Força dos ácidos de Bronsted

Prévia do material em texto

Química Inorgânica 
 
 
 
FORÇA DOS ÁCIDOS DE BRÖNSTED 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 
 
 
Sumário 
 
Introdução .................................................................................................................................... 2 
 
Objetivos ....................................................................................................................................... 2 
 
1. Força dos ácidos de Brönsted-Lowry .............................................................................. 2 
1.1. Força de ácidos e bases ................................................................................................ 2 
1.2. Medidas da força do ácido- base ................................................................................. 3 
 
Exercícios ................................................................................................................................... 5 
 
Gabarito ........................................................................................................................................ 6 
 
Resumo ......................................................................................................................................... 6 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 
 
Introdução 
Na apostila ácidos e bases conjugadas conhecermos o mecanismo de 
formação dos pares conjugados de ácido e base. 
Iremos agora estudar nesta apostila sobre a força dos ácidos, a partir da 
teoria de Brönstede estudar a forma de se determinar a força deste ácido. 
Não existem métodos universais para medição da força de ácidos e bases em 
todos os sistemas, mas é possível se extrapolar sua tendência de reação em meio 
aquoso. 
Por outro lado, é possível calcular de forma particularizada a força dos ácidos 
e bases. Mas em quais circunstancias isso se faz necessário? Como esta metodologia 
influencia na compreensão da disciplina, por alunos do ensino médio, por exemplo. 
Objetivos 
• Conhecer as reações de formação dos ácidos e bases e sua influência na força 
dos mesmos. 
• Determinar como calcular a força de uma ácido. 
 
1. Força dos ácidos de Brönsted-Lowry 
1.1. Força de ácidos e bases 
A força de um ácido ou de uma base é devida a extensão da reação do ácido 
ou da base com água. A força de um ácido de Brönstedé medida pela sua constante 
de acidez, e a força de uma base de Brönstedé medida pela sua constante de 
basicidade; quanto mais forte a base, mais fraco o seu ácido conjugado. 
Quando se refere à força de um ácido, de acordo com essa teoria, está 
mencionando a tendência física que um ácido tem de doar ou que uma base tem de 
receber o próton. 
Em uma reação ácido-base, a posição de equilíbrio sempre favorece a reação 
do ácido mais forte e da base mais forte, formando um ácido e uma base mais fracas, 
respectivamente 
Portanto, se um ácido é relativamente forte, consequentemente, sua base 
conjugada será relativamente fraca. 
Sabemos que, segundo Brönsted e Lowry, as reações ácido-base são 
reversíveis. Em equilíbrio, ambas as reações continuam com a mesma velocidade, e 
a quantidade de cada espécie permanece constante no decorrer do tempo. 
 
3 
 
Vamos tomar como exemplo a reação do ácido acético com água, no 
equilíbrio, para cada 987 moléculas não-dissociadas, temos 13 íons H3O+. 
 
 
Portanto, temos no sistema, dois ácidos e duas bases. Sabendo que no 
equilíbrio, a concentração de H3O+ é menor do que a do H3C — COOH, concluímos 
que o H3O+perde elétron com mais facilidade, ou seja, é ácido mais forte que H3C — 
COOH. 
Analogicamente, a concentração de H3C — COO– é menor que a da água. 
Então, concluímos que a base H3C — COO– recebe próton com mais facilidade, ou 
seja, é base mais forte que H2O. 
Podemos então concluir que a base e o ácido mais fortes estarão do mesmo 
lado na equação, e o ácido e a base mais fracos ficarão do outro lado. Tal fato pode 
ser ressaltado através de setas de tamanhos diferentes, indicando a reação direta e 
inversa. 
 
 
1.2. Medidas da força do ácido- base 
Vamos imaginar o seguinte sistema: um ácido forte e uma base forte, 
dissolvidos em água, sendo que, o sistema de reações será constituído da seguinte 
forma: 
 
HA → H+ + A- 
Esta equação indica que a concentração de todas as três substâncias 
permanece constante. Isso não significa que a reação esteja parada; ao mesmo 
tempo em que moléculas HA se ionizam, íons positivos H+ e negativos A- estão 
formando moléculas de ácido HA. 
Os químicos indicam a quantidade de uma substância química presente 
numa solução em moles por litro (um mole tem 6, 02.1023 partículas). Por exemplo, 
[H+] denota a concentração de íons de hidrogênio na solução. Uma vez que uma 
 
4 
 
solução de ácido está em equilíbrio, a proporção entre os íons é uma constante que 
depende do ácido particular. Para cada tipo de ácido, essa constante, conhecida 
como Ka (constante de ionização), é diferente e pode ser determinada 
experimentalmente. 
Uma das razões para a importância de Ka é que ele nos informa 
imediatamente a força do ácido. Devido à complexidade dos cálculos envolvidos e 
considerando que há uma diferença insignificante quando comparada à solução da 
equação completa, muitos livros didáticos de química aconselham resolver o 
problema utilizando o quadro de constantes (Figura seguinte) já calculadas, uma vez 
que, em sala de aula, a exatidão dos resultados não é tão relevante. 
 
