Discuta as três teorias ácido-base mais comum (Arrhenius, Bronsted-Lowry, Lewis). Defina ácido e base forte e fraco.
Passo 1
O enunciado pede duas coisas claras:
- Discutir as três teorias ácido-base mais comuns: Arrhenius, Brønsted–Lowry e Lewis.
- Definir o que é ácido forte, ácido fraco, base forte e base fraca.
Informações relevantes dadas pelo enunciado (o que devo responder):
- Que eu explique cada teoria: definição, exemplos e limitações.
- Que eu dê definições operacionais (como identificar) para forte vs fraco, para ácidos e bases.
Nada mais foi pedido — vou responder essas duas partes de forma didática e passo a passo.
Passo 2
Arrhenius — definição, como reconhecer e exemplos.
- Definição (Arrhenius): um ácido é uma substância que, em solução aquosa, aumenta a concentração de
(mais corretamente ); uma base é uma substância que, em solução aquosa, aumenta a concentração de . - Reação típica (pega dados da definição): por exemplo, o ácido clorídrico em água:
Expliquei aqui que o ácido doa um próton para a água, gerando
.
- Exemplos simples:
- Ácidos Arrhenius:
, , (primeiro próton). - Bases Arrhenius:
, , .
- Ácidos Arrhenius:
- Limitação importante: esta definição exige meio aquoso e só reconhece como base espécies que formam
em água. Não explica reações ácido-base que não envolvem água diretamente (por exemplo reações gasosas ou entre eletrófilos e nucleófilos que não produzem ).
Passo 3
Brønsted–Lowry — definição, conceito de próton e pares conjugados.
- Definição (Brønsted–Lowry): ácido é doador de próton (
); base é aceitador de próton. A reação ácido–base envolve transferência de próton entre duas espécies. - Por que é mais geral que Arrhenius: não precisa que a reação ocorra em água; basta haver transferência de próton.
- Exemplo em água (peguei o dado do comportamento de
):
Aqui
é base (aceita próton),
atua como ácido (doa próton) e aparece o par conjugado
e
.
- Conceito de pares conjugados: quando um ácido
doa um próton vira sua base conjugada ; quando uma base aceita um próton vira seu ácido conjugado . - Relação de força: quanto mais forte o ácido
, mais fraca a sua base conjugada , e vice-versa. Isso vem do balanço do equilíbrio químico. - Parâmetros quantitativos (introdução necessária): a força de um ácido fraco é medida por uma constante de dissociação ácida
, definida por
onde as colchetes indicam concentrações em equilíbrio. Quanto maior
, mais o ácido se dissocia (portanto mais forte).
- Exemplo de números (didático): ácido acético:
indica dissociação parcial → ácido fraco. Em contraste, para ácidos fortes a dissociação é praticamente completa (não usamos um
prático no mesmo sentido porque a concentração do ácido não aparece no equilíbrio).
- Outra relação útil (pegue como ferramenta para prova):
e a equação de Henderson–Hasselbalch (útil para soluções tampão):
Passo 4
Lewis — definição mais geral, exemplos e ligação com as outras teorias.
- Definição (Lewis): ácido é aceitador de par de elétrons; base é doador de par de elétrons. Aqui não aparece necessariamente próton algum — a ideia central é química de pares eletrônicos.
- Exemplo clássico (peguei o par
e ): tem um boro com orbital vazio — é um aceitador de par (ácido de Lewis). tem um par de elétrons não ligantes — é doador (base de Lewis). A reação forma um aduto:
onde os dois pontos indicam o par de elétrons vindo de
.
- Por que é a mais geral: toda reação Brønsted–Lowry pode ser vista como um caso especial de Lewis (quando o doador de elétrons é a base que doa um par para o próton, que atua como centro aceitador de elétrons). Mas há reações Lewis sem transferência de próton (ex.: complexação de metais, reações de coordenação).
- Exemplos não-ácido-protônicos (úteis em prova):
, , íons metálicos , atuam como ácidos de Lewis ao coordenarem ligantes que doam pares (água, amônia, etc.).
Passo 5
Definição operacional: ácido forte vs ácido fraco; base forte vs base fraca — explicação e como identificar.
- Ácido forte: substância que se dissocia praticamente completamente em solução aquosa, liberando
(ou ). Em provas, trate ácidos fortes como “totalmente dissociados” — a concentração de é, para fins práticos, igual à concentração inicial do ácido. Exemplos típicos (decore a lista comum): -
, , , , , e (o primeiro próton é forte).
