PROFESSOR PAULO CESAR |
PORTAL DE ESTUDOS EM QUÍMICA |
|
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]()
|
|
![]() |
o sabor azedo facilmente identificado em frutas cítricas, como limão, laranja e maçã (a palavra ácido é proveniente do latim acidus - azedo, picante); |
![]() |
formar soluções aquosas condutoras de eletricidade; |
![]() |
provocar efervescência, quando em contato com o calcário; |
![]() |
produzir mudança de cor nos indicadores ácido-base. |
Essas substâncias foram denominadas ácidos.
Os ácidos estão presentes em nosso dia-a-dia, como por exemplo: a laranja, o limão e as demais frutas cítricas contém ácido cítrico, a bateria de um automóvel contém ácido sulfúrico, o vinagre contém ácido acético, o ácido clorídrico é constituinte do suco gástrico no estômago, o ácido nítrico é utilizado para produzir explosivos como o TNT.
De um modo geral os ácidos são tóxicos e corrosivos, portanto deve-se evitar contato com a pele, ingeri-los ou respirá-los.
Definição Segundo Arrhenius
Ácido é todo composto molecular que, em solução aquosa, se ioniza, produzindo exclusivamente como cátion o H3O+ (hidroxônio).
HCl + H2O
H3O+ + Cl–
HCN + H2O
H3O+ + CN–
No entanto, o cátion Hidroxônio (H3O+) pode ser representado por H+:
HCl
H+ + Cl–
HCN
H+ + CN–
Classificação dos Ácidos
Quanto à natureza do ácido
Orgânicos - são compostos que contêm em sua estrutura o grupamento carboxila, composto por um átomo de carbono ligado a um átomo de oxigênio por ligação dupla e a um grupo de hidroxila, por ligação simples:
carboxila
O grupo carboxila também pode ser representado apenas por:
-COOH
O hidrogênio ligado ao átomo de oxigênio do grupo carboxila é considerado o hidrogênio ionizável do ácido, desta forma na sua ionização, teremos:
-COOH → H+ + -COO-
Entre os milhares de ácidos orgânicos conhecidos, alguns são de enorme importância para o homem, como por exemplo:
COOH à ácido fórmico (proveniente das formigas)
CH3COOH à ácido acético (extraído no vinagre, acetum – azedo)
Inorgânicos ou minerais - são de origem mineral e dividem-se em hidrácidos e oxiácidos.
Ex.: HCl, HF, HCN, H2SO4, H3PO4, et
Quanto à presença de oxigênio na molécula
Hidrácidos – não possuem oxigênio
Exemplos: HCl, HCN, HF, HI, HBr, H2S, etc.
Oxiácidos – possuem oxigênio
Exemplos: HNO3 , HClO3 , H2SO4, H3PO4, etc.
Quanto ao número de hidrogênios ionizáveis
Monoácidos (ou monopróticos) – apresentam um hidrogênio ionizável.
Exemplos: HCl, HBr, HNO3 , H3PO2 (exceção).
Diácidos (ou dipróticos) – apresentam dois hidrogênios ionizáveis.
Exemplos: H2S, H2SO4 , H3PO3 (exceção).
Triácidos – apresentam três hidrogênios ionizáveis.
Exemplos: H3PO4 , H3BO3.
Tetrácidos – apresentam quatro hidrogênios ionizáveis.
Exemplos: H4SiO4 , H4P2O7.
Quanto ao número de elementos químicos
Binário – dois elementos químicos
diferentes.
Exemplos: HCl, H2S, HBr.
Ternário – três elementos químicos
diferentes.
Exemplos: HCN, HNO3 , H2SO4
.
Quaternário – quatro elementos químicos
diferentes.
Exemplos: HCNO, HSCN
Quanto à volatilidade (ponto de ebulição)
Observação: Por quê se deixarmos um recipiente aberto contendo éter, em pouco tempo, observa-se que o éter desaparecerá?
O éter é um líquido que possui baixo ponto de ebulição e evapora com facilidade à temperatura ambiente. Dizemos neste caso que o éter é uma substância volátil.
Um outro exemplo comum ocorre com o vinagre, o qual possui um odor bastante pronunciado devido à volatilidade do ácido acético, seu principal constituinte.
Ácidos voláteis - ácidos com baixo ponto de ebulição (PE).
Ex.: todos os hidrácidos (HCl, HF, HI, HBr, HCN, H2S), HNO3, HCOOH e CH3COOH.
