Ácidos: Conceito de Arrhenius


Segundo Arrhenius, os ácidos são eletrólitos e, por­tanto, apresentam íons em solução aquosa. A ionização é uma reação química que ocorre entre moléculas, produzindo íons que não existiam antes.

O cloro é mais eletronegativo que o hidrogênio; desse modo, ele atrai o par de elétrons da ligação covalente comum para perto dele, originando uma polaridade na molécula (como mostramos a seguir).

Conceito de Arrhenius

Quando o cloreto de hidrogênio entra em contato com a água, o hidrogênio positivamente carregado da molécula de HC£ é fortemente atraído pelo oxigênio da água, H20. Entre o oxigênio da água e o hidrogênio carregado positivamente — na verdade um próton, já que o hidrogênio perde seu único elétron para o cloro — se estabelece uma ligação covalente coordenada (ligação covalente “dativa”), formando o cátion hidrônio, H301+.

O cátion hidrônio, H30U, formado em meio aquo­so, é cercado de moléculas de água, dando origem ao cátion hidroxônio, ou seja, o cátion hidrônio hidratado: H30U • 3 H20 ou H9OJ+. O cloro, ganhando l elétron, adquire carga negativa e transforma-se no ânion cloreto, Cil. O mesmo processo ocorre na formação do íon hidrô­nio para qualquer ácido de Arrhenius.

Nomenclatura

O nome dos ácidos inorgânicos segue o esquema: ácido + nome do ânion com terminação trocada. As representações acima nos dão uma ideia mais completa de como ocorre o fenômeno da ionização.

Em relação à tabela acima, lembre-se de que os elementos que pertencem a uma mesma família da tabela periódica possuem propriedades químicas semelhantes e, portanto, geralmente formam compostos com fórmulas e nomes análogos. Assim, por exemplo, o bromo e o iodo, da família dos halogênios, formam ácidos análogos aos formados pelo cloro, como:

•     HBr, ácido bromídrico;
•     HBrO, ácido hipobromoso;
•     HI02, ácido iodoso;
•     HI03, ácido iódico.

O mesmo ocorre com as demais famílias da tabela periódica.

Observação importante: como o grupo funcional que caracteriza os ácidos de Arrhenius (o H301+) só se forma em solução aquosa, a rigor esses ácidos só existem de fato em solução (os compostos covalentes não apresentam o íon H301+ e suas propriedades, mas apenas a possibilidade de formá-lo ao reagir com a água).

Dessa forma, uma substância como o H2S04 puro ou anidro, por exemplo, não poderia ser considerada um ácido de Arrhenius e seu nome seria apenas sulfato de hidrogênio. O ácido sulfúrico seria o produto da reação entre o sulfato de hidrogênio e a água, que, por ionização, produ­ziria o cátion hidrônio, H301+, grupo que caracteriza um ácido de Arrhenius.

Entretanto, por uma questão de simplificação e de padronização, já que muitos ácidos de Arrhenius só existem em meio aquoso (às vezes a forma pura é extre­mamente instável), e principalmente por haver outros conceitos mais abrangentes de ácidos nos quais essas substâncias puras estão incluídas, optamos por atribuir também ao composto molecular a conceituação e a nomenclatura de ácido, mesmo ao se trabalhar segundo a teoria de Arrhenius. Logo, o H2S04 puro pode ser denominado tanto sulfato de hidrogénio como ácido sulfúrico (as duas nomenclaturas são aceitas e consideradas corretas).

Diluição de ácidos em água

Um procedimento básico de laboratório de Química (feito na capela) é a diluição de ácidos puros ou concen­trados em água. Lembre-se de que, nesse caso, é funda­mental adicionar o ácido sobre a água, lentamente e sob agitação, nunca o contrário. A adição de água sobre ácido puro ou concentrado provoca uma reação extremamente exotérmica, capaz de volatilizar o ácido, projetando-o para fora do recipiente e causando queimaduras graves se atingir alguém.
Os ácidos de Arrhenius apresentam algumas carac­terísticas importantes que ajudam a entender suas pro­priedades e a prever o comportamento dessas substâncias, como veremos a seguir.

