Classificação, Formulação, Nomenclatura e Estrutura dos Ácidos


Segundo Arrhenius, os ácidos são substâncias mole­culares polares que sofrem ionização em água, produ­zindo como único cátion (íon positivo) o H+.

Propriedades dos ácidos
Os ácidos apresentam propriedades características:
•         apresentam sabor azedo;
•         modificam a cor dos indicadores ácido-base. Na presença de uma solução ácida, o papel de tornassol azul adquire a cor vermelha e a solução alcoólica de fenolftaleína permanece incolor;
•         conduzem eletricidade em solução aquosa, pois existem íons livres;
•         reagem com bases, formando sal e água. Esta reação é chamada de neutralização ou salificação.

Ácidos

Observação
Indicadores ácido-base são substâncias que têm a propriedade de mudar de cor quando na presen­ça de uma solução ácida ou básica.

Alguns dos produtos que apresentam comportamen­to ácido são o suco de laranja, de limão, de abacaxi, vi­nagre (solução aquosa de ácido acético), suco gástrico (solução de ácido clorídrico), entre outros.

Classificação dos ácidos

Os ácidos podem ser classificados quanto à presen­ça de oxigênio, ao número de hidrogênios ionizáveis, ao número de elementos, à força e à volatilidade.

Quanto à presença do oxigênio
Podem ser
•         Oxiácidos — ácidos oxigenados. Exemplos: HC^O3, H2SO4, etc;
•         Hidrácidos – ácidos não oxigenados. Exemplos: H2S, etc.

Quanto ao número de hidrogênios ionizáveis (H+)
São classificados em:
• Monoácido ou monoprótico – ácidos que apre­sentam um H+. Exemplos: HNO3 e HC£.
• Diácido ou dipróticos – ácidos que apresentam dois H+. Exemplos: H2S e H2MnO4.
• Triácidos ou tripróticos – ácidos que apresentam três H+. Exemplos: H3PO4 e H3BO3.
• Tetrácidos ou tetrapróticos – ácidos que apre­sentam quatro H+. Exemplos: H4SiO4 e H4[Fe(CN)6].

Muitas vezes, o termo poliácidos é empregado para ácidos com dois ou mais H+.

Atenção
O ácido H3PO3 é um diácido (2 H+) e o H3PO2 é um monoácido (l H+).

De acordo com o grau de ionização, os ácidos po­dem ser fortes, moderados ou fracos: Pode-se prever a força dos ácidos por meio de duas regras, as quais apresentam-se a seguir.

Hidrácidos
São classificados em
•         Fortes – HC^ , HBr, Hl
•         Moderado – HF
•         Fracos – todos os outros (HCN, H2S, etc.).

Oxiácidos

Nos oxiácidos, só são ionizados os átomos de hidrogênio ligados a átomos de oxigênio. É o que acontece, por exemplo, no ácido fosforoso (H3PO3), no qual so­mente dois se ionizam, embora sua molécula apresente três átomos de hidrogênio.

Quanto ao número de elementos
Podem ser:
•          Binários – ácidos que apresentam em sua fór­mula dois elementos químicos. Exemplos: HC e H2S.
•          Ternários – ácidos que apresentam em sua fór­mula três elementos químicos. Exemplos: HBrO3 e HCN.
•          Quaternários – ácidos que apresentam em sua fórmula quatro elementos químicos. Exemplo: H4[Fe(CN)6].

Quanto à força

A força dos ácidos é avaliada pelo grau de ionização do ácido, ou seja, pela quantidade de íons H+ que este ácido libera na água. O grau de ionização pode ser expresso tanto na forma de número decimal quanto em porcentagem. Assim, se de cada 100 moléculas de ácido adicionadas em água, 90 se ionizam, o grau de ionização do ácido será 90% ou 0,9.

Observação
Ao realizar a subtração, pode-se obter os se­guintes resultados.

Atenção
H2CO3 é um ácido fraco; H3PO3 e H3PO2 são ácidos moderados.

Quanto à volatilidade

Volátil é a substância que passa do estado líquido para o estado gasoso em temperaturas baixas. Conclui-se en­tão que o ponto de ebulição desta substância é baixo.
•         Ácidos voláteis – HC^, H2S, HNO3, HC^O3, HCN, CH3COOH (ácido acético – vinagre).
•         Ácidos fixos – H2SO4 e H3PO4.

