Ácidos e Bases

Prévia do material em texto

ÁREA DE CONHECIMENTO: QUÍMICA
Ácidos e Bases
Professora: Rosemaire Souza Santana
1
14/07/2020
Observe:
Por que isso ocorre ?
Fatos Experimentais
Observe:
3
A maioria dos indicadores usados em laboratório são artificiais; porém, alguns são encontrados na natureza, como o tornassol, que é extraído de certos liquens. No nosso dia-a-dia, encontramos esses indicadores presentes em várias espécies: no repolho roxo, na beterraba, nas pétalas de rosas vermelhas, no chá-mate, nas amoras etc., sendo sua extração bastante fácil.
Indicadores são substâncias que revelam a presença de íons H + e de íons OH - numa solução, porque mudam de cor na presença de H + e de OH - . Dá para saber se existem íons H + ou íons OH - pela cor do indicador.
Indicadores Ácido-Base
Indicadores de Laboratório:
O tornossol é extraído de certos liquens. Liquens são formas de vida formadas pela associação entre algas e fungos.
Tornosol
Ácido
Base
Indicadores Ácido-Base
4
14/07/2020
Conceituação de ácidos e bases
Definição operacional ácidos e bases
Ácidos
Bases
Sabor azedo
Sabor adstringente
Torna rósea Tornassol
Torna azul Tornassol
Reage com metais liberando H2
Reage com ácido formando sal e água
Conceituação de ácidos e bases
Definição operacional ácidos e bases
Conceituação de ácidos e bases
Definição operacional ácidos e bases
NaOH é um composto iônico
HCl é um composto molecular
No NaOH sólido há íons, mas não estão livres para se movimentar
No HCl gasoso não há cargas livres para conduzir a corrente elétrica
Conceituação de ácidos e bases
Ácidos, bases e a condutividade elétrica
Já que as soluções de NaOH e HCl conduzem corrente elétrica, concluímos que nelas devem existir cargas elétricas livres para se movimentar . Que cargas são essas?
NaOH
HCl gás
Conceituação de ácidos e bases
Bases sofrem dissociação iônica
10
Conceituação de ácidos e bases
Ácidos sofrem ionização
11
Experiência
Considere a figura ao lado:
Determine a cor que a solução de repolho roxo apresentará na presença de:
suco de laranja;
soda cáustica;
soda limonada;
leite de magnésia;
vinagre;
 Ajax.
RESPOSTA
V
VA
V
VA
V
VA
12
Segundo Arrhenius...
HCl(g) H+(aq) + Cl -(aq)
H2SO4(l) 2 H+(aq) + SO4-2(aq)
H3PO4(l) 3 H+(aq) + PO4-3(aq)
Observe:
... ácido é todo composto que, dissolvido em água, origina H+ (H3O+) como único cátion (o ânion varia de ácido p/ ácido).
Em palavras:
Moléculas de cloreto de hidrogênio gasoso, ao se dissolverem em água, originam íons H+ e Cl- em solução aquosa
H2O
H2O
H2O
Conceituação de ácidos e bases
Conceito ácido-base de Arrhenius
13
Atualmente, sabemos que o íon H+ não é estável. Ele se une a uma molécula de água, originando o H3O+ (hidroxônio ou hidrônio).
H
átomo de hidrogênio (1 próton; 1 elétron)
perde o elétron...
H+
cátion hidrogênio (1 próton)
une-se à água...
H3O+
cátion hidroxônio, ou hidrônio.
O
H
H
H+
H
+
O
H
H
Nenhum elétron
Conceitução de ácidos e bases
Conceito ácido-base de Arrhenius
14
HIDRÁCIDOS (ácidos sem oxigênio)
ÁCIDO (Radical do E) + ÍDRICO
HCl : ácido clorídrico
HBr : ácido bromídrico
H2S : ácido sulfídrico
HF : ácido fluorídrico
HCN : ácido cianídrico
HI : ácido iodídrico
Ácido não-oxigenado (HxE): 
Note que realmente é usado o radical da palavra (em latim) que dá nome ao elemento (ou grupo).
Ácidos
Fórmulas e nomenclaturas
Para ácidos do enxofre usamos o radical em latim “sulfur”.
