Explicamos o que são ácidos e bases, suas características, indicadores e exemplos. Além disso, qual é a reação de neutralização.
O que são ácidos e bases?
Um ácido é aquela substância química capaz de produzir prótons (H + ) para outra substância química. Uma base é aquela substância química capaz de capturar prótons (H + ) de outra substância química.
No entanto, existem duas teorias fundamentais para explicar o que são ácidos e bases: a teoria de Arrhenius e a teoria de Brönsted-Lowry.
De acordo com a teoria de Arrhenius:
Um ácido é uma substância que libera prótons (H + ) em solução aquosa. Ou seja, é uma substância neutra, que quando dissolvida em água se dissocia em seus íons de acordo com a seguinte reação representativa:
Por exemplo: ácido clorídrico (HCl)
Uma base é uma substância que libera íons OH – em solução aquosa. Por exemplo: hidróxido de sódio (NaOH)
Essa teoria tem suas limitações, pois segundo ela esses compostos só são definidos em solução aquosa e não em outros meios. Além disso, não explica compostos como a amônia (NH 3 ), que é uma base, mas por não possuir OH – em sua composição, não atende à definição de Arrhenius de base.
Por tudo isso, uma nova teoria era necessária para explicar melhor os conceitos de ácido e base. Então, mais tarde, Brönsted e Lowry desenvolveram uma nova teoria, que inclui os princípios de Arrhenius, mas não é apenas pensada em solução aquosa e, portanto, muito mais abrangente.
De acordo com a teoria de Brönsted-Lowry:
Segundo essa teoria, um ácido é uma substância química capaz de ceder prótons (H + ) a outra substância química e uma base é aquela substância química capaz de absorver prótons (H + ) de outra substância química.
De acordo com esta teoria, uma reação ácido-base é um equilíbrio que pode ser expresso como:
Onde HA se comporta como ácido, uma vez que cede um próton H + para permanecer como A – . Por outro lado, B se comporta como uma base, pois captura um próton H + para se tornar HB + .
Algumas substâncias podem se comportar como ácidos e bases ao mesmo tempo e são consideradas anfotéricas. Isso depende do ambiente em que estão ou com quem reagem. Um exemplo desse tipo de substância é a água:
Na primeira equação, a água captura um próton H + , comportando-se como uma base e se transformando em H 3 O + . Já na equação (2), a água cede um próton H + , comportando-se como um ácido e tornando-se OH – .
Aparentemente, em ambas as teorias, ácidos e bases têm diferentes proporções de íons hidrogênio (H + ). Isso determina sua acidez (no caso dos ácidos) ou sua alcalinidade ou basicidade (no caso das bases).
O pH é a unidade utilizada para medir a acidez ou alcalinidade de uma solução, ou seja, indica a concentração de íons hidrogênio nesta.
- Ácidos. Substâncias com pH de 0 a 6.
- Neutro Substância com pH 7 (água).
- Bases / álcalis. Substâncias com pH de 8 a 14.
Quanto mais baixo for o pH de uma substância, maior será o seu grau de acidez. Por exemplo, o HCl puro tem um pH próximo a 0. Por outro lado, quanto maior o pH de uma substância, maior seu grau de alcalinidade. Por exemplo, a soda cáustica tem um pH igual a 14.
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Características de ácidos e bases
Tanto os ácidos quanto as bases podem existir como líquidos , sólidos ou gases . Por outro lado, podem existir como substâncias puras ou diluídas, conservando muitas de suas propriedades.
A diferença de pH é a característica mais perceptível de cada um . Quando o valor do pH de um composto atinge um de seus extremos, significa que esse composto é altamente perigoso para a maioria das matérias, tanto orgânicas quanto inorgânicas .
Ácidos e bases têm características físicas diferentes:
Ácidos
- Eles têm um sabor azedo (por exemplo: ácido presente em várias frutas cítricas).
- Eles são altamente corrosivos, eles podem gerar queimaduras químicas na pele ou danos respiratórios se seus gases forem inalados.
- Eles são bons condutores de eletricidade em soluções aquosas.
- Eles reagem com metais produzindo sais e hidrogênio.
- Eles reagem com óxidos de metal para formar sal e água .
Bases
- Eles têm um sabor amargo característico.
- São bons condutores de eletricidade em soluções aquosas.
- São irritantes para a pele: dissolvem a gordura cutânea e podem destruir a matéria orgânica devido ao seu efeito cáustico. Sua respiração também é perigosa.
- Eles têm um toque de sabão.
- Eles são solúveis em água.
Ácidos e bases na vida cotidiana
A presença de ácidos e bases em nosso dia a dia é abundante. Por exemplo, dentro das baterias de nossos aparelhos eletrônicos costuma haver ácido sulfúrico . Por isso, ao serem danificados e seu conteúdo despejado no aparelho, eles reagem com o metal dos eletrodos e criam um sal esbranquiçado.
