Ácido forte: propriedades e exemplos

Um ácido forte é qualquer composto capaz de liberar completa e irreversivelmente prótons ou íons hidrogênio, H + . Sendo tão reativo, um grande número de espécies é forçado a aceitar esses H + ; como a água, cuja mistura se torna potencialmente perigosa com um simples contato físico.

O ácido doa um próton para a água, que funciona como base para formar o íon hidrônio, H 3 O + . A concentração do íon hidrônio em uma solução de ácido forte é igual à concentração do ácido ([H 3 O + ] = [HAc]).

Ácido forte: propriedades e exemplos 1

Fonte: maticulous via Flickr

Na imagem acima, há uma garrafa de ácido clorídrico, HCl, com uma concentração de 12M. Quanto maior a concentração de um ácido (fraco ou forte), mais cauteloso ele deve ser manuseado; É por isso que a garrafa mostra o pictograma de uma mão ferida pela propriedade corrosiva de uma gota de ácido que cai nela.

Ácidos fortes são substâncias que devem ser manuseadas com plena consciência de seus possíveis efeitos; Trabalhando com eles com cuidado, você pode tirar proveito de suas propriedades para usos múltiplos, sendo uma das sínteses ou meios mais comuns de dissolver amostras.

Propriedades de um ácido forte

Dissociação

Um ácido forte se dissocia ou ioniza 100% em solução aquosa, aceitando um par de elétrons. A dissociação de um ácido pode ser esquematizada com a seguinte equação química:

HAc + H 2 O => A + H 3 O +

Onde HAc é o ácido forte e A sua base conjugada.

A ionização de um ácido forte é um processo geralmente irreversível; em ácidos fracos, pelo contrário, a ionização é reversível. Na equação que mostra que o H 2 S é aceitar o protão; no entanto, álcoois e outros solventes também podem.

Essa tendência a aceitar prótons varia de substância para substância e, portanto, a força ácida do HAc não é a mesma em todos os solventes.

Relacionado:  Propipeta de laboratório: características, tipos e usos

pH

O pH de um ácido forte é muito baixo, entre 0 e 1 unidades de pH. Por exemplo, uma solução de HCl 0,1 M tem um pH de 1.

Isso pode ser demonstrado usando a fórmula

pH = – log [H + ]

O pH de uma solução de HCl 0,1 M pode ser calculado e, em seguida, aplicado

pH = -log (0,1)

Obtenção de um pH de 1 para a solução de HCl 0,1 M.

pKa

A força dos ácidos está relacionada ao seu pKa. O íon hidrônio (H 3 O + ), por exemplo, tem um pKa de -1,74. Geralmente, ácidos fortes têm pKa com valores mais negativos que -1,74 e, portanto, são mais ácidos que o próprio H 3 O + .

O pKa expressa de certa maneira a tendência do ácido a se dissociar. Quanto menor o seu valor, mais forte e agressivo será o ácido. Por esse motivo, é conveniente expressar a força relativa de um ácido pelo valor de seu pKa.

Corrosão

Em geral, ácidos fortes são classificados como corrosivos. No entanto, existem exceções a essa suposição.

Por exemplo, o ácido fluorídrico é um ácido fraco e, no entanto, é altamente corrosivo e capaz de digerir o vidro. Por isso, deve ser manuseado em garrafas plásticas e em baixas temperaturas.

Pelo contrário, um ácido forte como o carboidrato, que apesar de ser milhões de vezes mais forte que o ácido sulfúrico, não é corrosivo.

Fatores que afetam sua força

Eletronegatividade de sua base conjugada

Como uma mudança para a direita ocorre em um período da tabela periódica, a negatividade dos elementos que constituem a base conjugada aumenta.

A observação do período 3 da tabela periódica mostra, por exemplo, que o cloro é mais eletronegativo que o enxofre e, por sua vez, o enxofre é mais eletronegativo que o fósforo.

