Características e Identificação das Reações Ácido-Base

Introdução

Existem várias teorias sobre acidez e basicidade. Contudo, não se trata realmente de

teorias, mais simplesmente de diferentes definições para o que convencionamos denominar de

ácido e base. Como se trata meramente de um caso de definição, não se pode dizer que uma

teoria é melhor que a outra. Dessa forma, usamos a “teoria” mais conveniente para solucionar um

determinado problema químico, interpretar um fenômeno químico ou representar uma reação

química ácido-base.

A Teoria de ArrheniusEm 1884, Arrhenius sugeriu que ácidos são espécies que possuem hidrogênio e que em

solução produzem o cátion H+ (íon hidrônio) ou H3O+ (íon hidroxônio). Bases são espécies que

possuem hidróxido e que em solução produzem o ânion, OH- (íon hidroxila).

A Teoria de Brönsted-LowryEm 1923, J.N. Brönsted e T.M. Lowry sugeriram, independentemente, que ácidos são

definidos como doadores de prótons e bases aceitadores de prótons. Para soluções aquosas, a

definição de Brönsted-Lowry não difere apreciavelmente da definição de Arrhenius de que íons

hidrogênio (ácidos) e íons hidróxidos (bases) são formados em solução:

Outros exemplos:

HCl(aq.) + H2O(l) H3O+(aq.) + Cl-(aq.)

NH3 + H2O NH4+ + OH-

CH3COOH + H2O CH3COO- + H3O+

O caráter ácido ou básico de uma substância pode ser avaliado por indicadores, também

conhecidos como indicadores de pH, que, em geral, são substâncias orgânicas que possuem a

propriedade de mudar de coloração com a variação de pH do meio. A mudança de coloração se

Ácido Base Ácido Conjugado

Base Conjugada

ÁcidoBase Ácido Conjugado

Base Conjugada

Base Ácido Ácido Conjugado

Base Conjugada

processa de uma maneira gradual entre valores definidos da escala de pH como indica a Tabela a

seguir.

Procedimento Experimental

Reagentes Ácido Acético (CH3COOH) 0,5 mol/L; Ácido Cítrico (C6H8O7) 0,5 mol/L; Ácido Bórico (H3BO3) 0,5 mol/L; Cloreto de Amônio (NH4Cl) 0,5 mol/L; Bicarbonato de Sódio (NaHCO3) 0,5 mol/L; Carbonato de Sódio (Na2CO3) 0,5 mol/L; Hidróxido de Magnésio (Mg(OH)2) 0,5

mol/L; Hidróxido de Sódio (NaOH) 0,5 mol/L; Solução indicadora de Fenolftaleína; Solução indicadora de Azul de Bromotimol;

Água Destilada; Solução indicadora de Repolho roxo

(Previamente preparada).

Materiais 27 Béqueres de 50 ml ou 100 ml (Pode-se

usar copos descartáveis); Frasco conta-gotas; Proveta 50 ml; Espátula (Pode-se usar uma colher); Circuito elétrico com lâmpada de LED.

Alunos:_______________________________________n°s__________Série: ______

Teste de Soluções EletrolíticasPreviamente, separe e identifique 5 béqueres limpos e secos, sendo um béquer para cada

umas das soluções a serem testadas;

Com o auxílio de uma proveta, meça o volume 30 ml de água destilada e transferia esse

volume para um béquer. Repita esse procedimento para outros três béqueres;

Em um dos béqueres contendo 30 ml de água destilada, insira a extremidade do fio

desencapado do circuito elétrico, e observe se a lâmpada de LED acende ou não. Anote o resultado observado na tabela.

No 2° béquer contendo 30 ml de água destilada, dissolva de 1 a 2 gramas de cloreto de

sódio NaCl (a ponta da espátula). Insira a extremidade do fio desencapado do circuito elétrico, e

observe se a lâmpada de LED acende ou não. Anote o resultado observado na tabela;No 3° béquer contendo 30 ml de água destilada, dissolva de 1 a 2 gramas de Sacarose

C12H22O11 (a ponta da espátula). Insira a extremidade do fio desencapado do circuito elétrico, e

observe se a lâmpada de LED acende ou não. Anote o resultado observado na tabela;No 4° béquer, com o auxílio de uma proveta, transfira 30 ml de solução de Ácido Acético

0,5 mol/L. Insira a extremidade do fio desencapado do circuito elétrico e anote o resultado observado na tabela;

No 5° béquer, com o auxílio de uma proveta, transfira 30 ml de solução de Ácido Bórico 0,5

mol/L. Insira a extremidade do fio desencapado do circuito elétrico, e anote o resultado observado na tabela.

Questão 01Há algumas substâncias que têm a capacidade de ionizar-se quando dissolvidas em

solução, podendo ser um eletrólito forte ou fraco, tal como é o caso dos ácidos e das bases.

Baseado nesta afirmação e no teste de condutividade realizado com o vinagre e água boricada,

qual das duas substâncias ácidas (ácido acético e ácido bórico) apresenta caráter de ácido mais

forte? Justifique sua resposta.