Existem também ácidos suaves que manuseamos diariamente , como ácido acético (vinagre), ácido acetilsalicílico (aspirina), ácido ascórbico (vitamina C), ácido carbônico (presente em refrigerantes carbonatados), ácido cítrico (presente em frutas cítricas) ou ácido clorídrico (o suco gástrico que nosso estômago secreta para dissolver os alimentos).
Quanto às bases, o bicarbonato de sódio é utilizado na panificação, como desodorante e em vários remédios contra azia . Outras bases comumente usadas são carbonato de sódio (detergente), hipoclorito de sódio (alvejante de limpeza), hidróxido de magnésio (laxante) e hidróxido de cálcio (cal de construção).
Indicadores de ácido e base
A maneira de distinguir entre um composto ácido e um básico é medindo seu valor de pH. Hoje, existem vários métodos para medir o pH de uma substância.
- Usando indicadores ácido-base. Indicadores são compostos que mudam de cor conforme muda o pH da solução em que são encontrados. Por exemplo, a fenolftaleína é um líquido que fica rosa se adicionado a uma base e torna-se incolor se adicionado a um ácido. Outro exemplo é o papel de tornassol, que é imerso em uma solução e se ficar vermelho ou laranja será uma substância ácida e se escurecer será uma solução básica.
- Usando um potenciômetro ou medidor de pH. Existem equipamentos eletrônicos que nos fornecem diretamente o valor de pH de uma solução.
Reação neutralizadora
A reação de neutralização ou (reação ácido-base) é uma reação química que ocorre quando esses dois tipos de compostos são misturados , obtendo-se em troca um sal e uma certa quantidade de água. Essas reações são geralmente exotérmicas (geram calor ) e seu nome vem do fato de que as propriedades do ácido e da base se anulam.
Para classificar as reações de neutralização, é importante conhecer os tipos de ácidos e bases.
- Ácido forte. É um ácido que quando em solução aquosa fica completamente ionizado, ou seja, se transforma completamente nos íons que compõem sua molécula. Por exemplo: HCl (aq) , HBr (aq) , H 2 SO 4 (aq) .
- Base forte. É uma base que quando em solução aquosa fica completamente ionizada, ou seja, se transforma completamente nos íons que compõem sua molécula. Por exemplo: NaOH (aq) , LiOH (aq) , KOH (aq) .
- Ácido fraco. É um ácido que quando em solução aquosa é parcialmente ionizado, ou seja, não se transforma completamente nos íons que compõem sua molécula. Portanto, a concentração de íons em solução desse tipo de ácido é menor do que em ácido forte. Por exemplo: ácido cítrico, ácido carbônico (H 2 CO 3 )
- Base fraca. É uma base que se ioniza parcialmente quando em solução aquosa. Ou seja, ele NÃO é completamente transformado nos íons que compõem sua molécula. Portanto, a concentração de íons em solução desse tipo de base é menor do que em uma forte. Por exemplo: amônia (NH 3 ), hidróxido de amônio (NH 4 OH)
As reações de neutralização podem ocorrer de quatro maneiras, dependendo das propriedades de seus reagentes:
- Um ácido forte e uma base forte. O reagente mais abundante permanecerá em solução em relação ao outro. O pH da solução resultante dependerá de qual reagente está em maior proporção .
- Um ácido fraco e uma base forte. Será obtida uma solução de pH básico, a base permanecerá na solução.
- Um ácido forte e uma base fraca. O ácido é neutralizado e uma proporção de ácido permanecerá em solução, dependendo do grau de concentração do ácido. O pH da solução resultante é ácido.
- Um ácido fraco e uma base fraca. O resultado será ácido ou básico dependendo das concentrações de seus reagentes.
Exemplos de ácidos e bases
Ácidos
-
- Ácido clorídrico (HCl)
- Ácido sulfúrico (H 2 SO 4 )
- Ácido nítrico (HNO 3 )
- Ácido perclórico (HClO 4 )
- Ácido fórmico (CH 2 O 2 )
- Ácido brômico (HBrO 3 )
- Ácido bórico (H 3 BO 3 )
- Ácido acético (C 2 H 4 O 2)
Bases
- Soda cáustica (NaOH)
- Hidróxido de cálcio (Ca (OH) 2 )
- Amônia (NH 3 )
- Bicarbonato de sódio (NaHCO 3 )
- Hidróxido de potássio (KOH)
- Hipoclorito de sódio (NaClO)
- Fluoreto de cálcio (CaF 2 )
- Hidróxido de bário (Ba [OH] 2 )
- Hidróxido de ferro (III) (Fe [OH] 3 )
Segue com: Fórmula química