Relacionado:  Cloreto de sódio (NaCl): estrutura, propriedades, usos

Isto está de acordo com o fato de que o ácido clorídrico é mais forte que o ácido sulfúrico e este último é mais forte que o ácido fosfórico.

Ao aumentar a eletronegatividade da base conjugada do ácido, a estabilidade da base aumenta e, portanto, diminui sua tendência a se reagrupar com hidrogênio para regenerar o ácido.

No entanto, outros fatores devem ser considerados, pois isso por si só não é decisivo.

Raio da base conjugada

A força do ácido também depende do raio da sua base conjugada. A observação do grupo VIIA da tabela periódica (halogênios) mostra que os raios atômicos dos elementos que formam o grupo têm a seguinte relação: I> Br> Cl> F.

Da mesma forma, os ácidos que eles formam mantêm a mesma ordem decrescente de força ácida:

HI> HBr> HCl> HF

Em conclusão, ao aumentar o raio atômico dos elementos do mesmo grupo na tabela periódica, a força do ácido que eles formam aumenta na mesma direção.

Isso é explicado no enfraquecimento da ligação H-Ac devido a uma sobreposição insuficiente de orbitais atômicos desiguais.

Número de átomos de oxigênio

A força de um ácido dentro de uma série de oxácidos depende do número de átomos de oxigênio que a base conjugada possui.

Moléculas que possuem o maior número de átomos de oxigênio constituem as espécies com maior força ácida. Por exemplo, o ácido nítrico (HNO 3 ) é um ácido mais forte que o ácido nitroso (HNO 2 ).

Por outro lado, o ácido perclórico (HClO 4 ) é um ácido mais forte que o ácido clorídrico (HClO 3 ). E, finalmente, o ácido hipocloroso (HClO) é o ácido de menor resistência na série.

Exemplos

Ácidos fortes pode ser exemplificado em, por ordem decrescente de força do ácido seguinte: HI> HBr> HClO 4 > HCl> H 2 SO 4 > CH₃C₆H₄SO₃H (ácido toluenossulfónico)> HNO 3 .

Relacionado:  Número de Avogadro: história, unidades, como é calculado, usa

Todos eles e os outros mencionados até agora são exemplos de ácidos fortes.

HI é mais forte que HBr porque o vínculo HI é mais facilmente quebrado por ser mais fraco. O HBr excede em acidez o HClO 4 porque, apesar da alta estabilidade do ânion ClO 4 ao deslocalizar a carga negativa, a ligação H-Br permanece mais fraca que a ligação O 3 ClO-H.

No entanto, a presença de quatro átomos de oxigênio torna o HClO 4 mais ácido que o HCl, que não possui oxigênio.

Em seguida, o HCI é mais forte do que o H 2 SO 4 como o átomo de Cl mais electronegativo que enxofre; e H 2 SO 4 por sua vez excede CH₃C₆H₄SO₃H acidez, que tem um átomo de oxigénio e menos a ligação que mantém a adição de hidrogénio é menos polar.

Finalmente, o HNO 3 é o mais fraco de todos porque possui o átomo de nitrogênio, a partir do segundo período da tabela periódica.

Referências

  1. Universidade Shmoop (2018). Propriedades que determinam a força ácida. Recuperado de: shmoop.com
  2. Livros Wiki (2018). Química Geral / Propriedades e Teorias de Ácidos e Bases. Recuperado de: en.wikibooks.org
  3. Informações sobre ácidos. (2018). Ácido clorídrico: propriedades e aplicações desta solução. Recuperado de: acidos.info
  4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 de junho de 2018). Definição e exemplos de ácidos fortes. Obtido em thoughtco.com
  5. Whitten, Davis, Peck e Stanley. (2008). Química (8a ed.). Aprendizagem CENGAGE.

Deixe um comentário

Este site usa cookies para lhe proporcionar a melhor experiência de usuário. política de cookies, clique no link para obter mais informações.

ACEPTAR
Aviso de cookies