teorias Ácido-base
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Disciplina: QuímicaProfessor: Eduardo Batista
Salvador, abril de 2010
• Antonie Lavosier (séc. XVIII)
- Todos ácidos apresentam oxigênio
• Conhecimento de ácidos não-oxigenados (ex. HCl)
• O hidrogênio combinado era o responsável pelo comportamento ácido
• 1884, Svante Arrhenius elaborou uma teoria coerente para o comportamento ácido-base
DEFINIÇÃO DE ARRHENIUS
ÁCIDO – substância que contém hidrogênio eproduz íons H+ em solução.
BASE – substância que produz íons hidróxidos(OH-) em solução.
Neutralização: H+ + OH- H2O
DEFINIÇÃO DE ARRHENIUS
Reações de neutralização (ácidos e bases fortes diluídos) – calor de neutralização molar é sempre o mesmo (∆H = -55,9 kJ/mol de água formada)
H+ + OH- H2O ∆H = -55,9 kJ/mol
HCN + OH- H2O + CN- ∆H = -10,3 kJ/mol
LIMITAÇÕES DE ARRHENIUS
• Está limitado ao comportamento em soluções aquosas;
• Ignora muitas espécies dissolvidas que podem reagir com H+ e muitas outras que podem reagir com o OH-;
DEFINIÇÃO DE BRONSTED-LOWRY
• ÁCIDO – é uma espécie que tende a doar um próton.
• BASE – é uma espécie que tente a receber umpróton.
Obs. Uma reação ácido-base é uma reação detransferência de prótons.
De acordo com Bronsted-Lowry, uma reaçãoácido-base envolve a competição por um prótonentre duas bases.
DEFINIÇÃO DE BRONSTED-LOWRY
• A água é uma molécula anfótera
DEFINIÇÃO DE BRONSTED-LOWRY
De acordo com a visão de Bronsted-Lowry a forçade uma ácido é a sua tendência em doar prótons eforça de uma base é a tendência em receberprótons.
FORÇAS DE ÁCIDOS E BASES BRONSTED-LOWRY
Regras Básicas de forças de ácidos e bases
1) Hidrácidos da mesma famíliaAumento do raio atômico do halogênio menor afinidade pelo H
2) Oxiácidos do mesmo elemento químico
Aumento do NOX do elemento central, menor afinidade pelo H
Regras Básicas de forças de ácidos e bases
3) oxiácidos da mesma famíliaAumento da eletronegatividade do elemento do central
4) Elementos num mesmo período
Aumento da polaridade da ligação HX
Regras Básicas de forças de ácidos e bases
Íons grandes de carga baixa são poucopolarizantes resultando numa menor atraçãopelo par eletrônico do íon OH-.
Qual base é mais forte: NaOH ou KOH?
NH2- + H2O NH3 + OH- (100%)
NH3 + H2O NH4+ + OH- (0,4% EM NH3 1M)
HNO3 + NH3 NH4+ + NO3
- (100%)
CH3COOH + Cl- NÃO REAGEM
FORÇAS DE ÁCIDOS E BASES BRONSTED-LOWRY
EFEITO NIVELADOR E DIFERENCIADOR
Para comparar a força de ácidos e bases éindicado utilizar o mesmo solvente.
• HCl > HF em solução aquosa.
• HCl, HNO3 e HClO4 parecem ser todos 100%ionizados em água.
Com a água como base de referência,todos esses ácidos parecem ter a mesma força.
(Efeito nivelador)
• Ao utilizar ácido acético como solventeconstata-se diferença na extensão das reações;
HCl + CH3COOH CH3COOH2+ + Cl-
HNO3 + CH3COOH CH3COOH2+ + NO3
-
HClO4 + CH3COOH CH3COOH2+ + ClO4
-
EFEITO NIVELADOR E DIFERENCIADOR
Como CH3COOH < H2O é possível destinguir entre asforças dos três ácidos (HNO3 < HCl < HClO4)
Neste caso, o ácido acético é um solvente diferenciador
• As três bases são completamente protonadaspor um ácido fraco como a água. Portanto água é um solvente nivelador
EFEITO NIVELADOR E DIFERENCIADOR
DEFINIÇÃO DE LEWIS
ÁCIDO – é uma espécie com orbital vazio capazde receber uma par de elétrons.
BASE – é uma espécie que pode doar um par deelétrons para formar uma ligação covalentecoordenada.
+
Na2O(s) + SO3(g) Na2SO4(s) é uma reaçãoácido-base de Lewis?
DEFINIÇÃO DE LEWIS
• CO2(g) + LiOH(s) LiHCO3(s) é uma reação ácido-base de Lewis?
DEFINIÇÃO DE LEWIS
• Nas reações ácido-base um par de elétronssolitários de uma base é aceito por um ácidoformando uma ligação covalente
• Ácidos de Lewis são espécies que podemacomodar pares de elétrons por meio de umaligação covalente coordenada.
Ex. Cátions e compostos em que o átomo central não possua oocteto completo
DEFINIÇÃO DE LEWIS
• As bases são espécies que podem doar um par de elétrons para formar uma ligação covalente coordenada
Ex. ânions e compostos que o átomo central apresente um ou mais pares de elétrons não-ligantes
DEFINIÇÃO DE LEWIS
TEORIA DOS SISTEMAS SOLVENTES
ÁCIDO – é uma substância que aumenta aconcentração do cátion relacionado com osolvente
BASE – é uma substância que aumenta aconcentração de ânions relacionados com osolvente
Para maior aprofundamento pesquise no livro Brady vol. 2 pág. 526 - 529
TEORIA DOS SISTEMAS SOLVENTES
H2O + H2O H3O+ + OH-
Porque o HCl é um ácido nesse solvente?O que seria um ácido nesse solvente?
Um ácido é uma substância que produz o cátionformado na auto-ionização do solvente e a baseé uma substância que produz o ânion formadona auto-ionização
TEORIA DOS SISTEMAS SOLVENTES
Amoníaco líquido como solvente
Características:
• À pressão ambiente é líquido abaixo de -33°C
• Como solvente, tem muitas propriedades semelhantes à da água
• Como a água sofre um pequeno grau de auto ionização
NH3 + NH3 NH4+ + NH2
-
TEORIA DOS SISTEMAS SOLVENTES
Amoníaco líquido como solvente
Neutralização: NH4+ + NH2
- 2NH3
NH4Cl + KNH2 KCl + 2NH3
+ +
+ -
-
Reação de hidreto metálico com o solvente