Ácidos fixos - ácidos com elevado ponto de ebulição (PE).
Ex.: H2SO4 (PE = 340ºC), H3PO4 (PE = 213ºC) e H3BO3 (PE = 185ºC).
Quanto ao grau de ionização (força de um ácido)
Ácidos fortes: possuem
α > 50%
Ácidos moderados: 5%
α
50%
Ácidos fracos: α
< 5%
Regra Prática para Determinação da Força de um Ácido
I. Hidrácidos
Ácidos fortes: HI > HBr > HCl.
Ácido moderado: HF.
Ácidos fracos: demais.
II. Oxiácidos
Sendo HxEzOy
a fórmula de um ácido de um elemento E qualquer, temos
em que:
se:
m = 3
ácido muito forte
Exemplos: HClO4 , HMnO4...
m = 2
ácido forte
Exemplos: HNO3 , H2SO4...
m = 1
ácido moderado
Exemplos: H3PO4 , H2SO3
, H3PO3(2 H+), H3PO2(1
H+)
m = 0
ácido fraco
Exemplos: HClO, H3BO3
Observação
1º) O ácido carbônico (H2CO3) é uma exceção, pois é um ácido fraco (α = 0,18%), embora o valor de m = 1
2º) Todos os ácidos carboxílicos são fracos.
Fórmula Estrutural
I. Hidrácidos ( HxE )
Cada
hidrogênio está ligado ao elemento por um traço (–) que representa a ligação
covalente.
Exemplos
II. Oxiácidos (HxEzOy )
Para escrever a fórmula estrutural dos oxiácidos,
devemos proceder da seguinte maneira:
1) escrever o elemento central;
2) ligar o elemento central a tantos grupos – OH
quantos forem os hidrogênios ionizáveis;
3) ligar o elemento central aos oxigênios restantes
através de uma dupla ligação ou por ligação dativa
Exemplos
Observação
Duas exceções importantes, por apresentarem
hidrogênios não-ionizáveis, são:
Formulação e Nomenclatura
I. Formulação
O ácido é formado pelo cátion H+ e ânion qualquer (Ax-). Portanto, podemos representar sua fórmula da seguinte maneira:
H+Ax-
HxA
II. Nomenclatura
O nome de um ácido é feito basicamente da seguinte
forma:
1o) a palavra ácido;
2o) nome do elemento;
3o) terminação ídrico, ico ou oso
Hidrácidos (HxE)
Exemplos
HCl
ácido
clorídrico
HBr ácido
bromídrico
HCN ácido
cianídrico
H2S
ácido sulfídrico
HI ácido
iodídrico
Oxiácidos (HxEzOy)
Neste caso, como o mesmo elemento pode formar vários
oxiácidos, estabelecemos um oxiácido padrão a partir do qual daremos nomes
aos demais.
• Oxiácido padrão
ácido nome de E ico
Regra geral para elementos que formam 2 ou mais oxiácidos:
Como vemos na tabela acima, todo oxiácido padrão
tem terminação ico. Se tivermos um ácido com:
a) um oxigênio a mais que o padrão, acrescentamos o
prefixo per;
b) um oxigênio a menos que o padrão, a terminação
muda para oso;
c) dois oxigênios a menos que o padrão, a terminação
continua oso e acrescentamos o prefixo hipo.
Resumindo temos:
Aplicando esta regra, ficamos com:
Regra quando varia o grau de hidratação
Resumindo temos:
Ionização dos Ácidos
A ionização de um ácido, como já vimos anteriormente, na própria definição de ácido de Arrhenius, é a reação do ácido com a molécula de água, produzindo o cátion H3O+.
Se um ácido possui dois ou mais hidrogênios ionizáveis (poliácido), a ionização ocorre em etapas.
Exemplos
a)
b)
c)
d)
e)
Nomenclatura dos Ânions
Podemos considerar que os ânions são provenientes dos ácidos.
