) O que são ácidos e bases de Arrhenius?
b) O que são ácidos e bases de Brönsted-Lowry?
c) O que são ácidos e bases conjugados? A base conjugada de um ácido será forte
ou fraca?
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