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ALEXANDRE CARVALHO * ÁCIDOS E BASES Muitos produtos de consumo contêm ácidos e bases. sair ALEXANDRE CARVALHO * ÁCIDOS ÁCIDOS sair Pode reconhecer-se as soluções ácidas pelo sabor azedo, por produzirem efervescência com o calcário libertando-se um gás, o dióxido de carbono, ou por modificarem a cor de alguns indicadores. ALEXANDRE CARVALHO * As soluções ácidas contraem e endurecem o cabelo. ÁCIDOS ÁCIDOS sair ALEXANDRE CARVALHO * As soluções das bases são amargas e geralmente escorregadias ao tacto. ÁCIDOS BASES sair ALEXANDRE CARVALHO * As soluções alcalinas suavizam e dão maior volume ao cabelo. ÁCIDOS BASES sair ALEXANDRE CARVALHO * TEORIA DE ARRHENIUS Segundo Arrhenius, ácidos e bases dissociam-se em H+ e OH-, respectivamente. sair ALEXANDRE CARVALHO * Ácido Substância que em solução aquosa origina íons H. TEORIA DE ARRHENIUS sair ALEXANDRE CARVALHO * Base Substância que em solução aquosa origina íons OH-. TEORIA DE ARRHENIUS sair ALEXANDRE CARVALHO * pH É comum usar pH para expressar a concentração molar do ião H +. pH = - log H+ sair ALEXANDRE CARVALHO * TEORIA DOS LOGARITMOS Em 1550, na Escócia, nasceu John Napier (ou Neper) de quem pouco se sabe, mas que ficou na história por ter inventado os logaritmos e que já quase no final da vida, em 1614, (provavelmente farto de multiplicações e divisões), inventou um instrumento que transformava operações em simples adições e subtrações: a esse instrumento atribui-se o nome de “Bastões de Napier” sair ALEXANDRE CARVALHO * NAPIER sair ALEXANDRE CARVALHO * pOH Procedimento idêntico é usado na expressão da concentração molar do ião OH- . pOH = - log OH- sair ALEXANDRE CARVALHO * TEORIA DE BRONSTED-LOWRY As definições de Arrhenius revelaram-se muito restritivas pois: eram aplicáveis somente a soluções aquosas; - não incluíam todas as substâncias que apresentavam, na pratica, comportamento semelhante aos ácidos ou bases de Arrhenius. sair ALEXANDRE CARVALHO * Por exemplo: NH3 (aq) + H2O (l) NH4 +(aq) + OH – (aq) não cabia na definição de Arrhenius, porque o NH3 não contém grupos OH-. TEORIA DE BRONSTED-LOWRY sair ALEXANDRE CARVALHO * Ácido Substância doadora de íons H+ (próton) a uma base. TEORIA DE BRONSTED-LOWRY sair ALEXANDRE CARVALHO * Base Substância aceitadora de íons H+ (próton) a um ácido. TEORIA DE BRONSTED-LOWRY sair ALEXANDRE CARVALHO * As reações ácido-base também se designam por reações protolíticas, uma vez que há transferência de prótons (H+) do ácido para a base. TEORIA DE BRONSTED-LOWRY sair ALEXANDRE CARVALHO * O ácido e a base relacionados por transferência de um próton constituem um sistema designado por par ácido-base conjugados. Ácido 1 + Base 2 Ácido 2 + Base 1 TEORIA DE BRONSTED-LOWRY sair ALEXANDRE CARVALHO * pH É comum usar pH para expressar a concentração molar do ião H3O+. pH = - log H3O+ sair ALEXANDRE CARVALHO * pOH É comum usar pOH para expressar a concentração molar do ião OH-. pOH = - log OH- sair ALEXANDRE CARVALHO * Escala de sorensen e pH