Substâncias Químicas Com Características Ácido e Base Bolsistas: Enio Lucia Altair Fernanda Rafael Jhefferson
Introdução Água Como Solvente Dissociação Iônica e Soluções Eletrolíticas Teorias de Ácidos e Bases: *A teoria de Arrhenius *A teoria de Brönsted-Lowry Índice *Ácido Nítrico (HNO 3 ) *Ácido Clorídrico (HCl) Características das Bases *O Hidróxido de Sódio (NaOH) *O Hidróxido de Cálcio (Ca(OH) 2 ) *O Hidróxido de Magnésio (Mg(OH) 2 ) Bibliografia Características dos Ácidos *Ácido Sulfúrico (H 2 SO 4 )
Introdução Atualmente os cientistas conhecem 118 elementos químicos, entre elementos sintéticos (aqueles produzidos em laboratório) e elementos naturais. Uma classificação fundamental foi criada na metade do século XVIII: Substâncias orgânicas são as que contêm carbonos ligados em cadeia. Substâncias inorgânicas (ou minerais) são as formadas por todos os demais elementos químicos. As funções químicas inorgânicas que iremos estudar são: os ácidos e as bases.
Água Como Solvente Uma razão para a água dissolver substâncias polares iônicas é a sua capacidade de estabilizar os íons em solução, mantendo-os separados uns dos outros. Isso é devido principalmente à alta constante dielétrica da água.
Dissociação Iônica e Soluções Eletrolíticas Eletrólitos são substâncias que possuem a capacidade de ser ionizadas quando em solução, liberando íons + (Cátions) e íons - (Aníons). Uma solução eletrolítica conduzem corrente elétrica.
Dissociação Iônica e Soluções Eletrolíticas
Dissociação Iônica e Soluções Eletrolíticas Os eletrólitos fortes ionizam-se completamente em um solvente, enquanto os eletrólitos fracos ionizam-se apenas parcialmente. HCl (g) + H 2 O (l) H 3 O + (aq.) + Cl - (aq.) CH 3 COOH (g) + H 2 O (l) H 3 O + (aq.) + CH 3 COO - (aq.)
Dissociação Iônica e Soluções Eletrolíticas NH 3 (g) + H 2 O (l) NH 4+ (aq.) + OH - (aq.)
Dissociação Iônica e Soluções Eletrolíticas
Teorias de Ácidos e Bases Existem várias teorias sobre acidez e basicidade. Contudo não se trata realmente de teorias, mais simplesmente de diferentes definições para o que convencionamos denominar ácido e base. Assim usamos a teoria mais conveniente para solucionar um determinado problema químico, interpretar um fenômeno químico ou representar uma reação química ácido-base. Teoria de Arrhenius; Teoria de Brönsted-Lowry; Teoria do Solvente; Teoria de Lewis; Teoria de Lux-Flood; Teoria de Usanovich; Teoria de Ácidos e Bases Duros e Moles.
Teorias de Ácidos e Bases A teoria de Arrhenius Em 1884, Arrehenius sugeriu que ácidos são espécies que possuem hidrogênio e que em solução produzem o cátion H 3 O + (H 3 O + íon hidrônio). Bases são espécies que possuem hidróxido e que em solução produzem o ânion, OH - (OH - íon hidroxila). HCl (g) + H 2 O (l) H 3 O + (aq.) + Cl - (aq.) H 2 SO 4 (l) + 2 H 2 O (l) 2 H 3 O + (aq.) + SO 4- (aq.) NaOH (s) + H 2 O (l) Na + (aq.) + OH - (aq.)
Teorias de Ácidos e Bases A teoria de Brönsted-Lowry Em 1923 J.N. Brönsted e T.M. Lowry sugeriram, independentemente, que ácidos são definidos como doadores de prótons e bases aceitadores de prótons.
Características dos Ácidos Os ácidos são eletrólitos, pois sofrem ionização, gerando uma solução condutora de corrente elétrica; Os ácidos reagem com vários metais, oxidando-os e liberando gás hidrogênio H 2 (g); Zn (s) + 2 HCl (aq.) ZnCl 2 (aq.) + H 2 (g) Mg (s) + H 2 SO 4 (aq.) MgSO 4 (aq.) + H 2 (g)
Características dos Ácidos Os ácidos Reagem com Carbonatos (CO 3 2- ) e bicarbonatos (HCO 3- ), produzindo gás carbônico CO 2 ; CaCO 3 (s) + 2 HCl (aq.) CaCl 2 (aq.) + H 2 O (l) + CO 2 (g) Os ácidos atuam sobre a cor de alguns determinados indicadores ácido-base.