Formulação e nomenclatura

Hidrácidos
Fórmula : HyE-y Nomenclatura: ácido + nome do elemento + -ídrico

Oxiácidos
Devido ao enorme número de oxiácidos, sua formu­lação é dependente do sufixo presente em seu nome.
Nomenclatura: ácido + nome do elemento + -iço

Os demais sufixos das nomenclaturas dos oxiácidos (-oso, hipo- -oso e per- -iço) podem ser estudados por meio do esquema
Exemplos:
•         Ácido clórico – HC1O3
• Ácido cloroso – HC1O2
•         Ácido hipocloroso – HC1O
•         Ácido perclórico – HC1O4

Observação

Os ácidos formados por elementos que possu­em o valor de NOX igual ao valor de sua família periódica apresentam sufixo -iço. O ácido carbônico (H2CO3), da família 4A, o ácido bórico (H3BO3), da família 3A, e o ácido silícico (H4SiO4), da famí­lia 4A, são exemplos.

A fórmula da nomenclatura per- -iço para os áci­dos crômico e mangânico é feita por meio da retira­da de l hidrogênio da fórmula de prefixo -iço.
Exemplo:   H2MnO4- l H -> HMnO4

Regra prática
Há uma regra prática que pode ser usada no vestibular, chamada de clube dos 6, que prioriza os principais ácidos. Todos os seis ácidos recebem o sufixo -iço. São eles:
•        HC^O3 – ácido clórico
•        H3PO4- ácido fosfórico
•        H2SO4- ácido sulfúrico
•        HNO3- ácido nítrico
•        H3BO3 – ácido bórico
•        H2CO3- ácido carbônico

Memorizando esses seis ácidos, podem-se obter os demais, seguindo-se as orientações a seguir.

•    Para se obter um ácido per-   -iço, basta acrescen­tar apenas l oxigênio na estrutura do ácido -iço. Exemplo: HC^O3 é o ácido clórico, que deve ser memorizado. Se for solicitado o ácido perclóri­co, deve-se acrescentar l oxigênio na fórmula do ácido clórico. Logo, o resultado será a fórmula

•         Para se obter um ácido -oso, basta retirar ape­nas l oxigênio da estrutura do ácido -iço. Exemplo: H2SO4 é o ácido sulfúrico, que deve ser memorizado. Se for solicitado o ácido sul­furoso, deve-se retirar l oxigênio da fórmula do ácido sulfúrico. Logo, o resultado será a fórmula H2S03.

•         Para se obter um ácido hipo-  -oso, deve-se re­tirar 2 oxigênio da estrutura do ácido -iço. Exemplo: H3PO4 é o ácido fosfórico, que deve ser memorizado. Se for solicitado o ácido hipofosforoso, deve-se retirar 2 oxigênio da fórmu­la do ácido fosfórico. Logo, o resultado será H3P02.

Fórmula estrutural dos ácidos

Para que a fórmula estrutural dos ácidos seja mon­tada corretamente, devem-se seguir os seguintes passos:
1. colocar o átomo central;
2. ao redor do átomo central, distribuir os oxigênio;
3. ligar os H+ aos oxigênio em mesma proporção (l para 1);
4. ligar os grupos H-O, por meio do oxigênio, ao elemento central;
5. os oxigênio que sobrarem estarão ligados ao elemento central por ligações dativas (a seta apontará para o oxigénio);
6. quando o ácido possuir hidrogênio não ionizável, ele estará preso ao átomo central.

Observação
No caso dos oxiácidos, só são ionizados os áto­mos de hidrogênio ligados a átomos de oxigênio. Se ele não estiver preso ao oxigênio, ele não é ionizável. Exemplo: H3PO4

Passo 01 – ligar os 3H a 3O
Passo 02 – ligar os H-O- ao P
Passo 03 – doar uma dativa de P para o O que sobrou.

Alguns ácidos importantes
•         Ácido fosfórico – é usado como estabilizante em refrigerantes de cola e encontrado também em alguns fertilizantes.
•         Ácido sulfúrico – é usado em acumuladores de chumbo de automóveis (baterias).
•         Ácido fluorídrico – é usado para fazer grava­ções em cristais e vidros, pois o corrói.
•         Ácido clorídrico – comercialmente conhecido como ácido muriático, é usado para limpeza de calçadas.
•         Ácido nítrico – empregado na indústria de ex­plosivos, tais como TNT, nitroglicerina e trinitrocelulose.
•         Ácido acético – encontrado no vinagre.