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Ácidos: ● Com base na teoria de Arrhenius, um ácido é uma solução que possui o cátion hidroxônio (H3O+) e um ânion, derivados da ionização de um composto molecular ao dissolver o mesmo em água. Com isso em mente, vale destacar que todo ácido conduz corrente elétrica. Exemplos de compostos moleculares que se ionizam em água, formando ácidos: HCl, H3PO4, H2SO4, H2MnO4, H2CO3, H3BO3, H2S, HClO3, etc. Ionização do H2CO3: CO 2H O → 2H O CO H2 3 (g) + 2 (l) 3 + (aq) + 3 2− (aq) ● Os ácidos apresentam uma capacidade de corroer outras substâncias, como, por exemplo, ligas metálicas e tecidos biológicos, além de possuírem sabor azedo. De acordo com Arrhenius, é o íon H3O+ que justifica a ação corrosiva dos ácidos. ● Nomenclatura dos ácidos: Hidrácidos: Os hidrácidos são ácidos que possuem hidrogênio e outro ametal que não seja o oxigênio. Os hidrácidos são geralmente formados pelos elementos halogênios e pelo enxofre. Exemplos: HCl, HBr, HF, H2S, etc. A nomenclatura desses ácidos sempre sempre esse padrão: Primeiro vem o nome do elemento que se liga ao hidrogênio, e depois o sufixo ÍDRICO. Exemplo: Nome do ácido formado pelo HCl: HCl possui hidrogênio e cloro, portanto o nome fica assim: Ácido clorídrico (Observe que a terminação do nome do elemento central do HCl é ÍDRICO). E o nome de todo hidrácido segue esse padrão da IUPAC. Oxiácidos: Ácidos que possuem o elemento oxigênio ligado ao ânion são chamados de oxiácidos. Temos como exemplos de oxiácidos diversos ácidos existentes, como o H2CO3, H2MnO4, H2SO4, etc. A nomenclatura dessa classe de ácidos é complexa e apresenta muitas exceções que serão apresentadas mais à frente. A princípio, temos duas formas de nomear os oxiácidos, uma que leva em conta o número de oxidação do elemento central e outra que leva em conta a desidratação de um oxiácido de referência. Falando da primeira forma de nomenclatura dos oxiácidos, temos o seguinte: Número de oxidação do elemento central: Nomenclatura: +7 Per + elemento + ico (1 oxigênio a mais que o segundo) +5 ou +6 Elemento + ico +3 ou +4 (1 oxigênio a menos que o segundo) Elemento + oso +1 ou +2 (2 oxigênios a menos que o segundo) Hipo + Elemento + oso -1 ou -2 (Análise para hidrácidos) Elemento + ídrico Falando da segunda forma de nomear os ácidos, existem ácidos com nomenclaturas referentes à remoção de uma molécula de água (H2O) (desidratação) de um ácido de referência para formar tais ácidos. Observe: Nomenclatura do oxiácido de referência (oxiácido pelo qual os outros ácidos serão derivados a partir de sua desidratação): Orto + nome do oxiácido (O orto pode ser omitido). Ex.: Ácido ortofosfórico ou ácido fosfórico (H3PO4) Ao remover 1 molécula de água o ácido orto, obteremos um ácido com nomenclatura do tipo: Meta + nome do oxiácido de referência. Observe como exemplo a desidratação do ácido ortofosfórico: H3PO4 H2O− ----------------- HPO3 → Ácido metafosfórico Ao remover 1 molécula de água de duas moléculas do ácido orto, obteremos um ácido com nomenclatura do tipo: Piro + nome do oxiácido de referência. Observe outro exemplo com o ácido ortofosfórico: 2H3PO4 H2O− ---------------- H4P2O7 → Ácido Pirofosfórico Existem algumas exceções à essas regras de nomenclatura dos oxiácidos. Temos, como exemplos, o H2CO3 e o H3BO3. Estes compostos são os ácidos carbônico e bórico, respectivamente. Mesmo com o nox não correspondente à primeira tabela, eles têm terminação ico. Isso ocorre porque a valência desses elementos químicos coincidem com o número do grupo da tabela periódica ocupado por eles (Utilizamos como padrão a terminação ico quando ocorre essa coincidência, que geralmente ocorre para todos os elementos da família do boro e do carbono). O Carbono, que possui valência 4, é do grupo 4A (14), e, por isso, o seu ácido (H2CO3) é denominado ácido carbônico, e não ácido carboroso. O mesmo ocorre com o Boro, que possui valência 3 e o seu grupo é o 3A (13). Vale memorizar a fórmula molecular de cada uma dessas exceções apresentadas, visto que são fórmulas empíricas e relevantes. A respeito de outros dados empíricos sobre os oxiácidos, temos a fórmula molecular do ácido nítrico, que é HNO3, ao invés de ser H3NO4, como todos os outros oxiácidos formados por elementos do grupo do nitrogênio. Temos também ácidos formados por alguns metais de transição, como o crômio e o manganês. Estes podem formar o ácido crômico (H2CrO4), ácido mangânico (H2MnO4) e o permangânico (HMnO4). Um ácido orgânico muito importante que vale ressaltar aqui é o ácido acético ou etanóico (CH3COOH), que compõe o vinagre. A partir de todos esses dados sobre os oxiácidos e os dados empíricos relevantes apresentados acima, que podem ser memorizados, podemos formar uma tabela que pode ser útil para agilizar a nomenclatura e a extração das fórmulas moleculares dessa classe de ácidos. Observe: Grupo Generalização da fórmula molecular (para