Teorias de Ácidos, Bases e Sais em Química

Definições de Ácidos

Ácido, segundo Arrhenius (1887), é toda substância que, em solução aquosa, libera única e exclusivamente íons H⁺. Um exemplo é o ácido clorídrico, de fórmula HCl:

Alguns anos mais tarde, em 1923, Brønsted e Lowry propuseram a ideia de que ácido é uma substância que pode ceder prótons (íons H+).

Esta última definição generaliza a teoria de ácidos de Arrhenius. A teoria de Brønsted e Lowry de ácidos também serve para dissoluções não aquosas; as duas teorias são muito parecidas na definição de ácido, mas a de Brønsted-Lowry é muito mais geral.

Lewis em 1923 ampliou ainda mais a definição de ácidos, teoria que não obteve repercussão até alguns anos mais tarde. Segundo a teoria de Lewis, um ácido é aquela espécie química que, em qualquer meio, pode aceitar um par de elétrons. Desta forma, incluem-se substâncias que se comportam como ácidos, mas não cumprem a definição de Brønsted e Lowry, sendo denominadas ácidos de Lewis. Visto que o protão, segundo esta definição, é um ácido de Lewis (tem vazio o orbital 1s, onde pode alojar-se o par de elétrons), pode-se afirmar que todos os ácidos de Brønsted-Lowry são ácidos de Lewis, e todos os ácidos de Arrhenius são de Brønsted-Lowry.

• Exemplos de ácidos de Brønsted e Lowry: HCl, HNO₃, H₃PO₄ - se doarem o H⁺ durante a reação.

Se estiverem em solução aquosa, também são ácidos de Arrhenius.

Definições de Bases

Bases,

Segundo Svante Arrhenius, uma base (também chamada de álcali) é qualquer substância que libera única e exclusivamente o ânion OH^– (íons hidroxila ou oxidrila) em solução aquosa. Soluções com estas propriedades dizem-se básicas ou alcalinas. As bases possuem baixas concentrações de íons H⁺, sendo consideradas base as soluções que têm pH acima de 7. Possuem sabor adstringente (ou popularmente, cica) e são empregadas como produtos de limpeza, medicamentos (antiácidos), entre outros. Muitas bases, como o hidróxido de magnésio (leite de magnésia) são fracas e não trazem danos. Outras como o hidróxido de sódio (NaOH ou soda cáustica) são corrosivas e sua manipulação deve ser feita com cuidado. Quando em contato com o papel tornassol vermelho, apresentam a cor azul-marinho ou violeta.

Em 1923, o químico dinamarquês Johannes Nicolaus Brønsted e o inglês Thomas Martin Lowry propuseram a seguinte definição: Uma base é um aceitador de prótons (íon hidrônio H⁺).

Mais tarde Gilbert Lewis definiu como base qualquer substância que doa pares de elétrons não ligantes, numa reação química - doador do par eletrônico.

Neutralização de Ácidos e Bases

As bases neutralizam os ácidos, segundo o conceito de Arrhenius, formando água e um sal:

H₂SO₄ + Ca(OH)₂ ? 2 H₂O + CaSO₄

(ácido sulfúrico + hidróxido de cálcio = água + sulfato de cálcio)

HCl + NaOH ? H₂O + NaCl

(ácido clorídrico + hidróxido de sódio = água + cloreto de sódio)

Sais

Nota: Para outros significados de Sal, ver Sal (desambiguação).

Em química, um sal é um composto iônico, ou seja, formado por cátions e ânions. Eles são tipicamente o produto de uma reação química entre:

• Uma base e um ácido: forma-se um sal e água. Por exemplo:

2 NaOH + H₂SO₄ ? Na₂SO₄ + 2H₂O

Um metal e um ácido: forma-se um sal e hidrogênio. Por exemplo:

Mg + H₂SO₄ ? MgSO₄ + H₂

Um óxido ácido e um óxido básico: forma-se um sal. Por exemplo:

CO₂ + CaO ? CaCO₃

Os íons que formam os sais podem ser monoatómicos (como o ânion fluoreto, F^-, ou o cátion cálcio, Ca²⁺) ou poliatómicos (como o ânion sulfato, SO₄^2-). Podem ainda ser inorgânicos (como o já referido sulfato) ou orgânicos (como o ânion acetato, CH₃COO^–).

Em geral, os sais formam cristais. São frequentemente solúveis em água, onde os dois íons se separam. Os sais em geral têm um alto ponto de fusão, reduzida dureza e pouca compressibilidade. Se fundidos ou dissolvidos em água, conduzem eletricidade, pois dissociam-se nos seus íons constituintes, passando estes a funcionar como eletrólitos.

O sal mais popularmente conhecido é o cloreto de sódio, vulgarmente conhecido como "sal comum" ou "sal da cozinha", por ser largamente utilizado na alimentação humana.

A neutralização dos ácidos pelas bases pode ser total ou parcial, dando origem a sais ácidos ou básicos.

Óxidos

Um óxido é um composto químico binário formado por átomos de oxigênio com outros elementos. Os óxidos constituem um grande grupo na química, pois a maioria dos elementos químicos formam óxidos. Alguns exemplos de óxidos com os quais convivemos são: ferrugem (óxido de ferro III), gás carbônico (óxido de carbono IV ou dióxido de carbono), cal (óxido de cálcio).

Nos óxidos, o elemento mais eletronegativo deve ser o oxigênio. Os compostos OF₂ ou O₂F₂ não são óxidos, pois o flúor é mais eletronegativo que o oxigênio. Estes compostos são chamados fluoretos de oxigênio.