Ácidos e bases
Definições de Arrhenius, Bronsted-Lowry e Lewis
Carlos Roberto de Lana*
Especial para a Página 3 Pedagogia & Comunicação
Medidor de pH por eletrodo |
Ácidos e bases (também chamadas de álcalis) são costumeiramente lembrados como substâncias químicas perigosas, corrosivos capazes de dissolver metais como se fossem comprimidos efervecentes. Mas a presença dos ácidos e base na nossa vida cotidiana é bem mais ampla e menos agressiva do que se imagina.
Eles também são componentes usuais de refrigerantes, alimentos, remédios, produtos de higiene ou cosméticos. São ainda matérias primas indispensáveis em um vasto universo de aplicações industriais. A tal ponto que a produção de ácido sulfúrico e soda cáustica de um país chega a ser considerada um dos indicadores do seu nível de atividade econômica.
Definições de ácidos e bases
A definição mais tradicional dos ácidos e bases foi dada pelo cientista sueco Svante Arrhenius, que estabeleceu os ácidos como substâncias que - em solução aquosa - liberam íons positivos de hidrogênio (H+), enquanto as bases, também em solução aquosa, liberam hidroxilas, íons negativos OH-.
Assim, quando diluído em água, o cloreto de hidrogênio (HCl) ioniza-se e define-se como ácido clorídrico, como segue:
Já o hidróxido de sódio, a popular soda cáustica, ao se ionizar em água, libera uma hidroxila OH-, definindo-se assim como base:
Um desdobramento da definição de Arrhenius é a regra de reação para ácidos e bases entre si, segundo a qual:
Se reagirmos os já citados ácido clorídrico e soda cáustica, teremos:
Sendo o NaCl, o cloreto de sódio, o nosso velho conhecido sal de cozinha.
Outras definições de ácidos e bases
Uma outra definição para ácidos e bases foi dada pelo dinamarquês Johannes N. Bronsted e pelo inglês Thomas Lowry, independentemente, ficando conhecida como definição protônica. Segundo os dois, ácido é uma substância capaz de ceder um próton a uma reação, enquanto base é uma substância capaz de receber um próton.
A definição de Bronsted-Lowry é mais abrangente que a de Arrhenius, principalmente pelo fato de nem todas as substâncias que se comportam como
aquoso, como propunha a do químico sueco.
Bronsted e Lowry definiram ácidos e bases a partir dos prótons que liberavam e recebiam. Já o norte-americano Gilbert Newton Lewis se voltou para os elétrons ao desenvolver sua definição. De acordo com ela, ácidos são substâncias que, numa ligação química, podem receber pares eletrônicos, enquanto as bases são aquelas que cedem estes pares.
A definição de Lewis abrange as de Arrhenius e a definição protônica, que, entretanto, continuam válidas dentro de suas próprias abrangências.
Identificação dos ácidos e bases
Os ácidos possuem sabor azedo, como o encontrado nas frutas cítricas ricas no ácido de mesmo nome. Já as base tem gosto semelhante ao do sabão (sabor adstringente). Mas, felizmente, há modos mais eficazes e seguros de identificar ácidos e bases do que o paladar.
É possível medir a concentração de hidrogênio iônico em uma solução a partir de uma escala logarítmica inversa, que recebeu o nome de potencial hidrogeniônico, ou simplesmente, escala de pH.
Esta escala vai de zero a 14, sendo o pH 7 considerado neutro. Os valores menores que sete classificam a solução medida como ácida e os maiores que sete, como alcalinos (bases).
Escala de pH:
Para se medir o pH, usam-se combinações de substâncias indicadoras, como a fenolftaleína, que mudam de cor conforme a posição da substância testada na escala acima.
Também são usados instrumentos como os medidores de pH por eletrodo indicador, que mede as diferenças de potencial elétrico produzidas pelas concentrações de hidrogênio e indica o resultado dentro da escala de 0 a 14.
* Carlos Roberto de Lana é engenheiro químico.
ÁCIDOS E BASES
Função química é um conjunto de substâncias com propriedades químicas semelhantes. Dentre as principais funções estão os ácidos e bases.
Antes da formalização do conceito ácidos e bases
Ácidos eram caracterizados como:
Substâncias que tem sabor azedo
Conduzem corrente elétrica
Quando adicionados ao mármore e a outros carbonatos, produzir efervescência, com liberação de gás carbônico
e
Bases eram caracterizados como:
Possuir sabor adstringente, ou seja amarrar a boca
Tornar a pele lisa e escorregadia
Conduzir corrente elétrica
A formalização dos conceitos de ácido e base foi realizada por 3 teorias:
A primeira delas foi desenvolvida por Arrhenius em 1887 para explicar a condutividade elétrica de certas soluções, definiu ácidos e bases assim:
"Ácido é toda substância que em solução aquosa se dissocia fornecendo íons H+, como único tipo de cátion."
HCl | H+ | + Cl– |
"Base é toda substância que , dissolvida em água, se dissocia, fornecendo íons hidróxido como único tipo de ânion."
NaOH | Na+ | +OH – |
Observações:
Os ácidos são compostos moleculares . Só conduzem a eletricidade em solução , pois há dissociação, formando íons. Quando puros não conduzem a eletricidade.
As bases são compostos iônicos, pois temos metal ligado ao oxigênio
Me+(OH) –
No estado sólido não conduzem a eletricidade, pois os íons estão presos. No estado fundido e em solução aquosa conduzem a corrente ,pois os íons estão libertos.
Entretanto , atualmente sabemos que um próton simples não existe em soluções aquosas. Um próton em solução aquosa se hidrata, forma cátion hidrônio: H3O+
A teoria de Bronsted – Lowry
Bronsted e Lowry em 1923, propuseram uma teoria mais ampla , válida para todos os meios ( meio alcóolico, meio aquoso, etc.)
Ácido= qualquer espécie química que doa prótons.
Base= qualquer espécie química que aceita prótons.
HBr | + | HOH | H3O+ | + | Br – | |
Ácido | Base |
Outro exemplo:
O que o íon amônio pode ser pela teoria de Bronsted – Lowry
NH4 + | NH3 | + | H+ |
O íon amônio pode ceder prótons funcionando como ácido de Bronsted- Lowry e não pode ser base de Bronsted, pois não pode ganhar prótons.
A teoria de Lewis
Lewis em 1923, apresentou uma definição eletrônica de ácido e base, ele se baseou no conceito de base de Bronsted, que é a espécie que recebe próton, assim para receber próton, a base deve fornecer um par de elétrons para a ligação.
Ácido: toda espécie química que recebe par de elétrons.
Base: toda espécie química que doa par de elétrons.
Exemplo:
:NH3 | + | HOH | [ H3N:H ] + | + | OH – | |
base | ácido NH 4+ |
O NH3 é uma base porque recebeu um próton H+ da água.
A água é um ácido porque cedeu um próton ao NH3.
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