Alguns ácidos e bases são mais fortes do que outros. sair ALEXANDRE CARVALHO * Escala de sorensen e pH sair ALEXANDRE CARVALHO * sair Escala de sorensen e pH ALEXANDRE CARVALHO * A pele é ácida e o seu pH pode variar entre 4,5 e 6, dependendo da idade, do sexo e da parte do corpo que se considere. A acidez da pele constitui uma defesa contra microrganismos (fungos e bactérias). Escala de sorensen e pH sair ALEXANDRE CARVALHO * Os cosméticos devem ter pH próximo do da pele. A indicação ostentada por alguns cosméticos de «pH neutro para a pele» pode não significar que o seu pH seja igual a 7, até porque esse valor já seria demasiado alcalino para a pele. Escala de sorensen e pH sair ALEXANDRE CARVALHO * As soluções de sabão são alcalinas. Quando a pele é lavada com sabão o seu pH sobe, tornando-se alcalina durante 3 a 4 horas. Este fenômeno pode tornar-se irreversível se as lavagens forem frequentes, provocando danos especialmente em peles mais sensíveis. Escala de sorensen e pH sair ALEXANDRE CARVALHO * Dadas duas soluções ácidas , é mais ácida a que tiver menor valor de pH. Dadas duas soluções alcalinas , é mais alcalina a que tiver maior valor de pH. Escala de sorensen e pH sair ALEXANDRE CARVALHO * CONSTANTE DE ACIDEZ (Ka) HA (aq) + H2O (l) A- (aq) + H3O + (aq) A - . H3O+ Kc = kc . H2O = ka HA . H2O Em soluções diluídas a quantidade de água é constante. sair ALEXANDRE CARVALHO * HA (aq) + H2O (l) A- (aq) + H3O + (aq) A- . H3O+ Ka = H A CONSTANTE DE ACIDEZ (Ka) sair ALEXANDRE CARVALHO * A força de um ácido é dada pelo valor da constante de acidez. CONSTANTE DE ACIDEZ (Ka) sair ALEXANDRE CARVALHO * Quanto maior a constante de acidez mais forte é o ácido. CONSTANTE DE ACIDEZ (Ka) sair ALEXANDRE CARVALHO * ÁCIDOS FORTES Os ácidos fortes apresentam ka > 1. sair ALEXANDRE CARVALHO * Os ácidos fortes ionizam-se totalmente. HA (aq) + H2O (l) A- (aq) + H3O + (aq) ÁCIDOS FORTES sair ALEXANDRE CARVALHO * CONSTANTE DE BASICIDADE B (aq) + H2O (l) HB+ (aq) + OH - (aq) HB+ . OH- Kb = B Quanto maior kb, mais forte será a base. sair ALEXANDRE CARVALHO * BASES FORTES As bases fortes apresentam kb > 1. sair ALEXANDRE CARVALHO * As bases fortes ionizam-se totalmente. B (aq) + H2O (l) HB (aq) + HO - (aq) BASES FORTES sair ALEXANDRE CARVALHO * A ÁGUA Sendo a água o líquido mais abundante na natureza e o solvente mais usado no laboratório, merece uma referência especial. H2O (l) + H2O (l) H3O + (aq) + OH- (aq) Solvente anfiprótico ou anfotérico , porque pode funcionar como ácido e base. sair ALEXANDRE CARVALHO * H2O (l) + H2O (l) H3O + (aq) + OH- (aq) Este equilíbrio é designado por auto-ionização da água. Kw = H3O+ . OH- A ÁGUA sair ALEXANDRE CARVALHO * pKw Aplicando o operador p ( -log ) Kw = H3O+ . OH- pH + pOH = pKw sair ALEXANDRE CARVALHO * A ÁGUA H2O (l) + H2O (l) H3O + (aq) + OH- (aq) A 25º C , Kw = 1 x 10 -14 . A ionização da molécula de água é endotérmica, o valor do produto iónico (Kw) aumenta com a temperatura. sair ALEXANDRE CARVALHO * RELAÇÃO ENTRE Ka e Kb HA (aq) + H2O (l) A- (aq) + H3O + (aq) A- (aq) + H2O (l) HA (aq) + OH - (aq) Ka . Kb = Kw ALEXANDRE CARVALHO * RELAÇÃO ENTRE Ka e Kb Aplicando o operador p ( - log ) Ka . Kb = Kw pKa + pKb = pKw ALEXANDRE CARVALHO * pH - SOLUÇÕES DE BASES FORTES A ionização de uma base forte é total : B (aq) + H2O (l) HB+ (aq) + OH - (aq) Como B = OH - ; pOH = - log OH- vem : pH = pKw - pOH ALEXANDRE CARVALHO * pH - SOLUÇÕES DE ÁCIDOS FRACOS A ionização de um ácido fraco é parcial : HA (aq) + H2O (l) A- (aq) + H3O + (aq) pH = - log H3O+total onde : H3O+total = H3O+ácido + H3O +água ALEXANDRE CARVALHO * pH - SOLUÇÕES DE ÁCIDOS FRACOS Não entrando em linha de conta com a contribuição da auto-ionização da água, temos : H3O+ 2 Ka = HA ALEXANDRE CARVALHO * GRAU DE IONIZAÇÃO Ácido – HA (aq) + H2O (l) A- (aq) + H3O + (aq) Base – B (aq) + H2O (l) HB+ (aq) + OH - (aq) ALEXANDRE CARVALHO * GRAU DE IONIZAÇÃO HA (aq) + H2O (l) A- (aq) + H3O + (aq) ninicio n const. - - nequilíbrio n - n const. n n ALEXANDRE CARVALHO * GRAU DE IONIZAÇÃO B (aq) + H2O (l) BH-+(aq) + HO - (aq) ninicio n const. - - nequilíbrio n - n const. n n ALEXANDRE CARVALHO * GRAU DE IONIZAÇÃO nionizadas = n = ntotal = n ALEXANDRE CARVALHO * GRAU DE IONIZAÇÃO HA (aq) + H2O (l) A- (aq) + H3O + (aq) 2 . HA Ka = 1 - ALEXANDRE CARVALHO * reações ÁCIDO-BASE Antes de fazer quaisquer culturas é importante determinar o pH do solo. Se for demasiado ácido para a cultura em causa, espalha-se , por exemplo, calcário em pó, que tem um comportamento básico. sair ALEXANDRE CARVALHO * Ácido ( aq ) + Base (aq ) Sal ( aq ) + Água ( l ) Ácido Neutro Básico sair REAÇÕES ÁCIDO-BASE ALEXANDRE CARVALHO * Há flores como as hortênsias que são azuis em terreno mais ácido e cor-de-rosa em terreno menos ácido. reações ÁCIDO-BASE sair ALEXANDRE CARVALHO * A água da chuva é ligeiramente ácida devido à dissolução de dióxido de carbono atmosférico, que dá origem ao ácido carbónico. CO2 + H2O H2CO3 REAÇÕES ÁCIDO-BASE sair ALEXANDRE CARVALHO * O ácido ataca a pedra calcária de muitas construções, dissolvendo-a. reações ÁCIDO-BASE sair ALEXANDRE CARVALHO * A azia, designação atribuída ao excesso de suco gástrico (HCl), pode ser combatida com um antiácido. Os antiácidos neutralizam o HCl em excesso no estômago. reações ÁCIDO-BASE sair ALEXANDRE CARVALHO * Dissolução em água de um dos vários remédios para combater a acidez do estômago. REAÇÕES ÁCIDO-BASE sair ALEXANDRE CARVALHO * A picadela da abelha ou da urtiga resulta do ácido deixado na pele, cujo efeito pode ser atenuado ou eliminado por uma solução alcalina. REAÇÕES ÁCIDO-BASE sair ALEXANDRE CARVALHO * CARÁTER QUÍMICO DAS SOLUÇÕES O caráter químico das soluções pode ser: - ácido ; H3O+ > OH- - neutro ; H3O+ = OH- - básico ; OH- > H3O+ sair ALEXANDRE CARVALHO * As espécies químicas envolvidas em reações de protólise podem classificar-se: - ácidas; - básicas; - anfipróticas ; - neutras. sair CARÁTER QUÍMICO DAS SOLUÇÕES ALEXANDRE CARVALHO * Ácidas – as espécies químicas que em solução só podem ceder prótons; HNO3 ; HCl ; H2SO4 ; CH3COOH ; etc