01 
Tabela de constantes de acidez 
 
Este quadro é formado por valores colocados em ordem quantitativa da força 
de ácidos e bases, independente de qual seja o solvente. Podemos dizer que um 
ácido é classificado como fraco pelo fato de lhe atribuirmos um pKa, e este pKa é um 
número positivo. 
Não há um método universalmente satisfatório para medir a força de ácidos e 
bases que se aplique a todos os sistemas. Em solventes protônicos como a água, a 
 
5 
 
força de ácidos e bases pode ser tratada adequadamente através de constantes de 
ionização em um contexto de Brönsted-Lowry. 
Estudantes em nível mais avançado normalmente têm experiência em 
resolver equações quadráticas; entretanto, raramente é trabalhada em sala de aula a 
dependência das soluções em relação aos valores dos coeficientes da equação. Esta 
aplicação demonstra como a fórmula quadrática e algumas desigualdades básicas 
se associam para explicar um fenômeno comum na química. Além do mais, ela 
mostra que uma análise matemática pura pode ser de grande utilidade em outras 
áreas e que a interdisciplinaridade é possível de ser realizada. 
 
FIQUE ATENTO! 
 
 
 
Exercícios 
1) (Autora, 2019) Sabe-se que em água, alguns ácidos são melhores doadores de 
prótons que outros e algumas bases são melhores receptoras de prótons que 
outras. Segundo Brönsted, por exemplo, o HCO é um bom doador de prótons 
e considerado 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. 
 
2) ((Autora, 2019) Numa série de ácidos, chamamos de mais forte aquele que: 
a) Reage mais rapidamente com metais. 
b) Tem maior constante de dissociação. 
c) Tem menor constante de dissociação. 
Ao observar a posição dos ácidos HClO4, H2SO4, HCl e 
HNO3 na Tabela, verificamosque eles estão acima do 
íon H3O+ e que têm maior tendência em doar prótons do 
que o íon H3O+. Portanto, em solução aquosa, o íon H3O+ 
é o ácido mais forte que pode existir. 
 
6 
 
d) Consome menos moles de NaOH por mol de ácido na reação de 
neutralização. 
e) Consome mais moles de NaOH por mol de ácido na reação de 
neutralização. 
 
3) (Autora, 2019) Os óxidos metálicos e não-metálicos reagem com água, ácidos 
e bases. Quando da reação com água fornecem ácidos ou bases, de acordo 
com sua classificação. 
Assim, qual dos óxidos a seguir, quando em reação com este solvente, 
fornece o ácido mais forte? 
a) SiO2 
b) CO2 
c) Na2O 
d) SO3 
e) MgO 
Gabarito 
1) Resposta correta letra B. os pares conjugados formados após a dissociação 
são formados por um ácido forte e sua correspondente base fraca. 
2) Resposta correta letra B. de acordo com a teoria de Brönsted-Lowry a força 
do ácido está relacionada a sua capacidade de se dissociar, em uma reação, 
portanto, maior constante de dissociação. 
3) Resposta correta letra D. O íon sulfeto resultante da reação é o ácido com a 
maior constante de dissociação, portanto o ácido mais forte. 
Resumo 
A força de um ácido ou de uma base é devida a extensão da reação do ácido 
ou da base com água. Esta força representa fisicamente a tendência que um ácido 
tem em doar ou que uma base tem em receber. 
Não há um método universalmente satisfatório para medir a força de ácidos e 
bases e que se aplique a todos os sistemas. Em solventes protônicos como água, a 
força de ácidos e bases pode ser tratada adequadamente através de constantes de 
ionização em um contexto de Brönsted-Lowry. 
 
7 
 
Referências bibliográficas 
WELLER, Mark – Química orgânica.6. ed. Porto Alegre: Bookman, 2017. 
Referências imagéticas 
Figura 01. Weller, Mark – Química orgânica.6. ed. – Porto Alegre :Bookman, 2017, p. 121.