Características dos Ácidos Ácido Sulfúrico (H 2 SO 4 ) é o nome comercial da solução aquosa de sulfato de hidrogênio, usualmente vendida com cerca de 97% de pureza. É liquido e incolor a temperatura ambiente (25 c), é viscoso, denso (d = 1,84 g.cm -3 ) e corrosivo. É agente desidratante poderoso, provoca severas queimaduras quando em contato com a pele e carboniza alguns compostos orgânicos, como a sacarose e a celulose. Utilizado na fabricação de: Papel, Corantes, Inseticidas, Fertilizantes, Baterias de Automóveis e na produção de outros ácidos. H 2 SO 4 (l) + 2 H 2 O (l) 2H 3 O + (aq.) + SO 4- (aq.)
Características dos Ácidos Ácido Nítrico (HNO 3 ) é o nome comercial da solução aquosa de nitrato de hidrogênio, usualmente comercializado com aproximadamente 70% de pureza. É líquido, incolor e muito corrosivo a temperatura ambiente (25 c), provoca severas queimaduras e manchas quando em contato com a pele. Utilizado na fabricação de: Corantes, Pesticidas, Fertilizantes, Explosivos (TNT e nitroglicerina) e Fibras sintéticas (náilon e seda artificial). HNO 3 (aq) + H 2 O (l) H 3 O + (aq.) + NO 3- (aq.)
Características dos Ácidos Ácido Clorídrico (HCl) é o nome comercial da solução aquosa do gás cloreto de hidrogênio, usualmente comercializado com aproximadamente 37% de pureza. É gás quando puro é incolor, corrosivo e muito tóxico. A solução aquosa de HCl é usada na limpeza e galvanização de metais, no curtimento de couros entre outros. O ácido muriático é uma solução aquosa que contém ácido clorídrico, a qual é comercializado para a limpeza de pisos, azulejos e superfícies metálicas. HCl (g) + H 2 O (l) H 3 O + (aq.) + Cl - (aq.)
Características das Bases As bases formam solução eletrolíticas quando dissolvidas em água. Algumas bases como os hidróxidos alcalinos, são ótimos eletrólitos quando fundido. A fusão provoca a liberação dos íons (cátions e aníons), porque o retículo cristalino se desfaz;
Características das Bases As bases reagem com ácidos por meio da reação de neutralização. Ácidos são neutralizados por bases e vice-versa, pois os cátions H + (aq.) presentes em solução ácidas reagem com os aníons OH - (aq.) da solução básica, formando água; H + (aq.) + OH - (aq.) H 2 O(l) As bases atuam sobre a cor dos indicadores ácido-base.
Características das Bases O Hidróxido de Sódio (NaOH) é comercializado como soda cáustica. Em temperatura Ambiente (25 c), é um sólido branco e bastante solúvel em água, sendo um eletrólito forte. É uma substância altamente corrosiva e em contato com a pele pode provocar graves queimaduras. Reage com óleos e gorduras, senda a matéria-prima na fabricação de sabões. O hidróxido sódio é obtido industrialmente por eletrolise de uma solução aquosa de cloreto de sódio NaCl(aq.). NaOH (s) + H 2 O (l) Na + (aq.) + OH - (aq.) + H 2 O (l)
Características das Bases O Hidróxido de Cálcio (Ca(OH) 2 ) em temperatura Ambiente (25 c), é um sólido branco pouco solúvel em água. É chamado de cal hidratada e quando dissolvido em água e filtrada, a solução é chamada de água de cal. O hidróxido cálcio é usado na produção de argamassas e tintas para construção civil, na correção da acidez de solo, no tratamento da águas, entre outros.
Características das Bases O Hidróxido de Magnésio (Mg(OH) 2 ) em temperatura Ambiente (25 c), é um sólido branco e pouco solúvel em água, formando uma mistura heterogênea, sendo um eletrólito fraco. O hidróxido magnésio comercializado com o nome de leite magnésio (medicamento indicado para diminuir a acidez do estomago), quando ingerido em grandes quantidades tem efeito de laxante.
Bibliografia CAMPOS, R. C.; SILVA, R. C.; Funções da química inorgânica funcionam? ; Química Nova na Escola, São paulo, n. 09, Maio 1999. p. 18-22. LEE, J. D. Química Inorgânica não tão concisa. 5ª Ed, Edgard Blücher, SãoPaulo- SP, 1999. FELTRE, R.; Química Geral, volume 1; 6 ed.; São Paulo; Editora Moderna, 2004. RUSSEL, J.B.; Química Geral. 2 ed. Trad. M.A. Brotto et al. São Paulo: Makron Books. SKOOG, D. A.; West, D. M.; Holler, F. J.; Crouch, S. R.; Fundamentos de Química Analítica, Editora Thomson, tradução da 8ª edição, 2006.