Funções Inorgânicas

Ácidos e Bases de Arrhenius

Svant Arrhenius, no final do século XIX, desenvolveu um amplo trabalho sobre dissociação de compostos. Em 1887, ele propõe a teoria de dissociação iônica, a qual dizia, que determinadas substâncias, quando dissolvidas em água, davam origem à íons positivos e negativos.

As experiências às quais Arrhenius se fundamentou, se baseavam em condutividade elétrica em soluções aquosas.

Tendo estes conceitos de dissociação em mente, Arrhenius definiu um ácido como sendo um composto, que dissociado em água, libera íons H+.

H2SO4(l)     2H+(aq)   +   SO42-(aq)

Arrhenius definiu as bases como sendo compostos, que dissociados em água, libera íons OH–.

NaOH (s)    Na+(aq)   +   OH–(aq)

Quando se mistura uma substância ácida com outra básica, ocorre o que chamamos de reação de neutralização, que é uma reação exotérmica, ou seja, que libera calor ao ocorrer.

As reação de neutralização se baseiam na reação entre os íons H+ (do ácido) e os íons OH– (da base), formando água como um dos produtos.

H+  +  OH–     H2O

A definição de ácidos e bases de Arrhenius é utilizada até os dias atuais, entretanto, ela se aplica a poucas substâncias, principalmente, às que possuem H+ e OH– para serem liberados e só em meio aquoso.

Indicadores de ácido-base

Desde a Antiguidade já existia a necessidade de se identificar se os compostos eram ácidos ou básicos. Além disso, as soluções ácidas apresentam diferentes níveis de acidez, assim como as soluções básicas apresentam diferentes níveis de alcalinidade. 

A medida usada para indicar esses diferentes níveis, de modo preciso, é a escala de pH (potencial hidrogeniônico), que determina a concentração de [H+] ( ou H3O+) em uma solução. Quanto maior essa concentração, mais ácida será a solução.

A escala de pH varia de 0 a 14, sendo que a solução será ácida se tiver valores de pH abaixo de 7; e, quanto menor o pH, maior será a acidez. As soluções que apresentam valores acima de 7 são básicas e, quanto maior esse valor, mais básica serão. Uma solução é considerada neutra se tiver pH igual a 7.

Verifique, no esquema a seguir, o pH de alguns sistemas:

*(RECORTE E COLE A FIGURA)*

Para se determinar o pH, pode-se utilizar um aparelho denominado peagômetro. No entanto, com o passar do tempo, passou a ser mais comum e cômodo o uso de certos corantes que identificavam por meio da cor se uma solução é ácida ou básica. Esses compostos são denominados indicadores ácido-base e podem ser definidos da seguinte forma:

“São substâncias que, por suas propriedades físico-químicas, apresentam a capacidade de mudar de cor na presença de um ácido ou uma base, vistos que essas duas substâncias tem comportamentos químicos opostos.”

Existem muitos indicadores naturais, como o tornassol, que podem ser extraídos de certos líquens. Também é possível obter indicadores a partir do repolho-roxo, da beterraba, das pétalas de rosas vermelhas, do chá-mate, das amoras, das jabuticabas, do jambolão ou das uvas. Para a obtenção desses indicadores, basta realizar a maceração, a diluição em água e a filtragem. A solução obtida funciona como um indicador ácido-base.

Em laboratório são muito usados os chamados indicadores universais, que são aqueles que apresentam cores diferentes para cada valor de pH. Eles são obtidos quando se imergem as tiras de papel em soluções contendo uma mistura de indicadores, que depois são secas. Assim, no laboratório, quando se quer determinar o pH de alguma solução, basta introduzir essas tiras na solução estudada e comparar a cor obtida com a escala que aparece na embalagem do indicador.

Um indicador muito usado é o papel de tornassol, que fica com cor azul na presença de bases, e adquire cor vermelha na presença de ácidos. Mas, além dele, outros indicadores artificiais são muito usados em laboratório.

Reações de Neutralização

As reações de neutralização, também chamadas de reações de salificação, ocorrem quando um ácido e uma base reagem, gerando água e sal.

O ácido libera o cátion hidrogênio (H+) e a base fornece o ânion hidroxila ou hidróxido (OH-), que dão origem à molécula de água.

Existem dois tipos de reações de neutralização: neutralização total e neutralização parcial. Vejamos cada uma delas:

• Neutralização Total:

Ocorre quando todo o ácido e toda a base são convertidos em sal e água. Isso ocorre quando a quantidade de cátion H+ e ânions OH- é igual. Tanto a base quanto o ácido são fortes. Isso significa que a neutralização total ocorre quando todos os átomos de hidrogênio ionizáveis provenientes do ácido são neutralizados por todos os ânions hidróxido provenientes da base, produzindo água e sal. Conforme mostrado abaixo:

1 H+ + 1 OH- → 1 H2O

• Neutralização Parcial:

Ocorre quando possui mais ácido ou mais base, assim o que estiver em excesso não é neutralizado totalmente. Nem todos os hidrogênios ionizáveis do ácido ou nem todas as hidroxilas da base são neutralizadas.

Exemplo de neutralização parcial da base (base forte e ácido fraco):

HCl    +   Mg(OH)2  →  Mg(OH)Cl  +  H2O

Note que o ácido (HCl) libera um cátion (H+), porém a base (Mg(OH)2) dá origem a dois ânions (OH-). Em razão dessa desproporção, a base, que está em excesso, não será neutralizada totalmente. O sal formado não é neutro, mas sim um sal básico. Esse sal também é chamado de hidróxi-sal.

Um exemplo de sal básico é o bicarbonato de sódio (NaHCO3(S)), que é muito usado como princípio ativo de efervescentes antiácidos (que combatem a acidez estomacal), além de ser usado também como fermento de pães e bolos e até mesmo em extintores de incêndio.

Exemplo de neutralização parcial do ácido (ácido forte e base fraca):

H3PO4   +   NaOH   →     NaH2PO4   +  H2O

Nesse caso, enquanto o ácido fornece íons H+, a base fornece apenas 1 íon OH-. Assim, o ácido não é neutralizado completamente, originando um sal ácido ou hidrogeno-sal.