CARÁTER QUÍMICO DAS SOLUÇÕES sair ALEXANDRE CARVALHO * Básicas – as espécies químicas que em solução só aceitam prótons; NH3 ; CH3COO - ; CO3 2- ; OH- ; etc sair CARÁTER QUÍMICO DAS SOLUÇÕES ALEXANDRE CARVALHO * Anfipróticas – as espécies químicas que em solução tanto podem ceder como captar prótons, HSO4 - ; HCO3 - ; HS - ; etc CARÁTER QUÍMICO DAS SOLUÇÕES sair ALEXANDRE CARVALHO * Neutras – as espécies químicas que em solução não tendem nem a captar nem a ceder prótons, como por exemplo , os catíons dos grupos 1 e 2; Na+ ; K+ ; Ca 2+ ; Mg 2+ e as partículas conjugadas de ácidos ou bases muito fortes; Cl- ; NO3 - ; SO4 2- ; etc CARÁTER QUÍMICO DAS SOLUÇÕES sair ALEXANDRE CARVALHO * pH - SOLUÇÕES DE ÁCIDOS FORTES A ionização de um ácido forte é total : HA (aq) + H2O (l) A- (aq) + H3O + (aq) Como HA = H3O + então: pH = -log H3O + = -log HA ALEXANDRE CARVALHO * TITULAÇÕES ÁCIDO-BASE sair ALEXANDRE CARVALHO * TITULAÇÕES ÁCIDO-BASE sair ALEXANDRE CARVALHO * TITULAÇÕES ÁCIDO-BASE sair ALEXANDRE CARVALHO * TITULAÇÕES ÁCIDO-BASE Uma das aplicações mais correntes de reações ácido-base é a determinação da concentração de um ácido ( ou de uma base ) por reacção com uma base ( ou ácido ) de concentração conhecida . ALEXANDRE CARVALHO * TITULAÇÕES ÁCIDO-BASE A reacção processa-se enquanto houver excesso de ácido ( ou de base ) , ou seja , até que sejam adicionadas quantidades equivalentes das duas soluções ; atinge-se nessa altura o ponto de equivalência . ALEXANDRE CARVALHO * PONTO DE EQUIVALÊNCIA O número de moles de um ácido equivalente ao número de moles de uma base só depende da estequiometria da reacção . ALEXANDRE CARVALHO * PONTO DE EQUIVALÊNCIA Exemplo : HCl + NaOH NaCl + H2O Quando o ácido e a base são monopróticos , no ponto de equivalência : Ca.Va = Cb.Vb ALEXANDRE CARVALHO * PONTO DE EQUIVALÊNCIA Exemplo : 2 HCl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2 H2O Quando o ácido é monoprótico e a base é diprótica , no ponto de equivalência : Ca.Va = 2 Cb.Vb ALEXANDRE CARVALHO * PONTO DE EQUIVALÊNCIA Exemplo : H2SO4 + 2 NaOH Na2SO4 + 2 H2O Quando o ácido é diprótico e a base é monoprótica , no ponto de equivalência : 2 Ca.Va = Cb.Vb ALEXANDRE CARVALHO * TITULAÇÕES ÁCIDO-BASE Ácido forte-base forte TITULAÇÕES Ácido forte-base fraca Ácido fraco-base forte ALEXANDRE CARVALHO * Titulações Ácido-Base Ácido forte-base forte – pHeq. = 7 TITULAÇÕES Ácido forte-base fraca – pHeq. < 7 ( 25ºC ) Ácido fraco-base forte – pHeq. > 7 ALEXANDRE CARVALHO * ÁCIDO FORTE-BASE FORTE Junto do ponto de equivalência , a variação de pH é muito acentuada , de modo que , por adição dum pequeno volume , obtém-se uma variação de algumas unidades . ALEXANDRE CARVALHO * ÁCIDO FORTE-BASE FORTE A reacção que ocorre : H3O+ (aq) + HO- (aq) 2 H2O (l) ALEXANDRE CARVALHO * ÁCIDO FORTE-BASE FORTE ALEXANDRE CARVALHO * BASE FRACA-ÁCIDO FORTE A reacção que ocorre ( exemplo ) : NH3 (aq) + H3O+ (aq) NH4+ (aq) + H2O (l) ALEXANDRE CARVALHO * BASE FRACA-ÁCIDO FORTE ALEXANDRE CARVALHO * ÁCIDO FRACO-BASE FORTE A