teorias Ácido-base

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Disciplina: Química Professor: Eduardo Batista Salvador, abril de 2010

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Page 1: TEORIAS ÁCIDO-BASE

Disciplina: QuímicaProfessor: Eduardo Batista

Salvador, abril de 2010

Page 2: TEORIAS ÁCIDO-BASE

• 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

Page 3: TEORIAS 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

Page 4: TEORIAS ÁCIDO-BASE

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

Page 5: TEORIAS ÁCIDO-BASE

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-;

Page 6: TEORIAS ÁCIDO-BASE

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.

Page 7: TEORIAS ÁCIDO-BASE

De acordo com Bronsted-Lowry, uma reaçãoácido-base envolve a competição por um prótonentre duas bases.

DEFINIÇÃO DE BRONSTED-LOWRY

Page 8: TEORIAS ÁCIDO-BASE

• A água é uma molécula anfótera

DEFINIÇÃO DE BRONSTED-LOWRY

Page 9: TEORIAS ÁCIDO-BASE
Page 10: TEORIAS ÁCIDO-BASE

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

Page 11: TEORIAS ÁCIDO-BASE

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

Page 12: TEORIAS ÁCIDO-BASE

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

Page 13: TEORIAS ÁCIDO-BASE

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?

Page 14: TEORIAS ÁCIDO-BASE

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

Page 15: TEORIAS ÁCIDO-BASE
Page 16: TEORIAS ÁCIDO-BASE

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)

Page 17: TEORIAS ÁCIDO-BASE

• 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

Page 18: TEORIAS ÁCIDO-BASE

• As três bases são completamente protonadaspor um ácido fraco como a água. Portanto água é um solvente nivelador

EFEITO NIVELADOR E DIFERENCIADOR

Page 19: TEORIAS ÁCIDO-BASE

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.

+

Page 20: TEORIAS ÁCIDO-BASE

Na2O(s) + SO3(g) Na2SO4(s) é uma reaçãoácido-base de Lewis?

DEFINIÇÃO DE LEWIS

Page 21: TEORIAS ÁCIDO-BASE

• CO2(g) + LiOH(s) LiHCO3(s) é uma reação ácido-base de Lewis?

DEFINIÇÃO DE LEWIS

Page 22: TEORIAS ÁCIDO-BASE

• 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

Page 23: TEORIAS ÁCIDO-BASE

• 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

Page 24: TEORIAS ÁCIDO-BASE

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

Page 25: TEORIAS ÁCIDO-BASE

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

Page 26: TEORIAS ÁCIDO-BASE

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

-

Page 27: TEORIAS ÁCIDO-BASE

TEORIA DOS SISTEMAS SOLVENTES

Amoníaco líquido como solvente

Neutralização: NH4+ + NH2

- 2NH3

NH4Cl + KNH2 KCl + 2NH3

+ +

+ -

-

Reação de hidreto metálico com o solvente