-
- Ácido fraco: substância que se dissocia parcialmente em água; existe um equilíbrio entre
e . Use para quantificar. Ex.: (ácido acético), , . - Base forte: substância que libera
praticamente por completo em água (ex.: , , em solução diluída). Em prova, considere [ ] ≈ concentração inicial da base. - Base fraca: base que aceita prótons parcialmente; existe equilíbrio e se usa
para quantificar. Exemplos: , (piridina). - Relação entre forças conjugadas (útil para prova):
onde
é o produto iônico da água; a
,
. Assim, se
é ácido fraco (pequeno
), sua base conjugada
tem
grande relativamente — ou seja, base mais forte.
- Regra prática de identificação rápida em prova:
- Se o ácido está na lista clássica de fortes, trate como forte.
- Se for carboxílico (ex.:
), geralmente é fraco. - Haletos de hidrogênio:
fortes; é fraco (por ligações e polaridade). - Hidróxidos de metais alcalinos (grupo 1) são fortes:
.
Passo 6
Como aplicar isso em exercícios (dicas passo a passo para prova)
- Se a questão especifica “em água”, Arrhenius e Brønsted–Lowry funcionam; para identificar força, veja se está na lista de ácidos/bases fortes. Caso não, escreva o equilíbrio e use
ou . - Para problemas de equilíbrios (ácidos fracos): escreva a reação de dissociação
, escreva expressão de e monte tabelinha de concentração (CASA: concentração inicial, alteração, estado de equilíbrio) para resolver sem mistério. - Para reações sem próton explícito (complexação, catálise por Lewis), pense em doador/aceitador de par de elétrons e aplique teoria de Lewis.
- Lembrete prático: água pode atuar como ácido ou base (anfótera). Em muitas questões, trate água como reagente que aceita ou doa próton conforme a outra espécie.
Passo 7
Resumo comparativo (para guardar na cabeça — breve e direto)
- Arrhenius: ácido → aumenta
em água; base → aumenta em água. (Útil e limitado a soluções aquosas.) - Brønsted–Lowry: ácido → doa
; base → aceita . (Mais geral; introduz pares conjugados.) - Lewis: ácido → aceita par de elétrons; base → doa par de elétrons. (Mais geral ainda; cobre complexação e coordenação.)
- Força: “forte” ≈ dissociação praticamente completa em água; “fraco” ≈ dissociação parcial quantificada por
ou .
Passo 8
Palavras finais de incentivo (curto e motivador)
Você já sabe o essencial para encarar questões de prova: reconheça qual teoria usar pela descrição do problema (tem água? tem transferência de próton? ou tem coordenação de elétrons?), decore as listas de ácidos/bases fortes e pratique montar equilíbrios com /
. Vai dar certo — respira, faz alguns exercícios práticos e volta aqui se quiser que eu resolva exercícios passo a passo contigo!
Você já sabe o essencial para encarar questões de prova: reconheça qual teoria usar pela descrição do problema (tem água? tem transferência de próton? ou tem coordenação de elétrons?), decore as listas de ácidos/bases fortes e pratique montar equilíbrios com
Resposta
Arrhenius: ácido é substância que em solução aquosa aumenta
e base é substância que em solução aquosa aumenta
.
Brønsted–Lowry: ácido é doador de próton ( ) e base é aceitador de próton; introduz pares conjugados e usa constantes de dissociação
.
Lewis: ácido é aceitador de par de elétrons e base é doador de par de elétrons; mais geral (inclui complexação e coordenação).
Ácido forte: substância que se dissocia praticamente completamente em água (ex.: ).
Ácido fraco: substância que se dissocia parcialmente em água; força quantificada por (ex.:
, com
).
Base forte: substância que libera praticamente toda a em solução aquosa (ex.:
).
Base fraca: base que aceita prótons parcialmente; força quantificada por (ex.:
).
Brønsted–Lowry: ácido é doador de próton (
Lewis: ácido é aceitador de par de elétrons e base é doador de par de elétrons; mais geral (inclui complexação e coordenação).
Ácido forte: substância que se dissocia praticamente completamente em água (ex.:
Ácido fraco: substância que se dissocia parcialmente em água; força quantificada por
Base forte: substância que libera praticamente toda a
Base fraca: base que aceita prótons parcialmente; força quantificada por