Teoria Modernas de Indicadores Ácido-Base E Ph
Os fatos químicos, muito estudados na ciência química, são por vezes sistematizados e explicados através de teorias. Sendo assim, também foram desenvolvidas teorias relacionadas com o ácido-base e pH, conhecidas como teorias modernas.
No emaranhado de teorias que dispomos para estudar o ácido-base, o surgimento da teoria de Arrhenius, no fim do século XIX, possibilitou grandes avanços no campo da química. O conceito foi criado pelo sueco Savante Arrhenius, daí o motivo pela teoria de Arrhenius.
Teoria de Arrhenius
Através da Teoria de Arrhenius foi possível determinar que toda substância que dentro da água produza íons hidrogênios (H+) é considerada como ácido; e, aquelas que produzem ânions hidróxidos (OH-) são bases. Por fim, há também o efeito de neutralização, tida como o resultado da reação entre o hidrogênio e o hidróxido para a produção de água, vista a seguir:
H+(aq) + OH-(aq) = H2O
As contribuições de Savante Arrhenius lhe rendeu um Prêmio Nobel de Química. Outrossim, sem os seus avanços na área dificilmente as bases da Química Analítica seriam como são hoje. Por isso, mencionaremos alguns fatos que se sucederam depois dessa teoria que tanto beneficiou a área química, que são:
• Lei de diluição de Ostwald;
• Equação de Nernst;
• Eletrodo de hidrogênio;
• O Conceito de Ph.
Embora suas contribuições pudessem trazer grandes avanços para a química, a Teoria de Arrhenius apresentava suas limitações, já que se restringia ao estudo apenas com a água, expandindo-se, em alguns casos, para a amônia líquida. Todavia, nos estudos com sistemas sólidos, como a sílica, argilas e outras substâncias, sua aplicação se mostrava ineficaz.
Teoria dos Solventes
Graças à Teoria de Arrhenius foi possível que E. C. Franklin desenvolvesse a Teoria dos Sistemas Solventes, no início do século XX. Através dessa teoria é feita uma consideração de que todo solvente sofre uma auto-ionização. Disso, sucede que há uma geração de cátion (ácido) e também de um ânion (base).
Observa-se através desse fenômeno que o aumento na concentração de cátion característico no solvente é o ácido; já o ânion que também passa por um processo de aumento é caracterizado como a base do solvente. A neutralização entre cátions e ânions possibilita a formação de solvente. Seguem alguns esquemas característicos do fenômeno:
2 H2O = H¬3O++ OH-
2 NH3 = NH4+ + NH4-
2 SO2 = SO2+ + SO3¬2-
A partir daí, novos compostos e novas reações foram descobertas, através do estudo dos solventes.
O potencial hidrogeniônico (pH)
A acidez de uma substância, assim como a neutralidade e a alcalinidade, é indicada através de um índice determinado pelo potencial hidrogeniônico (pH). Dessa forma, a caracterização de uma substância ocorre através do valor de seu pH.
A determinação do potencial hidrogeniônico ocorre, por sua vez, por meio de íons de Hidrogênio (H+). As baixas taxas de pH indicarão elevadas quantidades de íons de Hidrogênio, consequentemente, menores serão as taxas de íons de hidróxidos (OH-).
A variação de pH ocorre em escalas entre 0 a 14, na temperatura de 25 °C. Sua medição pode ser feita através de um aparelho próprio chamado de pHmetro. Os indicadores, porém, apresentam melhores resultados do que os aparelhos, já que através deles é possível saber, pela mudança de cor, se a substância possui maior concentração de hidrogênio, demonstrando seu pH.
Acontece da seguinte forma: os indicadores ácido-base são substâncias que revelam a presença de hidrogênio em uma dada solução. A partir do momento em que esse indicador é misturado à solução, a cor varia. Para que uma solução seja considerada como ácida ou básica, o pH precisa estar em determinados níveis, tais como se seguem a seguir:
• pH 0 a 7 → soluções ácidas
• pH = 7 → soluções neutras
• pH acima de 7 → soluções básicas ou alcalinas
Constata-se que quanto menor o valor do pH, mais ácida será a solução. Já, quanto maior o pH, mais básica ela se tornará. Ademais, foi Peter Lauritz Sorensen quem desenvolveu e propôs o modelo em que se trabalha com concentrações de hidrônio nas soluções.
Algumas substâncias que podem ser consideradas com pH inferiores a 7 são as seguintes:
• Leite (pH 6);
• Café (pH 5);
• Refrigerante (pH 3).
Outras substâncias que podem ser consideradas como básicas por conterem em suas soluções pH superior a 7, são as seguintes:
• Produtos de limpeza (pH 13);
• Leite de magnésio (pH 10);
Por fim, as soluções que são consideradas como neutras por conterem pH equivalentes a 7 são:
• Água destilada (pH 7).
Dentro das Teorias Modernas não é possível deixar de mencionar outra grande contribuição realizada pela teoria protônica, que entre outros teóricos que participaram de sua formulação, o principal expoente se tornou J. Brønsted. Sua base de estudo está na transferência de prótons. Demais a mais, nessa teoria não é preciso a utilização de água.
Para finalizar, também é preciso fazer referência à teoria ácido-base de Lewis, dentro das Teorias Modernas, que é conhecida como teoria eletrônica. O responsável por seu desenvolvimento foi G. Lewis. A partir desse conceito as limitações contidas nas teorias anteriores, que compunham as Teorias Modernas, foram superadas. Sua denominação também está ligada ao fenômeno de transferências de elétrons.