Assim, temos:
HF = ácido fluorídrico → F- = fluoreto
HCl = ácido clorídrico → Cl- = ânion cloreto
HBr = ácido bromídrico → Br- = ânion brometo
HI = ácido iodídrico → I- = ânion iodeto
HCN = ácido cianídrico → CN- = ânion cianeto
HNO3 = ácido nítrico → NO3- = ânion nitrato
HNO2 = ácido nitroso → NO2- = ânion nitrito
HClO3 = ácido clórico → ClO3- = ânion clorato
HClO4 = ácido perclórico → ClO4- = ânion perclorato
HClO2 = ácido cloroso → ClO2- = ânion clorito
HClO = ácido hipocloroso → ClO- = ânion hipoclorito
CH3COOH = ácido acético → CH3COO- = ânion acetato
HIDROGENO ÂNIONS
São ânions que possuem um ou mais hidrogênios ionizáveis em sua fórmula. Sua nomenclatura segue a seguinte regra:
Mono, di ou tri (nº de H ionizáveis) + hidrogeno + nome do ânion normal
Ou ainda:
Nome do ânion normal + mono, di ou tri (nº de H ionizáveis) + ácido
Observações:
1º) A colocação do prefixo mono é opcional;
2º) Os hidrogeno ânions provenientes de diácidos, o nome pode ser formado acrescentando-se o prefixo BI.
Exemplo 1:
H2S → H+ + HS-
HS- → H+ + S2-
Desta forma, teremos:
H2S |
HS- |
S2- |
Ácido sulfídrico |
(Mono)Hidrogeno sulfeto Sulfeto (mono)ácido Bissulfeto |
Sulfeto |
Exemplo 2:
H2SO4 → H+ + HSO4-
HSO4- → H+ + SO42-
Desta forma, teremos:
H2SO4 |
HSO4- |
SO42- |
Ácido sulfúrico |
(Mono)Hidrogeno sulfato Sulfato (mono)ácido Bissulfato |
Sulfato |
Exemplo 3:
H3PO4 → H+ + H2PO4-
H2PO4- → H+ + HPO42-
HPO42- → H+ + PO43-
Desta forma, teremos:
H3PO4 |
H2PO4- |
HPO42- (*) |
PO43- |
Ácido Fosfórico |
Di-hidrogeno fosfato Fosfato diácido |
(Mono)Hidrogeno fosfato Fosfato (mono)ácido |
Fosfato |
(*) Observe que para o hidrogeno fosfato não foi utilizado o prefixo BI, pois o ânion é proveniente de um triácido.
Exemplo 4:
H2CO3 → H+ + HCO3-
HCO3- → H+ + CO32-
Desta forma, teremos:
H2CO3 |
HCO3- |
CO32- |
Ácido carbônico |
(Mono)Hidrogeno carbonato Carbonato (mono)ácido Bicarbonato |
Carbonato |
APLICAÇÕES DOS
PRINCIPAIS ÁCIDOS DO COTIDIANO
Ø
Ácido
clorídrico (HCl)
· O ácido impuro (técnico) é vendido no comércio com o nome de ácido muriático;
Recipiente contendo ácido muriático
· É encontrado no suco gástrico, produzido pelas células parietais, responsável pela acidez estomacal;
Esquema representativo do estômago contento suco gástrico (HCl)
· É um reagente muito usado na indústria e no laboratório;
· É usado na limpeza de pisos após a caiação das paredes (cal hidratada Ca(OH)2) , para remover os respingos de cal;
HCl(aq) + Ca(OH)2(s) → CaCl2(aq) + 2 H2O
· É usado na limpeza de superfícies metálicas antes da soldagem dos respectivos metais.
Ø Ácido fluorídrico (HF)
· Tem a particularidade de corroer o vidro, devendo ser guardado em frascos de plástico, por esta razão é usado para fazer gravações sobre o vidro.
Vidro de um automóvel com gravação do número do chassi feita com HF
Ø Ácido cianídrico (HCN)
· O HCN é o gás de ação venenosa mais rápida que se conhece: uma concentração de 0,3 mg por litro de ar é imediatamente mortal;
· É o gás usado nos estados americanos do Norte que adotam a pena de morte por câmara de gás;
· A primeira vítima do HCN foi seu descobridor, Carl Wihelm Scheele, que morreu ao deixar cair um vidro contendo solução de HCN.
Câmara de gás utilizado em execuções nos EUA
Ø Ácido sulfídrico (H2S)
· O H2S é um gás incolor, mais pesado do que o ar e inflamável com um forte odor desagradável de ovos podres. Esse gás é algumas vezes referido como "gás de cano de esgoto". Em pequenas concentrações ele pode irritar os olhos e atuar como depressivo; em elevadas concentrações ele pode provocar irritação do sistema respiratório superior e, durante longas exposições, edema pulmonar. Sendo mais denso que o ar, o H2S pode acumular-se em depressões e cavernas.
