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TEORIA DE ÁCIDO E BASE Sabemos que ácido é toda substância que em água produz um cátion H+ e que base é toda a substância que em água produz um ânion OH-. Esta teoria foi utilizada durante muito tempo para explicar o conceito de ácido e de base,e é chamada de Teoria de Arrhenius. Mas surgiram, com o passar dos tempos, novas teorias relacionadas a ácido e base, chamadas de Teoria de Bronsted-Lowry e a Teoria de Lewis. Teoria de Bronsted-Lowry Esta teoria é baseada nos estudos dos químicos Johannes Nicolaus Bronsted e Thomas Martin Lowry. Juntos eles definiram ácido e base na ausência de água, que não é explicado pela Teoria de Arrhenius. A teoria é baseada em doar ou receber 1 próton. Ácido de Bronsted-Lowry – é toda a espécie química que doa 1 próton,não necessariamente em meio aquoso Base de Bronsted-Lowry – é toda a espécie química que recebe 1 próton,não necessariamente em meio aquoso Teoria de Lewis O químico norte-americano Gilbert Newton Lewis, desenvolveu uma teoria ácido-base relacionada ao par de elétron. Ácido de Lewis – é a espécie química que recebe o par de elétrons numa reação química. Base de Lewis - é a espécie química que doa o par de elétrons numa reação química. Quadro-resumo das teorias ácido-base: TEORIA ÁCIDO BASE ARRHENIUS Libera H+ em solução aquosa Libera OH- em solução aquosa BRONSTED-LOWRY Doa 1 próton Recebe 1 próton LEWIS Recebe par de elétrons Doa par de elétrons Produto Iônico da Água Considerando um copo com água,essa água não é composta apenas por moléculas de H2O,pois como essas moléculas estão em constante movimento, elas se chocam o tempo todo. Resultado: uma molécula de água pode colidir e reagir com outra molécula de água! O equilíbrio gerado é conhecido como auto-ionização da água: HOH ↔ H+ + OH- ou HOH + HOH ↔ H3O+ + OH- Como já é sabida, a concentração da água ─ [H2O] ≈ 55,6 mol/L ─ será desprezivelmente alterada caso alguma nova substância seja adicionada (como um ácido, por exemplo) para a formação de soluções diluídas (dificilmente mais de 0,5 mol de água será consumido na formação dessas soluções. Começar com 55,6 mol e terminar a experiência com 55,1 mol de água não é uma alteração significativa). Portanto, vamos considerar [H2O] constante. Como a água pura é neutra (já que para cada íon H+, forma-se também um íon OH-), temos que [H+] = [OH-], a 25 °C, quando [H+].[OH-] = 1,0.10-14, temos que [H+] = [OH-] = 10-7 mol/L. Como a concentração molar da água é praticamente constante, retomando a constante de equilíbrio, podemos escrever: K.[H2O] = [H+].[OH-] do que resulta uma única constante (o produto de duas constantes), ou seja: Kw = [H+].[OH-] que é o chamado produto iônico da água, onde o w se deve à palavra inglesa water pH pH é o símbolo para a grandeza físico-química potencial hidrogeniônico ou potencial de hidrogénio, que indica a acidez,neutralidade ou alcalinidade de uma solução aquosa. O termo pH foi introduzido, em 1909, pelo bioquímico dinamarquês Søren Peter Lauritz Sørensen O "p" vem do alemão potenz, que significa poder de concentração, e o "H" é para o íon dehidrogênio (H+). Em soluções diluídas (abaixo de 0,1 mol dm-3), os valores da atividade se aproximam dos valores da concentração, permitindo que a equação anterior seja escrito como abaixo: Escala de pH |_______________|_______________| 0 7 14 ácido neutro base Na prática, o pH pode ser medido com indicadores ácido-base e também através de aparelhos que medem a condutividade elétrica das soluções. Os indicadores mudam de cor em diferentes valores de pH. Para essa mudança de cor damos o nome deviragem e para o valor do pH damos o nome de ponto de viragem. O pH pode ser determinado usando um medidor de pH (também conhecido como pHmetro) que consiste em um eletrodo acoplado a um potenciômetro. O medidor de pH é um milivoltímetro com uma escala que converte o valor de potencial do eletrodo em unidades de pH. Este tipo de elétrodo é conhecido como eletrodo de vidro, que é um eletrodo do tipo "íon seletivo". O pH pode ser determinado indiretamente pela adição de um indicador de pH na solução em análise. A cor do indicador varia conforme o pH da solução. Indicadores comuns são a fenolftaleína, o alaranjado de metila e o azul de bromofenol. Outro indicador de pH muito usado em laboratórios é o chamado papel de tornassol (papel de filtro impregnado com tornassol). Este indicador apresenta uma ampla faixa de viragem, servindo para indicar se uma solução é nitidamente ácida (quando ele fica vermelho) ou nitidamente básica (quando ele fica azul). INDICADOR ÁCIDO BASE NEUTRO FENOLFTALEÍNA INCOLOR ROSA INCOLOR TORNASSOL ROSA AZUL - Obs.: Embora o valor do pH compreenda uma faixa de 0 a 14 unidades, estes não são os limites para o pH. São possíveis valores de pH acima e abaixo desta faixa, como, por exemplo, uma solução que fornece pH = -1,00, apresenta matematicamente -log [H+] = -1,00, ou seja, [H+] = 10 mol L-1. Este é um valor de concentração facilmente obtido em uma solução concentrada de um ácido forte, como o HCl. Alguns valores comuns de pH Substância pH Ácido de bateria < 1,0 Suco gástrico 1,0 - 3,0 Sumo de limão 2,2 - 2,4 Refrigerante tipo cola 2,5 Vinagre 2,4-3,4 Sumo de laranja ou maçã 3,5 Cervejas 4,0 - 5,0 Café 5,0 Chá 5,5 Chuva ácida < 5,6 Saliva pacientes com câncer (cancro) 4,5 - 5,7 Leite 6,3 - 6,6 Água pura 7,0 Saliva humana 6,5 - 7,5 Sangue humano 7,35 - 7,45 Água do mar 8,0 Sabonete de mão 9,0 - 10,0 Amoníaco 11,5 "Água sanitária" 12,5 Hidróxido de sódio (soda cáustica) 1 pOH Do mesmo modo pode-se definir o pOH em relação à concentração de íons OH-. A partir da constante de dissociação da água que tem o valor de 10−14 à temperatura de 298 K (25 °C), pode-se determinar a relação entre pOH e pH. Assim, pela definição de Kw (produto iônico da água) tem-se a relação entre as duas atividades: Kw = [H+] · [OH-] Ao aplicar logaritmos, obtém-se a relação entre pH e pOH: pKw = pH + pOH = 14 www.sopesquisa.com.br www.wikipedia.org www.infoescola.com
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