15
OXIÁCIDOS (ácidos com oxigênio)
Ácidos
Fórmulas e nomenclaturas
H Br O4
+1
-2
ác. perbrômico
+7
H Br O3
+1
-2
ác. brômico 
+5
H Br O2
+1
-2
ác. bromoso
+3
H Br O
+1
-2
ác. hipobromoso
+1
+7
+6
+5
+2
+3
+4
+1
ÁCIDO (radical de E) + ICO (+ oxigênio)
			 OSO (- oxigênio)
Menos Oxigênios
Ácido Per ..... ico
Ácido ..... ico
Ácido ..... oso
Ácido Hipo ..... oso
16
Ácidos
Fórmulas estruturais - Oxiácidos
Escrever o símbolo do elemento que esta no centro a fórmula molecular.
Colocar um “O” entre cada “H” capaz de se ionizar (hidrogênio ionizável) e o elemento central.
Ligar os “O” restantes, se houver, ao elemento central
	Obs.: Havendo hidrogênios não-ionizáveis, eles devem ser ligados ao elemento central. Isso ocorre no H3PO3 e no H3PO2
H2CO3 
Ácido carbônico
C
O
O
O
H
H
H2SO4 
Ácido sulfúrico
S
O
O
O
H
H
H3PO4 
Ácido fosfórico
O
P
O
O
O
H
H
O
H
Essas ligações são consideradas por alguns autores, como “dativas”.
17
Ácidos
Ionização de ácidos
Os átomos de hidrogênio que aparecem na fórmula de um ácido e podem ser liberados como H+ (H3O+) são chamados de hidrogênios ionizáveis.
Como regra geral, todos os H presentes na fórmula de um ácido são ionizáveis.
Exceções
H3PO4 
Ácido fosfórico
P
O
O
O
H
H
O
H
H3PO3
Ácido fosforoso (2H+)
P
O
O
O
H
H
H
H3PO2
Ácido hipofosforoso (1H+)
P
O
O
H
H
H
18
Ácidos
Ionização parcial (em etapas)
Quando um ácido possui mais de um H ionizável, ocorre a ionização por etapas. Usando equações simplificadas:
H2SO4(aq) = 2 H+(aq) + SO4-2(aq) 
H2SO4(aq) = H+(aq) + HSO4-(aq) 1ª etapa
 HSO4-(aq) = H+(aq) + SO4-2(aq) 2ª etapa
equação global
H3PO4(aq) = 3 H+(aq) + PO4-3(aq)
H3PO4(aq) = H+(aq) + H2PO4-(aq) 1ª etapa
H2PO4-(aq) = H+(aq) + HPO4-2(aq) 2ª etapa
HPO4-2(aq) = H+(aq) + PO4-3(aq) 3ª etapa
equação global
19
Ácidos
Ionização (classificação)
Os ácidos podem ser classificados quanto ao número de Hidrogênios Ionizáveis:
	Monoácidos (HCl, HI, H3PO2)
	Diácidos (H2SO4, H2S, H3PO3) 
	Triácidos (H3PO4, H3BO3, H3BO2)
	Tetrácidos (H4P2O7)
20
Ácidos
Grau de ionização
Grau de ionização de um ácido (α) é a relação entre o número de moléculas ionizadas e o número total de moléculas dissolvidas.
21
Ácidos
Grau de ionização
Os hidrácidos mais conhecidos são assim classificados:
A força dos oxiácidos pode ser determinada pela diferença (x) entre o número de átomos de oxigênio e o número de átomos de hidrogênio ionizáveis.
0, fraco Ex.: HClO, H4SiO4
1, moderado Ex.: H3PO4, HNO2
2, forte Ex.: H2SO4, HBrO4
y-x
HxEOy
22
Ácidos
Grau de ionização
Exceções
Ácido carbônico (H2CO3)
Ácido acético (H3CCOOH)
... por ser um ácido instável, decompõe-se mais facilmente do que se ioniza, apresentando um pequeno grau de ionização. Assim, é considerado um ácido fraco, não seguindo a regra apresentada.
 ... pode ser obtido a partir do álcool comum, o que acontece quando o vinho azeda. Esse ácido é o principal componente do vinagre e será estudado com detalhes em Química Orgânica.
1. Associe corretamente as duas colunas:
RESPOSTA
23
Vamos Praticar
(1) — H2SO4
(2) — HI
(3) — HNO2
(4) — HClO4
(5) — H2S
(A) hidrácido, monoácido, forte
(B) hidrácido, diácido, fraco
(C) oxiácido, monoácido, forte
(D) oxiácido, diácido, forte
(E) oxiácido, monoácido, semiforte
(D)
(A)
(C)
(E)
(B)
3. (Cesgranrio-RJ — mod.) Com base na tabela de graus de ionização apresentada a seguir, indique a ordem crescente da força dos ácidos.
