Os ácidos são substâncias químicas que possuem um sabor azedo, são corrosivos e têm a capacidade de reagir com bases para formar sais e água. Eles são compostos por hidrogênio e um ânion, sendo que os principais ácidos são conhecidos por suas propriedades ácidas. Existem diversos tipos de ácidos, como o ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido cítrico e ácido acético. Neste artigo, vamos explorar as características e exemplos de ácidos e sua importância na química e na vida cotidiana.
Compreenda a definição de ácidos e conheça exemplos comuns dessas substâncias químicas.
Os ácidos são substâncias químicas que, em solução aquosa, liberam íons de hidrogênio (H+). Eles possuem sabor azedo e são corrosivos em altas concentrações. Além disso, os ácidos podem reagir com bases para formar sais e água, em um processo conhecido como neutralização.
Um exemplo comum de ácido é o ácido clorídrico (HCl), encontrado no suco gástrico do estômago. Outro exemplo é o ácido cítrico, presente em frutas cítricas como limão e laranja. O ácido acético, encontrado no vinagre, também é um exemplo de ácido comum.
Os ácidos são amplamente utilizados na indústria e na vida cotidiana. Eles são empregados na produção de fertilizantes, medicamentos, produtos de limpeza e alimentos. Além disso, muitos ácidos são utilizados em laboratórios para análises químicas e síntese de compostos.
Portanto, é importante compreender as características dos ácidos e estar ciente dos exemplos mais comuns dessas substâncias químicas. Assim, podemos utilizar essas substâncias de forma segura e eficiente em diversas aplicações.
Principais características dos ácidos: o que é importante saber sobre eles.
Os ácidos são substâncias químicas com diversas características únicas que os tornam fundamentais para diferentes processos químicos e biológicos. É importante compreender algumas de suas principais características para entender seu papel na natureza e na indústria.
Em primeiro lugar, os ácidos são conhecidos por sua capacidade de doar prótons em soluções aquosas, o que os torna substâncias com pH abaixo de 7. Essa propriedade de liberar íons de hidrogênio é o que dá aos ácidos seu sabor azedo característico. Além disso, os ácidos reagem com bases para formar sais e água, em um processo conhecido como neutralização.
Outra característica importante dos ácidos é sua capacidade de corroer materiais, o que os torna úteis em processos de limpeza e remoção de impurezas. Por exemplo, o ácido clorídrico é amplamente utilizado na indústria para limpeza de metais e remoção de incrustações.
Alguns exemplos comuns de ácidos incluem o ácido acético (encontrado no vinagre), o ácido cítrico (encontrado em frutas cítricas) e o ácido sulfúrico (amplamente utilizado na indústria química). Cada tipo de ácido possui propriedades específicas que os tornam adequados para diferentes aplicações.
Em resumo, os ácidos são substâncias químicas com propriedades únicas, como a capacidade de doar prótons, reagir com bases e corroer materiais. Compreender essas características é fundamental para utilizar os ácidos de forma segura e eficaz em diferentes contextos.
Qual é a função desempenhada pelo ácido no organismo humano?
Os ácidos são substâncias químicas que desempenham diversas funções no organismo humano. Uma das principais funções dos ácidos é atuar como catalisadores em reações metabólicas, auxiliando na quebra de moléculas complexas em substâncias mais simples que podem ser facilmente absorvidas pelo corpo.
Além disso, os ácidos também desempenham um papel fundamental na regulação do pH do corpo, ajudando a manter o equilíbrio ácido-base necessário para o funcionamento adequado das células e tecidos. Quando o pH do corpo se encontra desequilibrado, podem ocorrer problemas de saúde como acidose ou alcalose.
Outra função importante dos ácidos no organismo é a sua capacidade de atuar como agentes antimicrobianos, ajudando a combater bactérias e outros microorganismos que possam causar infecções. Ácidos como o ácido ascórbico (vitamina C) e o ácido salicílico são conhecidos por suas propriedades antibacterianas e antifúngicas.
Portanto, os ácidos desempenham um papel essencial no funcionamento saudável do organismo humano, contribuindo para a digestão, regulação do pH e proteção contra infecções. É importante manter uma alimentação equilibrada para garantir a ingestão adequada de ácidos essenciais para a saúde.
Quais substâncias podem ser consideradas bases?
As bases são substâncias que possuem propriedades opostas aos ácidos. Elas são capazes de neutralizar ácidos e têm sabor amargo e toque escorregadio. Algumas substâncias que podem ser consideradas bases incluem hidróxido de sódio (NaOH), hidróxido de potássio (KOH), hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) e amônia (NH3).
Ácidos: características e exemplos
Os ácidos são compostos com elevado tendências de dador de protões ou aceitar um par de electrões. Existem muitas definições (Bronsted, Arrhenius, Lewis) que caracterizam as propriedades dos ácidos, e cada uma delas é complementada para criar uma imagem global desse tipo de composto.
