Teoria Ácido-Base e Conceitos de Base


Os ácidos e as bases são conceituados de três for­mas diferentes. Os conceitos a serem estudados recebem os nomes de seus autores, Arrhenius, Brõnsted-Lowry e Lewis. Nas próximas aulas serão abordados o estudo dos ácidos e bases, suas propriedades e nomenclaturas.

Conceito de Arrhenius

Arrhenius classificou os compostos como ácidos ou bases.

Teoria Ácido-Base

Esse conceito observa a formação de pares conjuga­dos (espécies que diferem por l próton H+) que, segun­do Brõnsted-Lowry, serão
•   ácido – toda espécie química capaz de doar um próton (H+);
•   base – toda espécie química capaz de receber um próton (H+).

Conceito de Lewis – Gilbert Newton Lewis (1875-1946)

Este conceito elimina a dependência do hidrogênio dos conceitos anteriores, caracterizando os ácidos e as bases por suas estruturas eletrônicas.

• Ácidos – são compostos covalentes que, em so­lução aquosa, formam como único cátion o hidrônio (H3O+) ou próton (H+).
• Bases – são compostos de caráter iônico que, em solução aquosa, formam como único ânion o hi­dróxido ou hidroxila (OH’)-

Atenção
Para simplificar o conceito de Lewis, pode-se seguir o seguinte raciocínio:
• Todo cátion é um ácido de Lewis, assim como todo ânion é uma base de Lewis. Exemplos: NH* é um ácido de Lewis e Cl ~ é uma base de Lewis.
• Toda molécula, cujo átomo central apre­senta elétrons livres, é uma base de Lewis. Caso o átomo central da molécula não pôs sua elétrons livres, será um ácido de Lewis. O NH3 é uma base porque o nitrogênio apresenta 2 elétrons livres. O BF3 é um ácido porque o boro não apresenta elétrons livres.

Conceito de Brõnsted-Lowry

Ácidos – são todas as espécies capazes de^ ber um par de elétrons (recebem elétrons em li­gação dativa). Os ácidos são carentes de elétrons. Exemplos: H+, BF3, MCty NH;

Bases – são todas as espécies capazes de ceder um par de elétrons (doam uma ligação dativa). As bases possuem elétrons livres em sua camada de valência. Exemplos: NH3, OH~, C£~.

Funções minerais

Entende-se por função um conjunto de substâncias com propriedades químicas semelhantes. Como a Quí­mica possui dois grandes ramos, a Orgânica e a Mineral, serão abordadas apenas as funções minerais. As princi­pais funções minerais são os ácidos, as bases, os sais, os óxidos, os hidretos e os carbetos.

Número de oxidação -NOX

A sigla NOX refere-se ao número de oxidação de um elemento químico. O número de oxidação é uma car­ga que o elemento recebe, dependendo de sua eletrone-gatividade (tendência em atrair elétrons).

NOX fixos
Alguns elementos de grande importância para a Quí­mica apresentam número de oxidação invariável, o que auxilia na determinação do NOX de outros elementos. Observe na tabela a seguir os elementos de NOX fixos.

As bases são eletrólitos, ou seja, fornecem íons em solução aquosa, sendo capazes de conduzir corrente elétrica.

Dissociação iônica

É o nome da reação de separação de íons em água, para as bases.

A determinação do NOX dos elementos é feita por meio de algumas regras.
•    Regra 01 – toda substância simples possui NOX igual a zero. Exemplos: H2, C£2, O2, Fe.
•    Regra 02 – todo íon monoatômico possui NOX igual à carga do íon. Exemplos: S-2 -» NOX = -2; Cl~ -» NOX = -1; Ar3 -> NOX = +3.
•    Regra 03 – toda substância composta eletricamente neutra deve possuir somatório de NOX dos elementos formadores igual a zero. Exemplo: H2SO4, o NOX do enxofre (x) é 2 • (+1) + x + 4 • (-2) = O -> x = +6
•    Regra 04 – todo íon poliatômico possui o soma­tório dos NOX dos elementos formadores igual à carga do íon. Exemplo: PO~3. O NOX do fósforo (x) será: x + 4 • (-2) = -3 -> x = +5

Fórmula geral das bases É dada por: M+x (OH)X.

Nomenclatura

O nome das bases para metais de NOX fixos é feito com o auxílio da seguinte regra:
Exemplos:
•         NaOH – hidróxido de sódio
•         Ca(OH)2 – hidróxido de cálcio
•         A.I (OH)3 – hidróxido de alumínio
•         NH4OH – hidróxido de amônio

Para cátions de NOX variável, a nomenclatura deve ser feita acrescentando-se a carga do cátion em algaris­mos romanos. Exemplos:
•         Pb(OH)2 – hidróxido de chumbo II
•         Pb(OH)4 – hidróxido de chumbo IV

Há ainda uma nomenclatura, menos atual e pouco utilizada, que acrescenta o sufixo -iço ao nome do cátion quando ele apresentar o maior NOX, e -oso quando o cátion apresentar o menor NOX possível.

Classificação das bases

As bases podem ser classificadas quanto ao número de hidroxilas, à solubilidade das bases e à força das bases.

Quanto ao número de hidroxilas (OH)

São classificadas em
•         Monobases
•         Dibases
•         Tribases
•         Tetrabases

De forma genérica, pode-se dizer que uma base com duas ou mais hidroxilas é classificada como polibase.

Quanto à solubilidade das bases

As bases podem ser
•         solúveis – bases dos metais alcalinos (IA) e NH4OH;
•         pouco solúveis – metais alcalinos terrosos;
•         insolúveis – bases de outros metais.

Quanto à forca das bases

A força de um eletrólito é medida pelo seu grau de dissociação. Quanto mais uma base se dissociar mais forte ela será.
As bases solúveis possuem elevado grau de dissocia­ção, por isso são consideradas bases fortes.

•         Fortes — bases da família l A e dos metais alcalinoterrosos Ca, Sr e Ba.
•         Fracas – NH4OH (embora seja solúvel) e as ba­ses dos demais metais.

Algumas bases importantes

NaOH – soda cáustica
Mg(OH)2 – leite de magnésia
Ca(OH)2 – cal hidratada, extinta ou apagada
NH4OH – amoníaco