Grau de oxigenação

Os ácidos são classificados, quanto à presença de oxigênio na fórmula, em hidrácidos ou oxiácidos.

•   Hidrácidos são ácidos que não possuem oxigênio na fórmula ou, ainda, cujo ânion formado em meio aquoso não possui oxigênio. O nome dos hidrácidos apresenta o sufixo ídrico. Nos hidrácidos o elemento ligado ao hidrogênio (ele­mento central) apresenta o NOX mais baixo em relação aos demais ácidos formados por esse elemento. Exemplo: ácido clorídrico, HC£, NOX do C£ = -l.

•   Oxiácidos são ácidos que possuem oxigénio na fórmula ou, ainda, cujo ânion formado em meio aquoso possui oxigênio. O nome dos oxiácidos têm os sufixos oso ou iço. Para diferenciar os diversos graus de oxigenação (núme­ro de oxigênio na fórmula) possíveis ainda são usados o prefixo hipo para indicar o oxiácido menos oxigenado de determinado elemento e o prefixo per para indicar o oxiácido mais oxigenado. Note que, conforme o grau de oxigenação aumenta, o NOX do elemento central também aumenta. Exemplos: ácido hipocloroso, HC£0, NOX do C£ = +1 ácido cloroso, HC£02, NOX do C£ = +3 ácido clórico, HC£03, NOXdoC£ = +5 ácido perclórico, HC£04, NOXdoC£ = +7.

Íon hípoclorito

Os íons hipoclorito, CtO1-^, encontrados no ácido hipocloroso, HC£0, são responsáveis pela ação desinfetante e descolorante da água sanitária. A água sanitária é uma solução de hipoclorito de sódio, NaC£0(aq), um sal básico, obtido a partir da reação entre o hidróxido de sódio, NaOH(aq), uma base forte, e o ácido hipocloroso, HC£0(aq), um ácido fraco. É possível fazer um experimento simples e interes­sante utilizando uma solução de hipoclorito e um pouco de refrigerante sabor “laranja”.

Separe meio copo de refrigerante e adicione l colher de sopa da solução de água sanitária, mexa bem e veja o refrigerante de “laranja” ficar incolor como água. Na verdade, a cor laranja do refrigerante é devida à presença de um corante que é laranja em meio ácido (refri­gerante) e incolor em meio básico (solução de hipoclorito) e não à presença da fruta.

Grau de hidratação

O grau de hidratação — número de “moléculas de água” que podem ser extraídas da fórmula do composto que dá origem ao oxiácido — é indicado pelos prefixos orto, piro e meta e pelo sufixo iço (comum a todos).

•  O prefixo orto indica o maior grau de hidratação com­ parando-se ácidos de determinado elemento. O prefixo orto não é obrigatório. Exemplo: ácido ortofosfórico (ou apenas ácido fosfóri­co), H3P04(aq).

•  O prefixo piro (obrigatório) indica grau de hidratação intermediário entre o orto e o meta correspondente. São ácidos obtidos pela condensação de duas moléculas do ácido orto correspondente com perda simultânea de uma molécula de água. Exemplo: ácido pirofosfórico, H4P207(aq)

O prefixo meta indica o menor grau de hidratação, comparando-se ácidos de determinado elemento. O prefixo meta é obrigatório. São ácidos obtidos teoricamente pela perda de uma molécula de água da fórmula estrutural do composto que forma o ácido orto correspondente. Exemplo: ácido metafosfórico,

Portanto, numa solução de ácido sulfúrico, conforme as condições do meio (temperatura, pressão e concen­tração), podemos encontrar não somente ânions sulfato, mas também ânions mono-hidrogenossulfato. Observe que o caráter parcial do elemento que for­ma os ácidos orto, meta e piro é sempre o mesmo. Para o fósforo: ô = +5.