Ácidos e bases

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Ácidos e bases

  1. 1. Ácidos e BasesProfessor Ms. Lucas Mariano da Cunha e Silva
  2. 2.  Ácidos e Bases; Conceitos de Arrhenius e de Brönsted-Lowry; Forças de Ácidos e Bases; Potencial hidrogeniônico (pH); Ácidos e bases inorgânicos mais comuns; Identificação; Nomenclatura; Propriedades Funcionais; Usos; Titulação ácido-base.
  3. 3.  Um composto inorgânico é a substância na qualos átomos de dois ou mais elementos são combinados.Alguns compostos são chamados de inorgânicosporque vêm de minerais e não de coisas vivasou orgânicas. Compostos que contém carbono quase sempresão compostos orgânicos, mas exceções comoo dióxido de carbono ou gás carbônico (CO2) sãoinorgânicos.
  4. 4. Substância, em solução aquosa, que liberacomo cátions somente íons H+;ouSubstância, em solução aquosa, que liberacomo cátions somente íons H3O+ (íonshidrônio ou hidroxônio).
  5. 5. Substância, em solução aquosa, que liberacomo ânions somente íons OH- (íons hidroxila)
  6. 6. A deficiência da definição de Arrhenius, ouseja, o fato de uma substância ser ácida oubásica somente em meio aquoso, provocou oestudo e surgimento de novas definições("teorias") para ácidos e bases.
  7. 7.  Em 1923, J. N. Brönsted e T. M. Lowry,independentemente, na Dinamarca e Inglaterra,respectivamente, propuseram uma definição maisampla e genérica para ácidos e bases. A chamadadefinição protônica; A definição protônica defini um ácido, como todasubstância (molécula ou íon) capaz de liberar umpróton (H+), e uma base, como toda substância(molécula ou íon) capaz de receber um próton.
  8. 8.  Segundo Brönsted-Lowry, temos a seguintedefinição:“Força de um ácido é a intensidade com que forneceo próton. O ácido forte fornece próton com maisfacilidade.”“Força de uma base é a intensidade com que recebepróton. A base forte recebe próton com maisfacilidade.”
  9. 9. Sabemos que, segundo Brönsted-Lowry, as reações ácido-basesão reversíveis. Em equilíbrio, ambas as reações continuamcom a mesma velocidade, e quantidade de cada espécie ficapermanece constante no decorrer do tempo.
  10. 10. O pH, potencial hidrogeniônico, é um índiceque indica a acidez, neutralidade oualcalinidade de um meio qualquer.A escala do pH pode variar de 0 até 14, sendoque quanto menor o índice do pH de umasubstância, mais ácida esta substância será.
  11. 11. O pH menor que 7 indica que tal substância éácida, para pH maior que 7 indica que asubstância é básica e para substância com pH 7indica que ela é neutra.O valor do pH está diretamente relacionadocom a quantidade de íons hidrogênio de umasolução e pode ser obtido com o uso deindicadores.
  12. 12. Para evitar o uso de expressões matemáticascom expoentes negativos, o químico Sorensenpropôs as seguintes definições:pH ⇒ potencial hidrogeniônico, expressa aacidez em termos da concentração [H+]pOH ⇒ potencial hidroxiliônico, expressaa bacisidade em termos da concentração [OH-]
  13. 13. Note que quanto maior for a acidez de uma solução, maior será[H+] e menor o pH!
  14. 14. Lembre-se sempre que as soluções podem ser:ATENÇÃO: Sempre considere a igualdade abaixo na hora de calcularo pH!
  15. 15. Os indicadores possuem a propriedade demudar de cor conforme o caráter da substância,se for ácido ou básico.Um exemplo é o tersol e a fenolftaleína.Na presença de ácidos, o papel de tornassolfica com a coloração vermelha e a solução defenolftaleína saí de vermelha e fica incolor napresença de um ácido.
