Departamento de Química e Bioquímica Licenciatura em Ciências da Arte e do Património Química e Física dos Materiais I Ano lectivo 2013/2014 Tópico 4:

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1 Departamento de Química e Bioquímica Licenciatura em Ciências da Arte e do Património Química e Física dos Materiais I Ano lectivo 2013/2014 Tópico 4: Ácidos e bases Tópico 4: Ácidos e bases

2 2 Ácidos Bases Têm um sabor azedo (o sabor do vinagre deve-se ao ácido acético; os citrinos contêm ácido cítrico). Reagem com certos metais produzindo hidrogénio gasoso. Reagem com carbonatos e bicarbonatos para produzir CO 2 gasoso. Têm um sabor amargo. São escorregadias ao tacto (muitos sabões contêm bases). 2HCl (aq) + Mg (s) MgCl 2 (aq) + H 2 (g) 2HCl (aq) + CaCO 3 (s) CaCl 2 (aq) + CO 2 (g) + H 2 O (l) Ex.:

3 Alguns exemplos de substâncias ácidas e básicas correntes

4 Alguns exemplos de substâncias ácidas e básicas correntes, continuação Fonte: http://www.mghs.sa.edu.au/internet/curriculum/science/Year9/Pics/ph.gif mais ácidos mais básicos

5 Resumindo:

6 6 Um ácido de Arrhenius é uma substância que produz H + (H 3 O + ) em água. Uma base de Arrhenius é uma substância que produz OH – em água.

7 7 Ião hidrónio, protão hidratado, H 3 O +

8 8 Um ácido de Brønsted é um dador de protões. Uma base de Brønsted é um aceitador de protões. ácido base ácido base Um ácido de Brønsted deve conter pelo menos um protão ionizável!

9 9 Ácidos monopróticos HCl H + + Cl – HNO 3 H + + NO 3 – CH 3 COOH H + + CH 3 COO – Electrólito forte, ácido forte Electrólito fraco, ácido fraco Ácidos dipróticos H 2 SO 4 H + + HSO 4 – HSO 4 – H + + SO 4 2– Electrólito forte, ácido forte Electrólito fraco, ácido fraco Ácidos tripróticos H 3 PO 4 H + + H 2 PO 4 – H 2 PO 4 – H + + HPO 4 2– HPO 4 2– H + + PO 4 3– Electrólito fraco, ácido fraco Electrólito: substância que, quando dissolvida em água produz uma solução capaz de conduzir electricidade

10 10 Classifique cada uma das espécies como ácido ou base de Brønsted, ou ambas: HBr (ácidro bromídrico), CH 3 COO – (ião acetato), H 2 PO 4 – ião (fosfato) HBr (aq) H + (aq) + Br – (aq) Ácido de Brønsted CH 3 COO – (aq) + H + (aq) CH 3 COOH (aq) Base de Brønsted H 2 PO 4 – (aq) H + (aq) + HPO 4 2– (aq) H 2 PO 4 – (aq) + H + (aq) H 3 PO 4 (aq) Ácido de Brønsted Base de Brønsted

11 11 Propriedades Ácido-Base da Água H 2 O + H 2 O H 3 O + + OH - ácido base conjugada base ácido conjugado A água pode auto-ionizar-se dando origem a um protão e a um ião hidroxilo Constante do produto-iónico (K w ) ― o produto das concentrações molares dos iões H + e OH –, a uma dada temperatura. A 25 0 C K w = [H + ][OH – ] = 1,0 × 10 –14 [H + ] = [OH – ] [H + ] > [OH – ] [H + ] < [OH – ] A solução é neutra ácida básica [H + ] = concentração do protão [OH – ] = concentração do ião hidroxilo

12 12 pH — Uma Medida de Acidez pH = – log [H + ] [H + ] = [OH – ] [H + ] > [OH – ] [H + ] < [OH – ] A solução é: neutra ácida básica [H + ] = 1 × 10 –7 [H + ] > 1 × 10 –7 [H + ] < 1 × 10 –7 pH = 7 pH < 7 pH > 7 A 25 0 C pH[H + ]

13 13 Como medir o pH: utilizando vários tipos de aparelhos medidores de pH

14 14 Como medir o pH: utilizando vários tipos de papel indicador

15 15 Valor médio do pH da precipitação nos Estados Unidos e na Europa em 2001. SO 2 (g) + OH (g) HOSO 2 (g) (reacção radicalar) SO 3 (g) + H 2 O (g) H 2 SO 4 (g) HOSO 2 (g) + O 2 (g) HO 2 (g) + SO 3 (g) Chuvas Ácidas

16 16 CaCO 3 (s) + H 2 SO 4 (aq) CaSO 4 (s) + H 2 O (l) + CO 2 (g) 2CaCO 3 (s) + 2SO 2 (g) + O 2 (g) 2CaSO 4 (s) + CO 2 (g) Efeitos das chuvas ácidas 1908 1969