RESPOSTA
24
Vamos Praticar
HCN < HF < H3PO4 < H2SO4 < HCl
25
Principais ácidos e suas aplicações
Gravações em vidro de carro
Nas condições ambientes, é um gás incolor que tem a característica de corroer o vidro, quando em solução aquosa. É usado para fazer gravações em cristais e vidros.
O ácido clorídrico consiste no gás cloreto de hidrogênio dissolvido em água. Quando impuro, é vendido no comércio com o nome de ácido muriático, sendo usado principalmente na limpeza de pisos e de superfícies metálicas antes do processo de soldagem.
26
Principais ácidos e suas aplicações
É o nome com que se indica uma solução aquosa do gás cianídrico, que é incolor, com cheiro característico de amêndoas amargas. Por ser muito venenoso, esse gás é utilizado nas execuções em câmara de gás.
É um gás venenoso, incolor, formado na putrefação de substâncias orgânicas naturais que contenham enxofre, sendo responsável em grande parte pelo cheirode ovo podre.
Ao pressentirem o perigo, certos animais, como o gambá e a maritaca, liberam uma mistura de substâncias de odor desagradável, entre as quais o H2S.
As folhas de mandioca, apesar de venenosas, podem ser utilizadas como alimento para o gado. Quando deixadas ao sol, liberam o gás cianídrico, tornando-se, assim, apropriadas para o consumo.
27
Principais ácidos e suas aplicações
O gás carbônico presente no ar atmosférico combina-se com a água da chuva, formando o H2CO3, mesmo em ambientes não poluídos, o que nos leva a concluir que toda chuva é ácida.
O gás carbônico é um dos constituintes dos
refrigerantes e das águas minerais gaseificadas.
É usado na indústria de vidro, na tinturaria, nas indústrias de alimentos e na fabricação de fosfatos usados como adubos (fertilizantes). O ácido fosfórico é utilizado na produção refrigerantes à base de cola (Coca, Pepsi, etc).
28
Principais ácidos e suas aplicações
É um líquido incolor, de cheiro característico, e o principal componente do vinagre, que é uma solução aquosa que contém de 3 a 7% desse ácido.
É o ácido mais importante economicamente. O maior consumo de ácido sulfúrico se dá na fabricação de fertilizantes, como os superfosfatos e o sulfato de amônio. É, ainda, utilizado nas indústrias petroquímicas, de papel, de corantes etc. e nos acumuladores de chumbo (baterias de automóveis).
29
Principais ácidos e suas aplicações
Depois do ácido sulfúrico, o ácido nítrico é o mais fabricado e consumido na indústria. À temperatura ambiente, é um líquido incolor e fumegante (volátil). Ataca com violência os tecidos animais e vegetais, produzindo manchas amareladas na pele. Seu manuseio, portanto, requer muito cuidado, pois seus vapores são muito tóxicos. Uma das mais importantes aplicações do ácido nítrico relaciona-se à fabricação de explosivos (TNT, nitroglicerina).
(ENEM) Leia o texto a seguir e responda às questões (1) e (2).
O suco extraído do repolho roxo pode ser utilizado como indicador do caráter ácido (pH entre 0 e 7) ou básico (pH entre 7 e 14) de diferentes soluções. Misturando-se um pouco de suco de repolho e da solução, a mistura passa a apresentar diferentes cores, segundo sua natureza ácida ou básica, de acordo com a escala abaixo.
30
Vamos Praticar
Algumas soluções foram testadas com esse indicador, produzindo os seguintes resultados:
RESPOSTA
31
Vamos Praticar
De acordo com esses resultados, as soluções I, II, III e IV têm, respectivamente, caráter:
a) ácido, básico, básico, ácido.
b) ácido, básico, ácido, básico.
c) básico, ácido, básico, ácido.
d) ácido, ácido, básico, básico.
e) básico, básico, ácido, ácido.
2) Utilizando-se o indicador citado em sucos de abacaxi e de limão, pode-se esperar como resultado as cores:
a) rosa ou amarelo
b) vermelho ou roxo
c) verde ou vermelho
d) rosa ou vermelho
e) roxo ou azul
(UECE) O sistema a seguir mostra a ocorrência de reação química entre um ácido e um metal, com liberação do gás X.
RESPOSTA
32
Vamos Praticar
O2
Cl2
O3
H2
33
Segundo Arrhenius...
... Base é todo composto que, dissolvido em água, origina OH- como único ânion (o cátion varia de base para base).