  16. 16. HCl (ácido clorídrico) - O ácido impuro(técnico) é vendido no comércio com o nomede ácido muriático.É encontrado no suco gástrico .É um reagente muito usado na indústria e nolaboratório.É usado na limpeza de edifícios após a suacaiação, para remover os respingos de cal.
  17. 17.  H2SO4 (ácido sulfúrico) - É o ácido mais importante naindústria e no laboratório. O maior consumo de ácido sulfúrico é na fabricação defertilizantes, como os superfosfatos e o sulfato deamônio. É o ácido dos acumuladores de chumbo (baterias)usados nos automóveis. As chuvas ácidas em ambiente poluídos com dióxido deenxofre contêm H2SO4 e causam grande impactoambiental.
  18. 18.  HNO3 (ácido nítrico) - Depois do sulfúrico, é oácido mais fabricado e mais consumido naindústria. É usado na fabricação de explosivos,como nitroglicerina (dinamite) e trinitrotolueno(TNT). É usado na fabricação do salitre e da pólvoranegra. As chuvas ácidas em ambientes poluídoscom óxidos do nitrogênio contém HNO3 e causamsério impacto ambiental. O ácido nítrico concentrado é um líquido muitovolátil; seus vapores são muito tóxicos.
  19. 19. H2CO3 (ácido carbônico)É o ácido das águas minerais gaseificadas e dosrefrigerantes. É muito instável.Forma-se na reação do gás carbônico com aágua:CO2 + H2O ↔ H2CO3
  20. 20. H3PO4 (ácido fosfórico) Os seus sais (fosfatos) têm grande aplicaçãocomo fertilizantes na agricultura.É usado como aditivo em alguns refrigerantes.
  21. 21. NaOH (hidróxido de sódio)É a base mais importante da indústria e dolaboratório.É usado na fabricação do sabão e glicerina:(óleos e gorduras) + NaOH → glicerina +sabãoÉ usado na limpeza doméstica. É muitocorrosivo e exige muito cuidado ao sermanuseado.
  22. 22. Ca(OH)2 (hidróxido de cálcio)É a cal hidratada ou cal extinta ou cal apagada.É obtida pela reação da cal viva ou cal virgemcom a água. É o que fazem os pedreiros aopreparar a argamassa:É consumido em grandes quantidades naspinturas a cal (caiação) e no preparo daargamassa usada na alvenaria.
  23. 23. Mg(OH)2 (hidróxido de magnésio)É pouco solúvel na água.A suspensão aquosa de Mg(OH)2 é o leite demagnésia, usado como antiácido estomacal.O Mg(OH)2 neutraliza o excesso de HCl nosuco gástrico.Mg(OH)2 + 2HCl → MgCl2 + 2H2O
  24. 24.  NH4OH (hidróxido de amônio) Hidróxido de amônio é a solução aquosa do gásamônia. Esta solução é também chamada deamoníaco. A amônia é um gás incolor de cheiro forte e muitoirritante. A amônia é fabricada em enormes quantidades naindústria. Sua principal aplicação é a fabricaçãode ácido nítrico (HNO3). A amônia é usada na fabricação de produtos delimpeza doméstica, como Ajax, Fúria, etc.
  25. 25. Al(OH)3 (hidróxido de alumínio)É muito usado em medicamentos antiácidosestomacais, como Maalox, Pepsamar, etc.
  26. 26. Primeiro é preciso classificar o ácido, eles sãodivididos em dois grupos:ácidos sem oxigênio: hidrácidos;ácidos com oxigênio: oxiácidos.
