Slide - Classificação de Ácidos e Bases 2020

Disciplina: Química Geral 2020 Universidade Federal de Minas Gerais Instituto de Ciências Exatas Departamento de Química Classificação de ácidos e bases Classificação Ácido-Base ▪ As classificações para ácidos e bases devem ser chamadas de Classificações. 2 ✓ Ácido: substância ou íon capaz de doar prótons (íons hidrogênio) e que reage com base para formar sal e água (HOUAISS, 2009). ✓ Base: substância que libera o íon hidroxila (OH‒) em solução aquosa; substância ou íon capaz de reagir com um próton (íon hidrogênio) para formar um novo composto; substância que reage com (ou neutraliza) ácidos para formar sal e água (HOUAISS, 2009). Classificação Ácido-Base ▪ IUPAC (McNaught e Wilkinson, 2019): 3 ✓ Ácido: uma entidade molecular ou espécie química capaz de doar um íon hidrogênio (H+) ou capaz de formar ligação covalente com um par de elétrons. ✓ Base: uma espécie química ou entidade molecular tendo um par de elétrons disponível capaz de formar uma ligação covalente com um íon hidrogênio (H+) ou com um orbital vazio de outra espécie. Classificação Ácido-Base 4 ✓ Classificações ácidos e bases  Arrhenius (1884)  Bronsted-Lowry (1923)  Lewis (1923)  Pearson (1963)  Lux-Flood  Sistema Solvente  Usanovich menos comuns Classificação de Arrhenius 5 ✓ Ácido: espécie química que em solução aquosa libera íons hidrogênio (H+). Exemplos: HCl H2SO4 HBrO3 HNO3 ✓ Base: espécie química que em solução aquosa libera íons hidróxido (OH‒). Exemplos: NaOH Ca(OH)2 KOH Fe(OH)2 ✓ Importante: a espécie deve conter “H” ou “OH” (constitutivo). Classificação de Brønsted-Lowry 6 ✓ Ácido: espécie capaz de doar um íon hidrogênio (H+). ✓ Base: espécie capaz de receber um íon hidrogênio (H+). ✓ Este conceito é mais amplo e não limitado pelo solvente. HClO4(aq) + H2O(l) → H3O+(aq) + ClO4 ‒(aq) NH3(g) + H2O(l) ⇄ NH4 +(aq) + OH‒(aq) Classificação de Brønsted-Lowry 7 Brown et al., 2017 Classificação de Brønsted-Lowry 8 A transferência de um íon hidrogênio (H+) sempre envolve tanto um ácido (doador) quanto uma base (aceptor). Classificação de Brønsted-Lowry 9 Uma substância capaz de agir como um ácido ou uma base é chamada de anfiprótica: - age como uma base quando é combinada com algo mais ácido que ela mesma - age como um ácido quando combinada a algo mais básico que ela própria HCO3 −(aq) + H2O(l) → CO3 2−(aq) + H3O+(aq) HCO3 −(aq) + H2O(l) → H2CO3(aq) + OH−(aq) Classificação de Brønsted-Lowry 10 Considere a reação de um ácido HA com água: Par ácido–base conjugado Classificação de Arrhenius Forças relativas de pares ácido-base conjugados Brown et al., 2017 12 ✓Ácidos e bases fortes: as espécies estão quase completamente ionizadas em água. ✓Ácidos e bases fracas: as espécies estão pouco ionizadas em água. Classificação de Brønsted-Lowry Espécies presentes em solução de um ácido forte e de um ácido fraco. Brown et al., 2017 HClO4(aq) + H2O(l) → H3O+(aq) + ClO4 ‒(aq) H3CCOOH(aq) + H2O(l) ⇄ H3CCOO−(aq) + H3O+(aq) Autoionização da água 13 Uma das propriedades químicas mais importantes da água é a sua capacidade de atuar tanto como um ácido quanto como uma base de Brønsted–Lowry. Autoionização da água 14 A expressão da constante de equilíbrio para a autoionização da água é: Kw é a constante do produto iônico da água. Diz-se que uma solução em que [H+] = [OH-] é neutra. Escala de pH 15 Por conveniência, portanto, geralmente expressamos [H+ ] em termos de pH, que é o logaritmo negativo na base 10 de [H+]: Relações entre [H+], [OH-] e pH, a 25 oC Brown et al., 2017 Escala de pH 16 [H+], [OH-] e valores de pH de algumas substâncias comuns a 25 oC Brown et al., 2017 Escala de pH 17 • O pH de uma solução pode ser calculado com um medidor de pH. Medido de pH digital Brown et al., 2017 Escala de pH 18 Indicadores ácido–base Soluções com três indicadores ácido-base comuns em váris valores de pH. Brown et al., 2017 Faixas de pH de indicadores ácido-base comuns Brown et al., 2017 Classificação de Lewis 19 ✓ Ácido: espécie capaz de aceitar um par eletrônico. ✓ Base: espécie capaz de doar um par eletrônico. ✓ Conhecimento sobre a estrutura de Lewis das espécies é importante. H2O(l) + CO2(g) ⇌ H2CO3(aq) BF3(g) + N(CH3)3(g) → F3B-N(CH3)3(g) Classificação de Lewis 20 ✓ Ácido: espécie capaz de aceitar um par eletrônico. ✓ Base: espécie capaz de doar um par eletrônico. H+ H O H •• •• + OH- •• •• •• ácido base N H •• H H H+ + ácido base N H H H H + Classificação de Lewis 21 ✓ Ácido: espécie capaz de aceitar um par eletrônico. ✓ Base: espécie capaz de doar um par eletrônico. N H •• H H ácido base F B F F + F B F F N H H H Nenhum íon hidrogênio (H+) está sendo envolvido no processo. •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• Resumindo... 22 ✓ Classificações ácidos e bases ✓ Arrhenius (1884) ✓ Bronsted-Lowry (1923) ✓ Lewis (1923) Referências 23 ✓ ATKINS, P.; JONES, L.; LAVERMAN, L. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 7. ed. Porto Alegre: Bookman, 2018. 1094 p. ✓ BROWN , T. L. et al. Química. A Ciência Central. 13. ed. São Paulo: Pearson, 2016. 1216 p. ✓ CHANG, R. Química Geral. Conceitos Essenciais. 4° Ed. Porto Alegre: McGrawHill, 2007. 778 p. ✓ HOUAISS, A. Dicionário Houaiss da Língua Portuguesa. São Paulo: Objetiva, 2009. 1986 p. ✓ MCNAUGHT, A. D.; WILKINSON, A. Compendium of Chemical Terminology. IUPAC recommendations. 2. ed. Oxford: Blackwell Scientific Publications, 2019. Disponível em: <https://doi.org/10.1351/goldbook>. Acesso em: 07 jul. 2020.