Teste de Caráter Ácido e Básico das Soluções Previamente, separe e identifique 3 béqueres limpos e secos, para cada umas das

soluções a serem testadas;

Com o auxílio de uma proveta, mesa o volume 30 ml de água destilada. Em seguida,

transferia esse volume para cada um dos 3 béqueres previamente marcados;

No 1° béquer contendo 30 ml de água destilada, adicione 3 ml de solução

indicadora de repolho roxo. Observe a coloração resultante da solução, faça uma comparação

com escala de cores e anote os resultados obtidos na tabela. No 2° béquer contendo 30 ml de água destilada, adicione 3 gotas de solução

indicadora de fenolftaleína. Observe a coloração resultante da solução e anote os resultados obtidos, na tabela;

No 3° béquer contendo 30 ml de água destilada, adicione 3 ml de solução

indicadora de azul de bromotimol. Observe a coloração resultante da solução e anote os resultados obtidos na tabela;

Repita este mesmo procedimento descrito anteriormente para as demais soluções citadas

na tabela e água destilada. Observe as colorações resultantes das soluções e anote os resultados obtidos na tabela.

Tabela de Resultados

Béquer(30 ml de Solução)

Coloração com Repolho

roxo

Coloração com

Fenolftaleína

Coloração com Azul

de Bromotimol

Característica Ácida ou

Básica?

Intensidade Luminosa do

LED

Água Destilada

Ácido CítricoC6H8O7

--------

Hidróxido de

magnésio, Mg(OH)2

--------

Cloreto de Amônio NH4Cl

--------

Carbonato de sódio, Na2CO3

--------

Ácido acético,

CH3COOHÁcido

Bórico, H3BO3

Bicarbonato de Sódio, NaHCO3

--------

Hidróxido de Sódio,

NaOH

--------

Cloreto de Sódio, NaCl

-------- -------- -------- --------

SacaroseC12H22O11

-------- -------- -------- --------

Questão 02Marque a alternativa correta (questões I a V), nas equações químicas que representam a

ionização em água, tal como uma teoria ácido base apropriada, que justifique o caráter observado

em solução aquosa, para as seguintes substâncias a seguir:

I – Ácido Bórico

A) H3BO3(aq.) H+(aq.) + H2BO3-(aq.) - Ácido de Arrhenius.

B) H3BO3(aq.) + H2O(l) 2H+(aq.) + H2BO3-(aq.) - Ácido de Brönsted-Lowry.

C) H3BO3(aq.) + H2O(l) OH-(aq.) + H2BO2(aq.) - Ácido de Arrhenius.

II – Cloreto de AmônioA) NH4Cl(s) NH4

+(aq.) + Cl-(aq.)

2NH4+(aq.) + H2O(l) ↔ H3O-(aq.) + 2NH3(aq.) Ácido de Brönsted-Lowry.

B) NH3Cl(aq.) NH3+(aq.) + Cl-(aq.) Ácido de Brönsted-Lowry.

C) NH4Cl(s) NH4+(aq.) + Cl- (aq.)

NH4+(aq.) + H2O(l) ↔ H3O+(aq.) + NH3(aq.) - Ácido de Brönsted-Lowry.

III – Carbonato de Sódio

A) Na2CO3(s) Na+(aq.) + NaCO3-(aq.)

NaCO3-(aq.) + H2O(l) ↔ NaHCO3

-(aq.) + OH-(aq.) - Ácido de Brönsted-Lowry.

B) Na2CO3(s) 2Na+(aq.) + CO32-(aq.)

CO32-(aq.) + H2O(l) ↔ HCO3

-(aq.) + OH-(aq.) - Base de Brönsted-Lowry.

C) Na2CO3H(s) 2Na+(aq.) + H+ + CO32-(aq.)

CO32-(aq.) + H+(aq.) + H2O(l) ↔ H5CO3-(aq.) + 2OH-(aq.) Base de Arrhenius.

IV – Bicarbonato de Sódio

A) NaHCO3(s) Na+(aq.) + HCO3- (aq.)

HCO3-(aq.) + H2O(l) H2CO3(aq.) + OH-(aq.) - Ácido de Arrhenius.

B) NaH2CO6(aq.) NaH2(aq.) + CO3-(aq.)

CO3-(aq.) + H2O(l) C+(aq.) + O-2(aq.) - Base de Brönsted-Lowry.

C) NaHCO3(s) Na+(aq.) + HCO3- (aq.)

HCO3-(aq.) + H2O(l) ↔ H2CO3(aq.) + OH-(aq.) - Base de Brönsted-Lowry.

V – Hidróxido de Magnésio

A) Mg(OH)2(s) Mg2+(aq.) + 2OH-(aq.) - Base de Arrhenius.

B) 2Mg(OH)2(s) + H2O(l) ↔ 4Mg2+(aq.) + 2OH-(aq.) - Base de Brönsted-Lowry.

C) Mg(OH)2(s) Mg2+(aq.) + 2OH-(aq.) - Ácido de Arrhenius.

Questão 03Como observado, o indicador de repolho roxo tem uma variação de coloração maior em

função do pH que os indicadores comerciais sintéticos que foram utilizados no experimento. A

partir da coloração observada neste indicador, qual das substâncias testadas tem um maior

caráter ácido e qual ter um maior caráter básico? Justifique sua resposta.

Questão 04A amônia, NH3, é um gás incolor de odor pungente. Este gás é bastante toxico e se dissolve

em água (conforme representado abaixo), liberando calor. Esta solução aquosa de amônia,

quando nela se pinga algumas gotas de solução indicadora de fenolftaleína, muda a sua

coloração passando de incolor para rosa. De acordo com o conteúdo abordado, essa solução

aquosa de amônia tem caráter ácido ou básico? Use uma teoria ácido base apropriada que

justifique essa característica.

NH3 (g) + H2O (l) ↔ NH4+ (aq.) + OH- (aq.)