  27. 27.  Hidrácidos: Nos ácidos sem oxigênio a nomenclatura ébem simples, é só seguir a regra abaixo: Ácido .......................................... ídriconome do elemento Os nomes dos hidrácidos são formados acrescentando-se a terminação ídrico às primeiras letras do nome doelemento químico. Exemplos:HCl – ácido clorídricoHBr – ácido bromídricoHI – ácido iodídrico
  28. 28.  Oxiácidos: Os nomes dos ácidos com oxigênio são dados apartir das reações de ionização dos mesmos:Demonstração: faça a reação de ionização do ácido H2CO3. H2CO3 → 2 H+ + CO32- O ânion CO32- é denominado de carbonato, a partir dessenome estabeleça uma comparação seguindo o quadroabaixo: Tabela de sufixos para Oxiácidos:ânions sufixoITO OSOATO ICO
  29. 29. Como a terminação de carbonato é ATO, a nomenclatura para o ácido da qual deriva esteânion será ácido carbônico (sufixo – ico):H2CO3 → 2 H+ + CO32-Ácido carbônico carbonatoVeja mais exemplos:Nomear corretamente os compostos: HClO e HNO2.Reação de ionizaçãoHClO → H+ + ClO-Ácido hipocloroso hipocloritoHNO2 → H+ + NO2-Ácido nitroso nitrito
  30. 30. N HNO3 ico Ácido nítricoC H2CO3 ico Ácido carbônicoB H3BO3 ico Ácido bóricoCl HClO3 ico Ácido clóricoS H2SO4 ico Ácido sulfúricoP H3PO4 ico Ácido fosfóricoSi H4SiO4 ico Ácido silícicoNúmeros de H Números de O1 32 33 31 32 43 44 4
  31. 31.  1) Se o cátion apresentar apenas um número de oxidação: hidróxido de + [nome do cátion] Exemplos: NaOHHidróxido de sódio Al(OH)3Hidróxido de alumínio Ca(OH)2Hidróxido de cálcio
  32. 32.  2) Se o cátion apresentar mais de um número de oxidação: hidróxido de + [nome do cátion] + número de oxidação dometal em algarismos romanos Fe(OH)3:Hidróxido de ferro (III) CuOH:Hidróxido de cobre (I) Cu(OH)2:Hidróxido de cobre (II)
  33. 33. Possuem sabor azedo (sabor ácido);Mantêm incolor uma solução deFenolftaleína;Descoram uma solução básica corada porFenolftaleína;Colorem de vermelho uma solução demetilorange (também chamado dealaranjado de metila);
  34. 34. Tornam amarelo o azul de bromotimol;Tornam vermelho o papel de tornassolazul e também o indicador universal;Não alteram a cor do papel de tornassolvermelho;Ao reagirem com bases, sempre seformam sal e água.
  35. 35. Colorem uma solução de Fenolftaleína;Mantém alaranjada uma solução deMetilorange;Mantém azul o azul de bromotimol;
  36. 36. Tornam azul o papel de tornassol evermelho e também o papel de indicadoruniversal;Mantém azul o papel de tornassol azul;Ao reagirem com ácidos, sempre há aformação de sal e água.
  37. 37. A reação entre ácido e base é chamada de"reação de neutralização" ou de "reação desalificação".Ácido + Base → Sal + H2OHR + MOH → MR + HOHonde R é o ânion do ácido e M é o cátion dabase.
  38. 38. HCl + NaOH → NaCl + H2Ocloreto de sódioHNO3 + NaOH → NaNO3 + H2Onitrato de sódioH2CO3 + 2NaOH → Na2CO3 + 2H2Ocarbonato de sódio2HCl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2H2Ocloreto de cálcio
  39. 39. 2HNO3 + Ca(OH)2 → Ca(NO3)2 + 2H2Onitrato de cálcioH2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 + 2H2Ocarbonato de cálcio3HCl + Al(OH)3 → AlCl3 + 3H2Ocloreto de alumínio3HNO3 + Al(OH)3 → Al(NO3)3 + 3H2Onitrato de alumínio3H2CO3 + 2Al(OH)3 → Al2(CO3)3 + 6H2Ocarbonato de alumínio
  40. 40. Solução de HCl e fenolftaleínaSolução de NaOH 0,1 mol/L

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