Ácidos e Bases

Você já percebeu o sabor azedo de um limão, ou o adstringente, de “amarrar a boca”, de uma banana verde? Esses sabores são característicos de duas funções inorgânicas muito importantes da química, os ácidos e bases, respectivamente. Mas, se precisássemos determinar com que tipo de substância química estamos lidando, o paladar seria uma forma muito perigosa de fazer isso. Desta forma, Arrhenius, químico sueco nascido em 1859, desenvolveu uma teoria que nos permite determinar substâncias ácidas e básicas: segundo Arrhenius, através de diversos dados experimentais, a relação fundamental para ácidos e bases se dá pela ionização dessas substâncias quando misturadas com água.

Ácidos

Por Arrhenius, ácidos são compostos covalentes que se ionizam ao entrarem em contato com água, liberando o cátion , para que íon hidrônio (H₃O⁺) seja formado.

Exemplo:

Assim, o composto HBr é um ácido de Arrhenius, pois forma o íon .

Classificação dos ácidos

Os ácidos podem ser classificados de diversas maneiras. Podemos classificá-los quanto à presença de oxigênio no composto, quanto à volatilidade, quanto ao número de hidrogênio ionizáveis e quanto à força do ácido.

Quanto à presença de oxigênio

Quando a composição de um ácido é isenta de oxigênio, chamamos esse ácido de hidrácido. Contudo, se o oxigênio estiver presente, o ácido será denominado oxiácido.

Exemplos:

HCl: O ácido clorídrico é um exemplo de hidrácido;

H₂SO₄: O ácido sulfúrico é um exemplo de oxiácido.

Quanto à volatilidade

A volatilidade é a capacidade de evaporação de uma substância. Assim, substâncias voláteis possuem uma maior pressão de vapor e uma menor temperatura de ebulição.

Os ácidos que possuem baixa temperatura de ebulição são considerados voláteis.

Exemplo:

HF: O ácido fluorídrico é um ácido gasoso na CNTP (Condições Normais de Temperatura e Pressão) que é considerado volátil.

Em contrapartida, os ácidos fixos são aqueles que possuem uma alta temperatura de ebulição.

Exemplo:

H₂SO₄: O ácido sulfúrico é um ácido líquido na CNTP que é considerado fixo.

Quanto ao número de hidrogênios

a) Monoprótico: São os ácidos que liberam somente um íon de hidrogênio;

b) Diprótico: São os ácidos que liberam somente dois íons de hidrogênio;

c) Triprótico: São os ácidos que liberam três íons de hidrogênio;

d) Tetraprótico: São os ácidos que liberam quatro íons de hidrogênio;

Quanto à força

A força de um ácido está diretamente relacionada a sua capacidade de ionização, não devendo-se confundir força com periculosidade. Um ácido forte não é necessariamente um ácido corrosivo, assim como um ácido fraco pode ser um ácido tóxico.

Em condições padrão, um ácido nunca se ioniza 100%, mas quanto mais próximo desse valor, mais forte o ácido será. A ionização pode ser dada pelo quociente da quantidade de moléculas ionizadas pela quantidade total de moléculas dissolvidas em água. Essa proporção é denominada grau de ionização, representada pelo símbolo ““.  Assim:

Cada ácido irá possuir um valor fixo e este será útil para caracterizar o ácido.

Exemplos:

Grau de ionização do HCl: 92%

Grau de ionização do HF: 9%

Perceba que o grau de ionização do HCl está bem próximo de 100% e, portanto, ele é um ácido forte, enquanto o HF é um ácido fraco.

Existem ainda outras maneiras de classificar um ácido quanto à força (forte, moderado e fraco) sem que se saiba as quantidades de moléculas ionizadas da proporção.

a) Se for um hidrácido:

Para o caso em que o ácido for hidrácido, os ácidos serão dispostos da seguinte forma:

Fortes: HCl, Hbr e HI;

Moderado: HF;

Fracos:  O restante dos hidrácidos.

b) Se for um oxiácido:

Dado um oxiácido genérico HxEOy (Lê-se “x átomos de H, Elemento característico E e y átomos de O), devemos subtrair a quantidade de átomos de oxigênio (y) da quantidade de átomos de oxigênio (x). Assim:

Fortes: Quando y-x>1;

Moderados: Quando y-x=1;

Fracos: Quando y-x<1.