Da perspectiva anterior, todas as substâncias conhecidas podem ser ácidas, no entanto, apenas aquelas que se destacam acima das outras são consideradas como tais. Em outras palavras: se uma substância é um doador de prótons extremamente fraco, em comparação com a água, por exemplo, pode-se dizer que não é um ácido.
Assim, o que exatamente são os ácidos e suas fontes naturais? Um exemplo típico deles pode ser encontrado em muitas frutas: como frutas cítricas. As limonadas têm seu sabor característico devido ao ácido cítrico e outros componentes.
A língua pode detectar a presença de ácidos, como acontece com outros sabores. Dependendo do nível de acidez desses compostos, o sabor se torna mais intolerável. Dessa maneira, a língua funciona como um medidor organoléptico para a concentração de ácidos, especificamente a concentração de íons hidrônio (H 3 O + ).
Por outro lado, os ácidos não são encontrados apenas nos alimentos, mas também nos organismos vivos. Da mesma forma, os solos têm substâncias que podem caracterizá-los como ácidos; É o caso do alumínio e outros cátions metálicos.
Características dos ácidos
Quais características um composto deve ter, de acordo com as definições existentes, para ser considerado ácido?
Ele deve ser capaz de gerar íons H + e OH – quando dissolvido em água (Arrhenius), deve doar prótons para outras espécies com muita facilidade (Bronsted) ou, finalmente, deve ser capaz de aceitar um par de elétrons, carregando negativamente (Lewis).
No entanto, essas características estão intimamente relacionadas à estrutura química. Pelo que você aprende a analisá-lo, é possível deduzir sua resistência à acidez ou alguns compostos, qual dos dois é o mais ácido.
Eles têm hidrogênios de baixa densidade de elétrons
Para a molécula de metano, CH 4 , nenhum dos hidrogénios tem deficiência de electrões. Isso ocorre porque a diferença de eletronegatividade entre carbono e hidrogênio é muito pequena. Mas se você substituir um dos átomos de H por um de flúor, então não iria ser uma mudança perceptível no momento de dipolo: H 2 FC- H .
H experimenta um deslocamento de sua nuvem eletrônica em direção ao átomo adjacente ligado a F, que é o mesmo, δ + aumenta. Mais uma vez, se outro H é substituído por outro F, então a molécula se torna: HF 2 C- H .
Agora δ + é ainda maior, porque dois átomos de F, densidade de electrões altamente electronegativo que remover o C, e este último, por conseguinte, H . Se o processo de substituição é finalmente continuar obtido: F 3 C- H .
Nesta última molécula, H tem, como conseqüência dos três átomos de F vizinhos, uma acentuada deficiência eletrônica. Esse δ + não passa despercebido por nenhuma espécie rica em elétrons o suficiente para eliminar esse H e, portanto, F 3 CH é carregado negativamente:
F 3 C– H +: N – (espécies negativas) => F 3 C: – + H N
A equação química acima também pode ser considerada desta maneira: F 3 CH doa um próton (H + , o H uma vez separado da molécula) para: N; ou, F 3 CH ganha um par de elétrons H sendo doado ao último outro par de: N – .
Força ou acidez constante
Quanto F 3 C: – está presente na solução? Ou quantas moléculas de F 3 CH podem doar hidrogênio ácido para N? Para responder a essas perguntas, é necessário determinar a concentração de F 3 C: – ou de H N e, usando uma equação matemática, estabelecer um valor numérico chamado acidez constante, Ka.
Quanto mais moléculas de F 3 C: – ou HN forem produzidas, mais ácido F 3 CH será e maior será seu Ka. Dessa maneira, o Ka ajuda a esclarecer, quantitativamente, quais compostos são mais ácidos que outros; e, da mesma forma, descarta como ácidos aqueles cujos Ka são de uma ordem extremamente pequena.
Alguns Ka podem ter valores em torno de 10 -1 e 10 -5 e outros, valores milionésimos menores, como 10 -15 e 10 -35 . Pode-se dizer então que estes últimos, tendo constantes de acidez, são ácidos extremamente fracos e podem ser descartados como tais.
Então, qual das seguintes moléculas tem o Ka mais alto: CH 4 , CH 3 F, CH 2 F 2 ou CHF 3 ? A resposta está na falta de densidade eletrônica, δ +, em seus hidrogênios.
Medições
Mas quais são os critérios para padronizar as medidas de Ka? Seu valor pode variar bastante, dependendo de quais espécies o H + receberá . Por exemplo, se: N for uma base forte, Ka será grande; mas se, pelo contrário, é uma base muito fraca, Ka será pequeno.
As medições de Ka são feitas usando a mais comum e mais fraca de todas as bases (e ácidos): a água. Dependendo sobre o grau de doação de H + moléculas de H 2 O, a 25 ° C e uma pressão de uma atmosfera, as condições padrão para determinar as constantes de acidez para todos os compostos.
