Segundo a teoria de Arrhenius, ácidos são substâncias que sofrem ionização na água e liberam o cátion H+ ou o íon hidrônio H3O+. São representados pela forma HX.
Propriedades
► Têm um sabor característico azedo e é fácil perceber isso nas frutas cítricas, como o limão.
► Presença do H em sua fórmula: sempre escrito da forma HX;
► Ao reagir com bases, formam sal e água, que é uma reação de neutralização do ácido pela base;
► Ao reagir com metais, liberam gás H2. Ácido em contato com metais ativos (zinco, manganês) corroem o metal e liberam gás hidrogênio;
► Conduzem corrente elétrica: quando em água, eles estão na forma de íons, que são condutores de elétrons;
Oxiácidos
► Ex.: HClO, H3PO4, H2CO3
► líquidos;
► polares, solúveis, fazem pontes de hidrogênio.
Hidrácidos
► Ex.: HCl, HF, HBr, HCN
► voláteis (mas o HF não!);
► polares, forças intermoleculares de Van der Waals.
Classificação
Os ácidos podem ser classificados de quatro maneiras: de acordo com o número de hidrogênios ionizáveis da molécula, com o número de elementos presentes na fórmula, quanto à presença de oxigênio e de acordo com a sua força ácida (grau de ionização).
► Número de hidrogênios ionizáveis
- Monoácidos: liberam um H+ por molécula. Ex.: HCl, HF.
- Diácidos: liberam dois H+ por molécula. Ex.: H2SO4, H2CO3.
- Triácidos: liberam três H+ por molécula. Ex.: H3PO4.
- Tetrácidos: liberam quatro H+ por molécula. Ex.: H4P2O7.
► Número de elementos diferentes presentes na fórmula
- Binário: 2 elementos. Ex.: HCl.
- Ternário: 3 elementos. Ex.: H2CO3.
- Quaternário: 4 elementos. Ex.: HCNS.
► Presença de oxigênio
- Hidrácido: sem oxigênio. Ex.: HCl.
- Oxiácido: com oxigênio. Ex.: H2CO3.
Força Ácida
A força ácida mede a facilidade com que os íons H+ são liberados em uma solução, então, quanto mais fácil for para um ácido se ionizar, mais forte ele será. Podemos calcular a força ácida de três maneiras:
► Grau de ionização – α
O grau de ionização vai medir a quantidade de moléculas ionizadas em relação às dissolvidas, segundo a equação:
ácidos fracos < 5% < ácidos médios < 50% < ácidos fortes
► Constante ácida – Ka
A constante ácida indica a concentração molar dos produtos em relação aos reagentes na reação de dissociação do ácido:
HX → H+ + X–
Por isso, quanto maior a constante ácida, maior a concentração dos íons H+ em solução, ou seja, maior a força do ácido.
► Potencial hidrogeniônico – pH
Todas as maneiras de medir a força de um ácido vão estar relacionadas com a quantidade ou concentração dos íons H+ em solução. O pH é uma função logarítmica da concentração desses íons, por isso, a relação será inversamente proporcional, ou seja, quanto menor o pH, maior a concentração dos íons H+.
pH = – log [H+]
A escala de pH vai de 0 a 14, onde 0 é totalmente ácido e 14 é totalmente básico, sendo 7 o pH neutro, onde a solução não é nem ácida nem básica.
Exemplos:
- Ácidos fracos – HCN, H2CO3;
- Ácidos médios – HF, HNO2;
- Ácidos fortes – HCl, HI, HBr, H2SO4.
Dica 1 (força hidrácidos):
Lembre-se sempre que a força de um ácido tem relação com as propriedades periódicas! Quanto mais eletronegativo for o elemento que acompanha o H em um ácido, maior será a força do ácido. O HCl, por exemplo, é mais forte que o HI (porque o Cl é mais eletronegativo que o I). O HF é uma exceção a essa regra, pois ele tem força média!!!
Dica 2 (força oxiácidos):
Observe os elementos da molécula. Quanto mais oxigênios, mais eletronegativo e maior a tendência de ionizar, logo, mais forte é o ácido!
► Forte: diferença entre H e O = 2 Ex.: H2SO4, HNO3
► Médio: diferença H e O = 1 Ex.: HNO2
► Fraco: diferença H e O = 0 Ex.: HClO, H3BO3, mas também H2CO3
Nomenclatura
A nomenclatura de ácidos vai depender do oxigênio! Sim, porque se um ácido tiver oxigênio (oxiácido – HXO), a sua nomenclatura será de uma maneira e se não tiver oxigênio (hidrácido – HX), será de outra maneira.
Regra básica da nomenclatura de ácidos: usa-se a palavra ácido mais o nome do elemento químico acrescentado de um sufixo. Lembre-se que esse elemento não é o hidrogênio nem o oxigênio! No caso do HClO, por exemplo, o elemento que nomeia o ácido é o Cl.
► Hidrácidos: É bem simples! É só acrescentar ídrico ao nome do elemento químico do ácido:
Ácido ………ídrico
HCl – ácido clorídrico
HI – ácido iodídrico
HBr – ácido bromídrico
HCN – ácido cianídrico
► Oxiácidos: Para nomear esse grupo de ácidos, precisamos de mais atenção, pois vamos acrescentar ico ou oso ao nome do elemento químico do ácido, ok? Mas como saber se é para usar ico ou oso? Para isso, você deve se lembrar do NOX do elemento que compõe o oxiácido!