Observe:
NaOH(s) Na+(aq) + OH -(aq)
Ca(OH)2(s) Ca2+(aq) + 2OH-(aq)
Al(OH)3(s) Al3+(aq) + 3OH-(aq)
Em palavras:
Hidróxido de sódio sólido se dissolve em água produzindo íons Na+ e OH- em solução aquosa
H2O
H2O
H2O
Conceituação de ácidos e bases
Conceito ácido-base de Arrhenius
34
Bases
Fórmulas e nomenclaturas
HIDRÓXIDO de
+
nome do elemento
+
Nox do elemento
NaOH : hidróxido de sódio
Ca(OH)2 : hidróxido de cálcio
Al(OH)3 : hidróxido de alumínio
Fe(OH)2 : hidróxido de ferro (II)
CuOH : hidróxido de cobre (I)
NH4OH : hidróxido de amônio
- O nox do elemento só é usado quando ele apresentar mais de um e deve ser escrito em algarismos romanos.
- O NH4+ é o cátion amônio.
35
Apesar de menos usada atualmente, existe a nomenclatura dos sufixos:
Lembre-se da nomenclatura dos oxiácidos!
Fe(OH)2 : hidróxido ferroso.
Fe(OH)3 : hidróxido férrico.
CuOH : hidróxido cuproso.
Cu(OH)2 : hidróxido cúprico.
AuOH : hidróxido auroso.
Au(OH)3 : hidróxido áurico.
Sn(OH)2 : hidróxido estanoso.
Sn(OH)4 : hidróxido estânico.
Bases
Fórmulas e nomenclaturas
Nox menor: Hidróxido (elemento) + OSO
Nox maior: Hidróxido (elemento) + ICO
As bases podem ser classificadas de acordo com o número de hidroxilas presentes em suas fórmulas. Exemplo: 
 monobases: NaOH, KOH, NH4OH
 dibases: Ca(OH)2, Fe(OH)2
 tribases: Al(OH)3, Fe(OH)3,
 etc
36
Bases
Amônia (NH3): uma base diferente
Hidroxila – íon característico das bases
Não confunda amônia com amônio!
Amônia (molécula)
Amônio (íon positivo)
Ao contrário das demais bases, que sofrem dissociação iônica, ex.: NaOH, KOH, Ca(OH)2; a amônia (composto molecular) sofre ionização quando é dissolvida em água.
Nas condições ambientes é um gás de cheiro forte e irritante
(*) Os hidróxidos de metais que não sejam alcalinos nem alcalinos terrosos apresentam um caráter covalente bastante acentuado.
37
Bases
Dissociação iônica: bases de metais e ionização da amônia
Como vimos, a amônia é uma base diferente das demais: ao ser dissolvida em água sofre ionização e, nesse contexto, pode ser representada pela fórmula NH4OH e considerada como uma monobase
A amônia
Não possui metal
É um composto molecular
Outras bases
Possuem metal na composição
É gasosa quando pura
Em água sofre ionização
São compostos iônicos (*)
São sólidos quando puras
Em água sofrem dissociação iônica
38
Principais bases e suas aplicações
Conhecido por cal extinta ou apagada, o hidróxido de cálcio é comumente usado na construção civil (preparação de argamassa).
Hidróxido de sódio. Comercialmente (impuro) é conhecido por soda cáustica. Usado na fabricação de sabões, é altamente corrosivo.
39
Principais bases e suas aplicações
Hidróxido de amônia. Obtido pela dissolução da amônia (NH3) em água, o chamado amoníaco é usado em alguns produtos de limpeza.
amoníaco
Usado como antiácido estomacal e laxante suave o hidróxido de magnésio é conhecido por “leite de magnésia”, quando em suspensão aquosa.
(FMU/Fiam-SP) Para combater a acidez estomacal causada pelo excesso de ácido clorídrico, costuma-se ingerir um antiácido. Das substâncias abaixo, encontradas no cotidiano das pessoas, a mais indicada para combater a acidez é: 
RESPOSTA
40
Vamos Praticar
refrigerante
suco de laranja
água com limão
vinagre
leite de magnésia
(FUA-AM) Analise a alternativa correta que indica uma das substâncias ativas contidas no medicamento “aziran”, usado para neutralizar a hiperacidez estomacal:
RESPOSTA
41
Vamos Praticar
Hidróxido de sódio
Ácido clorídrico
Ácido sulfúrico
Hidróxido de alumínio
Ácido cítrico