Daqui emerge um repertório de tabelas constantes de acidez para muitos compostos, inorgânicos e orgânicos.
Possui bases conjugadas muito estáveis
Os ácidos têm em suas estruturas químicas átomos ou unidades muito eletronegativas (anéis aromáticos) que atraem densidades eletrônicas dos hidrogênios circundantes, fazendo com que eles se tornem parcialmente positivos e reativos a uma base.
Uma vez que os prótons doam, o ácido é transformado em uma base conjugada; isto é, uma espécie negativa capaz de aceitar H + ou doar um par de elétrons. No exemplo da molécula de CF 3 H , sua base conjugada é CF 3 – :
CF 3 – + HN <=> CHF 3 +: N –
Se CF 3 – é uma base conjugada muito estável, o equilíbrio será deslocado mais para a esquerda do que para a direita. Além disso, quanto mais estável for, mais reativo e ácido será o ácido.
Como saber o quão estável eles são? Tudo depende de como eles lidam com a nova carga negativa. Se eles puderem deslocalizá-lo ou espalhar a crescente densidade eletrônica com eficiência, ele não estará disponível para uso na formação do elo com o H da base.
Eles podem ter cargas positivas
Nem todos os ácidos possuem hidrogênios com deficiência eletrônica, mas também podem ter outros átomos capazes de aceitar elétrons, com ou sem carga positiva.
Como é este? Por exemplo, no trifluoreto de boro, BF 3 , o átomo de B carece de um octeto de valência, para que possa se ligar a qualquer átomo que lhe dê um par de elétrons. Se um ânion F – arredondar nas proximidades, ocorre a seguinte reação química:
BF 3 + F – => BF 4 –
Por outro lado, cátions metálicos livres, como Al 3+ , Zn 2+ , Na + , etc., são considerados ácidos, uma vez que, em seu ambiente, podem aceitar ligações dativas (de coordenação) de espécies ricas em elétrons. Eles também reagem com íons OH – para precipitar como hidróxidos metálicos:
Zn 2+ (ac) + 2OH – (ac) => Zn (OH) 2 (s)
Todos estes são conhecidos como ácidos de Lewis, enquanto aqueles que doam prótons são ácidos de Bronsted.
Suas soluções têm valores de pH inferiores a 7
Mais especificamente, um ácido quando dissolvido em qualquer solvente (que não o neutralize significativamente) gera soluções com pH menor que 3, embora abaixo de 7 sejam considerados ácidos muito fracos.
Isso pode ser verificado pelo uso de um indicador ácido-base, como a fenolftaleína, o indicador universal ou o suco de couve roxa. Os compostos que tornam as cores indicadas para pH baixo são ácidos. Este é um dos testes mais simples para determinar sua presença.
O mesmo pode ser feito, por exemplo, para diferentes amostras de solo de diferentes partes do mundo, determinando assim seus valores de pH para, juntamente com outras variáveis, caracterizá-los.
E, finalmente, todos os ácidos têm sabores azedos, desde que não estejam tão concentrados a ponto de queimar irreversivelmente os tecidos da língua.
Exemplos de ácidos
Halogenetos de hidrogênio
Todos os halogenetos de hidrogênio são compostos ácidos, especialmente quando dissolvidos em água:
-HF (ácido fluorídrico).
-HCl (ácido clorídrico).
-HBr (ácido bromídrico).
-HI (ácido iódico).
Oxoácidos
Oxoácidos são as formas protonadas de oxoanions:
HNO 3 (ácido nítrico).
H 2 SO 4 (ácido sulfúrico).
H 3 PO 4 (ácido fosfórico).
HClO 4 (ácido perclórico).
Super ácidos
Superácidos são a mistura de um forte ácido de Bronsted e um forte ácido de Lewis. Uma vez misturados, eles formam estruturas complexas onde, de acordo com certos estudos, o H + “salta” dentro deles.
Seu poder corrosivo é tal que é bilhões de vezes mais forte que o H 2 SO 4 concentrado. Eles são usados para quebrar grandes moléculas presentes no petróleo, em moléculas menores, ramificadas e com grande valor econômico agregado.
-BF 3 / HF
-SbF 5 / HF
-SbF 5 / HSO 3 F
-CF 3 SO 3 H
Ácidos orgânicos
Os ácidos orgânicos são caracterizados por possuir um ou mais grupos carboxílicos (COOH), e dentre eles estão:
-Ácido cítrico (presente em muitas frutas)
-Ácido málico (de maçãs verdes)
-Ácido acético (de vinagre comercial)
-Ácido butírico (a partir de manteiga rançosa)
-Ácido tartárico (de vinhos)
-E a família de ácidos graxos.
Referências
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- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (3 de maio de 2018). Nomes de 10 ácidos comuns. Recuperado de: thoughtco.com
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- Centro de Supercomputação de Pittsburgh (PSC). (25 de outubro de 2000). Recuperado de: psc.edu.