Aquecendo as mãos no geiser (deserto chileno nos andes) que elimina H2S com odor de ovo podre.
Ø Ácido sulfúrico (H2SO4)
· É o ácido mais utilizado e importante nas indústrias e nos laboratórios, conhecido como “burro de carga”. O poder econômico de um país pode ser avaliado pela quantidade de ácido sulfúrico que ele fabrica e consome;
· O maior consumo de ácido sulfúrico é na fabricação de fertilizantes, como os superfosfatos e o sulfato de amônio;
· É o ácido dos acumuladores de chumbo (baterias) usados nos automóveis;
Bateria automotiva contendo solução de H2SO4
· É consumido em enormes quantidades em inúmeros processos industriais, como processos da indústria petroquímica, fabricação de papel, corantes, etc;
· O ácido sulfúrico concentrado é um dos desidratantes mais enérgicos. Assim, ele carboniza os hidratos de carbono como os açúcares, amido e celulose; a carbonização é devido à desidratação desses materiais;
C12H22O11(s)
12
C(s) + 11 H2O(v)
Sacarose Carvão
Adicão de ác. sulfúrico ao açúcar com desidratação e formação de carvão com expansão de massa.
· O ácido sulfúrico "destrói" o papel, o tecido de algodão, a madeira, o açúcar e outros materiais devido à sua enérgica ação desidratante;
· O ácido sulfúrico concentrado tem ação corrosiva sobre os tecidos dos organismos vivos também devido à sua ação desidratante. Produz sérias queimaduras na pele. Por isso, é necessário extremo cuidado ao manusear esse ácido;
· As chuvas ácidas em ambiente poluídos com dióxido de enxofre contêm H2SO4 e causam grande impacto ambiental.
S + O2(g) → SO2(g) + 1/2 O2(g) → SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq)
impureza ar ar água da chuva chuva ácida
dos derivados
do petróleo
Efeitos da chuva ácida: estátua antes e depois da exposição à chuva ácida, floresta negra na Alemanha em 1970 e 1983 depois da exposição à chuva ácida.
Ø Ácido nítrico (HNO3)
· Depois do sulfúrico, é o ácido mais fabricado e mais consumido na indústria. Seu maior consumo é na fabricação de explosivos, como nitroglicerina (dinamite), trinitrotolueno (TNT), trinitrocelulose (algodão pólvora) e ácido pícrico e picrato de amônio;
· É usado na fabricação do salitre (NaNO3, KNO3) e da pólvora negra (salitre + carvão + enxofre);
Pólvora negra: (Salitre - KNO3 + Carvão - C + Enxofre - S)
· As chuvas ácidas em ambientes poluídos com óxidos do nitrogênio contém HNO3 e causam sério impacto ambiental. Em ambientes não poluídos, mas na presença de raios e relâmpagos, a chuva também contém HNO3, mas em proporção mínima;
N2(g) + O2(g) → 2 NO(g) + O2(g) → 2 NO2(g) + H2O(l) → HNO2 + HNO3
· O ácido nítrico concentrado é um líquido muito volátil; seus vapores são muito tóxicos. É um ácido muito corrosivo e, assim como o ácido sulfúrico, é necessário muito cuidado para manuseá- lo.
Explosão realizada através do uso do TNT obtido a partir do HNO3
Ø Ácido fosfórico (H3PO4)
· Os seus sais (fosfatos) têm grande aplicação como fertilizantes na agricultura;
· É usado como aditivo (acidulante) em refrigerantes como Coca-Cola.
Refrigerante contendo H3PO4 como acidulante
Ø Ácido carbônico (H2CO3)
· É o ácido das águas minerais gaseificadas e dos refrigerantes. Forma-se na reação do gás carbônico com a água: CO2 + H2O à H2CO3
· Responsável pelo processo de formação da chuva ácida em ambientes não poluídos na ausência de descargas elétricas.
CO2(g) + H2O(l) Û H2CO3(aq) Û H+(aq) + HCO31-(aq)
Bebidas contendo ácido carbônico (H2CO3)
Ø Ácido acético (H3C-COOH)
· É o ácido constituinte do vinagre, utilizado com condimento na culinária;
· O vinagre é uma solução aquosa contendo de 3 a 7% de ácido acético.
Vinagre contendo 3% a 7% de ácido acético
Este site foi atualizado em 20/04/09