reacção que ocorre ( exemplo ) : CH3COOH (aq) + HO- (aq) CH3COO- (aq) + H2O (l) ALEXANDRE CARVALHO * ÁCIDO FRACO-BASE FORTE ALEXANDRE CARVALHO * TITULAÇÕES TERMOMÉTRICAS O aumento de temperatura verificado à medida que se adiciona o ácido à base , ou vice-versa , atinge o valor máximo quando ácido e base estão nas proporções estequiométricas . Isto permite realizar as chamada titulações termométricas. ALEXANDRE CARVALHO * INDICADORES Um indicador de ácido-base pode ser definido como um sistema ácido-base em que as cores da forma ácido e base são diferentes . ALEXANDRE CARVALHO * INDICADORES Considerando o equilíbrio : HIn(aq) + H2O (l) In- (aq) + H3O + (aq) Ácido Base ALEXANDRE CARVALHO * INDICADORES pH = pKIndicador + log [In-] / [HIn] ALEXANDRE CARVALHO * INDICADORES O olho humano é capaz de detectar uma das cores ( ácida = HIn ou básica = In- ) se a concentração da espécie que confere essa cor for , no mínimo 10 vezes superior á outra . ALEXANDRE CARVALHO * INDICADORES [HIn] > 10 [In- ] - cor predominante - ÁCIDA [HIn] > [In -] / 10 - cor predominante – BÁSICA ALEXANDRE CARVALHO * INDICADORES cor ÁCIDA pH = pKIndicador - 1 ALEXANDRE CARVALHO * INDICADORES cor BÁSICA pH = pKIndicador + 1 ALEXANDRE CARVALHO * INDICADORES ( Fenolftaleína ) As soluções alcalinas mudam para carmim a solução incolor de fenolftaleína . ALEXANDRE CARVALHO * INDICADORES ( Tintura azul de tornesol ) As soluções ácidas mudam para vermelho a cor azul do tornesol . ALEXANDRE CARVALHO * INDICADORES ( Indicador Universal ) É uma mistura de vários indicadores, uns naturais outros sintéticos. Apresenta uma grande variedade de cores consoante a acidez ou basicidade da solução. sair ALEXANDRE CARVALHO * CRITÉRIOS PARA A ESCOLHA DE INDICADORES ÁCIDO-BASE ALEXANDRE CARVALHO * CRITÉRIOS PARA A ESCOLHA DE INDICADORES ÁCIDO-BASE 1- A zona de viragem do indicador deve conter o valor de pH no ponto de equivalência . ALEXANDRE CARVALHO * CRITÉRIOS PARA A ESCOLHA DE INDICADORES ÁCIDO-BASE 2- Caso 1- não se verifique , então a zona de viragem do indicador deve estar localizadana parte abrupta da curva de titulação . ALEXANDRE CARVALHO * CRITÉRIOS PARA A ESCOLHA DE INDICADORES ÁCIDO-BASE 3- A zona de viragem do indicador deve ser o mais estreita possível . ALEXANDRE CARVALHO * SOLUÇÕES TAMPÃO O pH das lágrimas é mantido em 7,4 graças a uma solução tampão de proteínas. sair ALEXANDRE CARVALHO * Soluções cujo pH se mantém praticamente invariável face à adição de pequenas quantidades de ácido ou de base. SOLUÇÕES TAMPÃO sair ALEXANDRE CARVALHO * É uma solução que contém um ácido mais a sua base conjugada , em concentrações aproximadamente iguais. sair SOLUÇÕES TAMPÃO ALEXANDRE CARVALHO * pH = pKa + log [Base] / [Ácido] SOLUÇÕES TAMPÃO sair ALEXANDRE CARVALHO * Teremos melhor efeito tampão quando: [Ácido ] = [Base] SOLUÇÕES TAMPÃO sair ALEXANDRE CARVALHO * ALEXANDRE CARVALHO * This work is licensed under a Creative Commons Attribution 2.5 License. ALEXANDRE CARVALHO
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