Nomenclatura dos ácidos

A nomenclatura dos ácidos é de suma importância para a sua “tradução”, uma vez que através da leitura do nome de um ácido é possível descrever a fórmula molecular dele.

Nomenclatura dos hidrácidos

Quando o ácido é classificado como hidrácido, a sua nomenclatura é dada por “ácido” acrescido do nome do elemento com terminação “ídrico”.

Exemplos:

HCl: Ácido clorídrico;

HI: Ácido iodídrico;

HBr: Ácido bromídrico.

Nomenclatura dos oxiácidos

A nomenclatura dos oxiácidos depende do número de oxidação (NOX) do elemento característico do ácido (aquele que não é hidrogênio nem oxigênio).

Se o elemento característico tiver NOX baixo (+1/+2) a nomenclatura será dada da seguinte maneira:

“Ácido” + “hipo” + “nome do elemento” + “oso”.

Se o elemento possuir NOX (+3/+4):

“Ácido” + “nome do elemento” + “oso”.

Se o elemento possuir NOX elevado (+5/+6):

“Ácido” + “nome do elemento” + “ico”.

Se o elemento possuir NOX extremamente elevado(+7):

“Ácido” + “per” + “nome do elemento” + “ico”.

Exemplos:

H₂SO₄: Pelo estudo do NOX do enxofre (S) (+6), seu nome será “ácido sulfúrico”

HMnO₄: Pelo estudo do NOX do manganês (Mn) (+7), seu nome será “ácido permangânico”.

Bases

Por Arrhenius, bases são compostos que sofrem dissociação iônica em água liberando o ânion hidroxila (OH^–).

Exemplo:

Assim, o composto HBr é um ácido de Arrhenius, pois forma o íon H₃0⁺.

Classificação das bases

As bases podem ser classificadas por sua quantidade de hidroxilas, pela sua solubilidade em água e quanto sua força.

Quanto à quantidade de hidroxilas

As bases, quanto a quantidade de hidroxilas, são classificadas da seguinte forma:

a) Monobase: Que possuem apenas uma hidroxila presente;

b) Dibase: Que possuem apenas duas hidroxilas presentes;

c) Tribase: Que possuem três hidroxilas;

d) Tetrabase: Que possuem quatro hidroxilas.

Quanto à solubilidade

As bases podem ser classificadas da seguinte maneira:

a) Solúveis → São as bases formadas pelos elementos da família dos metais alcalinos (1A) e a base NH₄OH;

b) Parcialmente solúveis → São as bases formadas pelos elementos da família dos metais alcalinos terrosos (2A), excluindo a base Mg(OH)₂ que pode ser considerada insolúvel;

c) Praticamente insolúvel → São as demais bases.

Quanto à força

A força das bases é dada pela capacidade de dissolução delas. Essa dissolução pode ser dada pela seguinte razão:

Assim, as bases podem ser classificadas como:

Fortes: Quando é aproximadamente 100%. São as bases da família 1A e 2A, excluindo a base Mg(OH)₂ que é classificada como uma base fraca.

Fracas: Quando é aproximadamente 0%. São todas as demais bases.

Nomenclatura das bases

As bases são nomeadas de maneira que o nome dessas bases sejam suficientes para a determinação da de suas fórmulas moleculares.

Bases de elementos com nox fixo

Quando o elemento característico possui somente um valor de nox, a regra de nomenclatura é dada da seguinte maneira:

“Hidróxido de” + “nome do elemento”.

Exemplos:

Na(OH): Hidróxido de sódio;

Sr(OH)₂: Hidróxido de estrôncio.

Bases de elementos com nox variado

Quando o elemento característico possui mais de um nox, a nomenclatura pode ser dada da seguinte maneira:

a) Se for o maior nox do elemento:

“Hidroxido” + “nome do elemento” +”ico”;

b) Se for o menor nox do elemento:

“Hidróxido” + “Nome do elemento” + “oso”.

Exemplos:

Fe(OH)₂: Hidróxido ferroso;

Fe(OH)₃: Hidróxido férrico.

Outra maneira de nomear esses tipos de bases é pela numeração em algarismos romanos, correspondente ao seu nox:

“Hidróxido de elemento” + “numeração do nox em algarismo romano”.

Exemplos:

Fe(OH)₂  → Hidróxido de ferro II;

Fe(OH)₃ → Hidróxido de ferro III.