Hidrogênios Ionizáveis, Fórmulas dos Oxiácidos e Grau de Ionização


O número de hidrogênios ionizáveis é o número máximo de hidrogênios do composto covalente que re­age com a água e que dá origem ao cátion hidrônio, H301+. Hidrácidos: o número de hidrogênios ionizáveis é igual ao número de hidrogênios contidos na fórmula do composto que dá origem ao ácido.
Exemplos: lHCN(g)   + lH20(e)  – -» 1H30&      +   l CN>-(aq) is2-.

Ácido cianídrico: l hidrogénio ionizável (monoácido)

Ácido sulfídrico: 2 hidrogênios ionizáveis (diácido)

Oxiácidos: somente são ionizáveis os hidrogênios que estiverem ligados ao oxigênio.

Hidrogênios Ionizáveis

Fórmulas dos oxiácidos

Para montar as fórmulas estruturais de oxiácidos cuja fórmula molecular é do tipo HxEOy, em que x é o número de hidrogênios, y, o número de oxigênio e E, o átomo central, como o ácido sulfuroso, H2S03, por exem­plo, podemos nos basear nas seguintes regras:

•   Representar as ligações covalentes comuns e coordena­ das que o elemento E pode fazer, respectivamente, com traços e com setas. Para o ácido sulfuroso, H2S03, o elemento E é o enxofre (família 16):
•   Completar as ligações covalentes comuns do elemento e com tantos grupos — O — H quantos forem os hi­drogênios ionizáveis existentes. O ácido sulfuroso possui 2 hidrogênios ionizáveis, portanto possui 2 grupos — O — H. Completar as ligações covalentes coordenadas do ele­mento E apenas se houver necessidade.

Ácido fosfórico: 3 hidrogênios ionizáveis (triácido) – 1H3P03   + 2H20(f) – —> 2H3Oj;q)    + 1HP02

Ácido fosforoso: 2 hidrogênios ionizáveis (diácido) – l H3P02   + l H20(e) – —» l H30£q)   + l H2PO!

Ácido hipofosforoso: l hidrogénio ionizável (monoácido)

Grau de ionização

A ionização de um diácido, triácido ou tetrácido ocorre em etapas e, por isso, é comum haver mais de um tipo de ânion na solução ácida. Considere, por exemplo, as ionizações parciais do ácido sulfúrico e a sua equação de ionização completa: O grau de ionização a é sempre um número compre­endido entre zero e l ou, se for expresso em porcentagem, entre 0% e 100%. O < a < l ou em porcentagem 0% < a% < 100%. Os ácidos são classificados da seguinte maneira: Ácido forte: possui a maior do que 50%. Exemplos: a 18 °C (solução diluída), ácido clorídrico      – HCe(aq)                     a% = 92,5% ácido nítrico         – HN03(aq)                    a% = 92% ácido sulfúrico       – H2S04(aq)                   a% = 61% Ácido semiforte: possui cc entre 5% e 50%. Exemplos: a 18 °C (solução diluída) ácido sulfuroso              H2S0 — a% = 30% ácido fosfórico              H3P04(aq) — a% = 27% ácido fluorídrico HF(aq) — a% = 8,5% Ácido fraco: possui a menor que 5%. Exemplos: a 18 °C (solução diluída) ácido sulfídrico             H2S(aq)                a% = 0,076% ácido bórico                  H3B03(aq) a% = 0,075% ácido cianídrico              HCN(aq) Outras formas de determinar a força de um ácido: • Hidrácidos: comparando elementos da mesma família da tabela periódica, quanto maior o raio atômico do átomo ligado ao hidrogênio, maior é a força do ácido. À medida que o raio atômico aumenta, a eletronegatividade do átomo diminui e, portanto, diminui a inten­sidade do dipolo formado na molécula do hidrácido. Estando pouco atraído pelo elemento que forma o hidrá­cido, o hidrogênio é mais facilmente “arrancado” pelo oxigênio da água e o grau de ionização do hidrácido é maior. Assim, temos: ácidos fortes (em ordem decres­cente de força ácida): HI(aq), HBr(aq) e HC£(aq); semiforte: HF(aq); fracos: todos os demais. • Oxiácidos: a força do ácido aumenta conforme o grau de oxigenação, isto é, o número de oxigênio que es­tabelecem ligação coordenada com o átomo central (oxigênio que não possuem ligação com hidrogênio). Esses oxigênio, devido à alta eletronegatividade que possuem, vão provocar um deslocamento de elétrons na molécula em benefício próprio. Regra prática: dada a fórmula do ácido de um elemento E genérico: HxEzOy e fazendo-se a subtração: y – x = R, temos: Ácido forte: se R > 2
Exemplos:   HC£04(aq):   y = 4ex = l     => 4-1 = 3

HNO3(aq) => 3-1=2 => 4-2 = 2

H2S04(aq):
y = 3 ex = l
y = 4 ex = 2

Ácido semiforte ou fraco: se R < 2 Exemplos:  H3P04(aq):   y = 4ex = 3     => 4-3 = 1 (semiforte, grau de oxigenação alto)
HN02(aq):    y = 2ex=l     => 2-1 = 1 (fraco, grau de oxigenação baixo)
H3B03:       y = 3ex = 3   => 3-3 = 0 (fraco, grau de oxigenação baixo)