oxiácidos com nomenclatura do tipo: elemento + ico) (Para se obter outras nomenclaturas, basta adicionar ou remover oxigênios) Exceções à generalização Boro HXO2 (Da família do boro, apenas o alumínio forma ácido além do Boro (HAlO2) Ácido bórico (H3BO3) Carbono H4XO4 Ácido carbônico (H2CO3) Nitrogênio H3XO4 (Comumente podem formar outros ácidos a partir de desidratação) Ácido nítrico (HNO3) Calcogênios H2XO4 Não há Halogênios HXO3 Não há ● Fórmula estrutural dos oxiácidos: Os oxiácidos possuem estruturas que não apresentam certa regularidade e portanto são obtidas em análises de laboratório. Mas, existe uma generalização empírica que pode ser útil para determinar a fórmula estrutural dos oxiácidos. Esta é apresentada em três etapas: 1- Inserimos o elemento central do oxiácido (O X da fórmula molecular HnXyOk) no centro da fórmula estrutural; 2- Colocamos todos os oxigênio ao redor do elemento central; 3- Ligamos todos os hidrogênio nos oxigênios. Caso sobrem hidrogênios, ligaremos os mesmos no elemento central. (Hidrogênios só são ionizáveis se tiverem ligados com elementos altamente eletronegativos, como o oxigênio ou o flúor. No caso dos oxiácidos, o hidrogênio só será ionizável se estiver ligado a um dos oxigênios. Caso o mesmo esteja ligado ao elemento central, este não se ionizará). Alguns oxiácidos que possuem hidrogênios não ionizáveis são os ácidos fosforoso (H3PO3) e o hipofosforoso (H3PO2). Analise as fórmulas estruturais dos mesmos: Observe que os ácidos fosforoso e hipofosforoso apresentam, respectivamente, apenas 2 e 1 hidrogênios ionizáveis. Todos os hidrogênios restantes se ligam ao fósforo. Estas exceções são notáveis e vale memorizá-las. Podemos classificar os ácidos como monoácidos, diácidos, triácidos, tetrácidos e etc. Isso só vai depender da quantidade de hidrogênios ionizáveis que esse ácido possui. Bases: ● Baseado na teoria de Arrhenius, uma base é uma solução formada pelo ânion oxidrila (OH-) e um cátion metálico após a dissociação de um composto iônico de fórmula molecular geral dada por Xk(OH)n. ● As bases apresentam poder corrosivo e sabor adstringente. Esses fatos, de acordo com Arrhenius, se justificam pela presença da oxidrila (OH-). ● Observe a dissociação da base Cu(OH)2: H2O Cu(OH)2 (s) → Cu2+(aq) + 2OH- (aq) ● Toda base é formada por um composto iônico, exceto o hidróxido de amônio, que é uma base formada pelo composto molecular amônia (NH3). A reação da amônia com água forma uma solução que pode serconsiderada básica, embora não existia nenhum composto da forma NH4OH, sendo por isso considerada uma base diferente das outras, que se apresentam no estado sólido como compostos iônicos de forma Xy(OH)n. Observe a reação da amônia na água: NH3 (g) + H2O (l) → NH4+(aq) + OH-(aq) ● Nomenclatura das bases: A nomenclatura das bases é simples, pois apresenta duas formas. A primeira é quando o nox do metal da base não varia, que é o caso dos metais alcalinos, alcalino-terrosos, da prata (Ag+), do zinco (Zn2+) e do alumínio (Al3+). Com isso, a nomenclatura fica: Hidróxido + de + Nome do cátion. Quando o nox dos metais varia, a nomenclatura é a mesma da anterior mas com uma pequena adição. Depois do nome do cátion, devemos informar o nox do metal em algarismos romanos e entre parênteses. Isso ocorre com bases formadas pelos metais da tabela abaixo: (A memorização é útil) Metais Números de oxidação possíveis em bases Cobre (Cu) +1 ou +2 Mercúrio (Hg) +1 (na forma de Hg22+) ou +2 Ouro (Au) +1 ou +3 Ferro (Fe) +2 ou +3 Níquel (Ni) +2 ou +3 Crômio (Cr) +2 ou +3 Cobalto (Co) +2 ou +3 Estanho (Sn) +2 ou +4 Chumbo (Pb) +2 ou +4 Manganês (Mn) +2, +3 ou +4 Para metais com dois nox, podemos utilizar o sufixo oso para a menor carga e ico para a maior. Observe alguns exemplo: Au(OH)2 → hidróxido de ouro (II) ou hidróxido auroso; Au(OH)3 → Hidróxido de ouro (III) ou hidróxido áurico; Sn(OH)2 → Hidróxido de estanho (II) ou hidróxido estanoso; Sn(OH)4 → Hidróxido de estanho (IV) ou hidróxido estânico. A base formada pela amônia na água se chama hidróxido de amônio, sendo o amônio o cátion NH4+. Potencial hidrogeniônico (Escala de Ph) e Indicadores ácido-base ● A escala de Ph é uma forma de medir a acidez ou basicidade / alcalinidade. Ela é numerada de 0 a 14, indo de ácido até básico na forma crescente da escala. Observe a escala: Vemos que o Ph neutro é 7. Existem alguns exemplos de produtos cotidianos que são ou ácidos, ou básicos, ou neutros. Observe a ilustração: Existem substâncias que indicam se uma solução é ácida, básica ou neutra através da mudança de cor. Observe 5 exemplos: Nome Cor em meio ácido Cor em meio neutro Cor em meio básico Extrato de repolho roxo Rósea ou vermelha (muito ácido) Roxa Verde ou amarela (muito alcalino) Suco de amora Vermelho Verde Azul Suco de uva Vermelho Verde Azul Papel de tornassol Vermelho Verde Azul Fenolftaleína Incolor Incolor Rósea
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