- NOX > +4: prefixo do nome do elemento + ICO
- NOX <ou igual +4: prefixo do nome do elemento + OSO
Exemplo:
- H2SO4: ácido sulfúrico (NOX= +6)
- H2SO3: ácido sulfuroso (NOX = +4)
Atenção! O ácido carbônico (H2CO3) e o ácido bórico (H3BO3) são exceções! Pois o primeiro tem NOX= 4 e o segundo tem NOX= 3 !!
Dica: você percebeu que quando um elemento pode ter mais de um NOX, usamos o sufixo ICO para o maior e OSO para o menor. Portanto, lembre: ICO lembra RICO, então é maior, é mais rico!
Normalmente, essa regrinha funciona para todos oxiácidos! Existe uma exceção, que é o caso dos oxiácidos compostos por um elemento químico do grupo 7. Os ácidos formados por elementos desse grupo podem ter NOX do elemento químico +1, +3, +5 e +7. Nesse caso, além do sufixo ico (NOX +7 e +5) e oso (NOX +3 e +1) também se usa os prefixos per (NOX +7) e hipo (NOX +1). Ficou um pouco confuso? Dá uma olhadinha nos exemplos abaixo que você vai entender melhor!
► H2SO5: ácido persulfúrico – NOX S = +8
► H2SO4: ácido sulfúrico – NOX S = +6
► H2SO3: ácido sulfuroso – NOX S = +4
► H2SO2: ácido hiposulfuroso – NOX S = +2
Mais uma coisinha pra você prestar atenção! Os oxiácidos formados por elementos da família 15 (com exceção do nitrogênio!) têm uma nomenclatura um pouquinho diferente, pois se usa os prefixos orto, meta e piro, quer ver o porquê?
Como em todos os compostos, o enxofre possui mesmo NOX, vamos usar os prefixos que falamos antes. Para saber qual prefixo vai em cada composto, se estabeleceu a seguinte regra:
O ácido H3PO4 é o ácido ortofosfórico e dele derivam os outros da seguinte maneira:
H3PO4 – H2O → HPO3 – ácido metafosfórico
H3PO4 + H3PO4 – H2O → H4P2O7 – ácido pirofosfórico
No exemplo acima, temos a nomenclatura de oxiácidos com fósforo. Lembre-se que o prefixo orto é de uso facultativo, mas os prefixos meta e piro são de uso obrigatório!
Vamos ver alguns exemplos para fixar bem a nomenclatura dos oxiácidos:
► HNO2: Ácido nitroso
► H2SiO3: Ácido metasilícico
► H2CrO4: Ácido crômico
► HIO: Ácido hipoiodoso
► HMnO4: Ácido permangânico
► HClO3: Ácido clórico
► H3PO4: Ácido fosfórico
► H3PO3: Ácido fosforoso
► HPO3: Ácido metafosfórico
► HPO2: Ácido metafosforoso
► H4P2O7: Ácido pirofosfórico
► H4P2O5: Ácido pirofosforoso
Exemplos do Cotidiano
Quando a gente pensa em ácido, pensa em algo que corrói, que destrói e não parece ser uma substância química que a gente usaria muito, né? Mas os ácidos estão presentes em muitas situações do dia a dia e os usamos bem mais do que você imagina! Vamos falar um pouquinho dos ácidos mais conhecidos e importantes de a gente se lembrar?
► HCl (ácido clorídrico): também chamado de ácido muriático, gás clorídrico e cloreto de hidrogênio, esse é o famoso ácido presente no nosso estômago! É ele que faz o alimento que comemos ser mais facilmente digerido. Também é ele que causa a azia, aquela famosa queimação que sentimos no esôfago. Além disso, é muito usado na limpeza de prédios.
► HF (ácido fluorídrico): esse ácido consegue dissolver muitos óxidos de metais e de semimetais, e deve-se ter muito cuidado com o seu armazenamento, porque ele reage com a sílica (SiO2) do vidro, corroendo o vidro. Recipientes de vidro não servem para guardar esse ácido, já que seriam destruídos por ele! Normalmente, é armazenado em recipientes de polietileno ou politetrafluoretileno (teflon). Quer ver como ocorre esse processo de corrosão do vidro pelo HF? Dá uma olhada lá no fim da apostila na seção Para saber mais!
► HCN (ácido e gás cianídrico): esse ácido foi muito usado em câmaras de gás nos EUA. Apesar de ser um ácido fraco, ele tem uma letalidade muito grande!
► H2S (ácido e gás sulfídrico): é um ácido q
► H2SO4 (ácido sulfúrico): é um ácido forte usado nas baterias de automóveis. É um dos ácidos que compõem a chuva ácida.
► HNO3 (ácido nítrico): é um ácido forte usado na fabricação de adubos (regula o pH) e de explosivos (como o famoso TNT).
► H3PO4 (ácido fosfórico): é um ácido médio usado em refrigerantes e também na fabricação de fertilizantes (como o NPK).
► H2CO3 (ácido carbônico): é um ácido fraco e muito instável, se decompõe facilmente em CO2 e H2O. Está presente no nosso corpo (ajuda a manter a regulação do pH) e também na chuva ácida.
► H3BO3 (ácido bórico): é um ácido fraco muito usado na água boricada como um colírio.
► HClO (hipocloroso): é um ácido bem instável e normalmente é usado na sua forma de sal, o NaClO, mais conhecido como água sanitária. É usado no tratamento de água potável e como produto de limpeza, por ter um grande potencial desinfetante.