Ácidos

Teoria Completa

Fala aí pessoal! Agora nós vamos estudar os ácidos.

Os ácidos podem ser divididos em hidrácidos e oxiácidos. Os hidrácidos são ácidos que não possuem oxigênio em sua molécula. Veja alguns exemplos:

H C l                   H B r                   H I                   H 2 S

E aí você já imagina que os oxiácidos são ácidos que contêm oxigênio em sua molécula né? Olha aí uns exemplos:

H 2 C O 3           H C l O 4           H I O 3           H 2 S O 4

Os oxiácidos são formados pela reação de um anidrido (óxido ácido) com a água. Nessa reação, o NOX do ametal não varia. Veja como são formados os ácidos acima:

C O 2   +   H 2 O   →   H 2 C O 3

C l 2 O 7   +   H 2 O →   2   H C l O 4

I 2 O 5   +   H 2 O →   2   H I O 3

S O 3   +   H 2 O → H 2 S O 4

Nomenclatura de ácidos

Os hidrácidos têm seus nomes determinados de forma bem simples. Basta seguir a seguinte fórmula, onde no espaço a gente deve inserir o prefixo do nome do elemento:

Ácido ________ídrico

Vamos ver alguns exemplos:

H C l   –   ácido clorídrico

H 2 S   –   ácido sulfídrico

H B r   –   ácido bromídrico

Os oxiácidos herdam os sufixos dos anidridos que os formam. Assim, o nome desse ácido também dependerá do NOX do ametal:

Veja os exemplos:

H 2 C O 3 – ácido carbônico

H C l O 4 – ácido perclórico

  H I O 3 – ácido iódico

  H 2 S O 4     – ácido sulfúrico

Para fazer o caminho inverso e encontrar a fórmula do ácido sabendo apenas seu nome, o melhor caminho é descobrir o anidrido que lhe deu origem e formar o ácido.

Exemplo: ácido hipocloroso

O ácido hipocloroso foi formado a partir do anidrido hipocloroso. Como o cloro pertence à família 7A, podemos assumir que esse nome se deve ao fato de o cloro ter nox +1. Assim, o anidrido será:

Agora devemos reagir esse anidrido com a água para encontrar o ácido hipocloroso:

Ionização dos ácidos

Os ácidos, quando em solução aquosa, se ionizam formando íons H + e ânions diversos. A quantidade de íons H + liberados é um dos critérios de classificação dos ácidos.

H C l   →   H + +     +   C l -

H 2 S O 4   →   2 H +   +   S O 4 2 -

H 3 P O 4   →   3   H +     +   P O 4 - 3

- Monoácidos ou ácidos monopróticos

São ácidos que, assim como o H C l , liberam apenas um íon H + quando se ionizam em solução aquosa.

- Diácidos ou ácidos dipróticos

São ácidos que, assim como o H 2 S O 4 , liberam 2 íons H + em solução aquosa.

- Triácidos ou ácidos tripróticos

São ácidos que, assim como o H 3 P O 4 , liberam 3 íons H + em solução aquosa.

Força dos ácidos

Ácidos fortes são os que se ionizam completamente, enquanto os fracos se ionizam apenas uma parcela, isso tudo aqui gera uma série de contas bem interessantes, mas é um assunto que é mais bem discutido lá em equilíbrios químicos :). Nesse momento o objetivo é que você consiga apenas olhando para a fórmula de um ácido saber se ele é forte ou fraco.

- Hidrácidos fortes

Esses aqui são apenas 3, então vale muito a penas conhecer logo eles.

H C l ,   H B r   e   o   H I

O H F é considerado um ácido de força moderada. Todos os outros hidrácidos são fracos.

- Oxiácidos fortes

São os oxiácidos em que o número de átomos de oxigênios é no mínimo 2 unidade maior que o número de hidrogênios ionizáveis.

H x A m O y

y - x   ≥   2

Quanto maior for essa diferença mais forte é o ácido.

Todos os outros oxiácidos são fracos.

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Exercício Resolvido #1

Elaboração própria.

Apresente a reação de formação dos seguintes ácidos a partir dos seus anidridos ácidos correspondentes:

Ácido carbônico

Ácido sulfuroso

Ácido perclórico

Ácido hipobromoso

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Passo 1

Pra começar, vamos precisar identificar os anidridos que reagem para formar esses ácidos. Para isso, vamos usar a tabelinha:

Ácido carbônico → Anidrido carbônico

Esse ácido é obtido pela reação do anidrido carbônico. Esse anidrido apresenta o carbono com N O X = + 4 .

O anidrido tem fórmula C O 2

Ácido sulfuroso → Anidrido sulfuroso

Esse ácido é obtido pela reação do anidrido sulfuroso. Esse anidrido apresenta o enxofre com N O X = + 4 .

O anidrido sulfuroso tem fórmula S O 2

Ácido perclórico → Anidrido perclórico

Esse ácido é obtido pela reação do anidrido perclórico. Esse anidrido apresenta o cloro com N O X = + 7 .

A fórmula desse anidrido é C l 2 O 7 .

Ácido hipobromoso → Anidrido hipobromoso

Esse ácido é obtido pela reação do anidrido hipobromoso. Esse anidrido apresenta o bromo com N O X = + 1 .

A fórmula desse anidrido é B r 2 O .

Passo 2

Agora vamos ver a reação entre esses anidridos e a água.

Anidrido carbônico + H 2 O

C O 2   +   H 2 O   →   H 2 C O 3

Anidrido sulfuroso + H 2 O

S O 2   +   H 2 O   →   H 2 S O 3

Anidrido perclórico + H 2 O

C l 2 O 7   +   H 2 O   →   2 H C l O 4

Anidrido hipobromoso + H2O

B r 2 O + H 2 O   → 2 H B r O

Resposta

Exercício Resolvido #2

Elaboração própria.

Em um determinado efluente gasoso, ocorre a emissão simultânea de anidridos sulfúrico e sulfuroso. A formação desses gases pode comprometer o equilíbrio ecológico devido a formação de chuva ácida. Aponte qual dos ácidos que poderia se formar causaria maior acidez.

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Passo 1

Vamos descobrir quais ácidos podem ser formados.

Anidrido sulfuroso tem fórmula S O 2 .

Anidrido sulfúrico tem fórmula S O 3 .

Sabendo disso podemos fazer a reação com a água para obter os ácidos.

Ácido sulfuroso

S O 2   +   H 2 O   →   H 2 S O 3

Ácido sulfúrico

S O 3   +   H 2 O   →   H 2 S O 4

Passo 2

Agora precisamos comparar a força desses ácidos.

Como vimos, a diferença entre o número de oxigênios e o número de hidrogênios é um indicativo da força de um ácido. Vamos fazer essa análise pros ácidos em questão.

Ácido sulfuroso H 2 S O 3

Diferença entre o número de oxigênios e hidrogênios:

3 - 2 = 1

Ácido sulfúrico H 2 S O 4

Diferença entre o número de oxigênios e hidrogênios:

4 - 2 = 2

Então, o ácido sulfúrico é mais forte, propiciando maior acidez ao meio.

Resposta

O ácido H 2 S O 4 é o mais forte que poderia ser formado.

Exercício Resolvido #3

Elaboração própria.

Sabendo que o ácido H 3 P O 3 é diprótico, determine a reação de ionização dele.

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Passo 1

Vamos fazer a ionização do ácido, lembrando que ácido diprótico, ou diácido, é aquele que libera 2 íons H +

H 3 P O 3     →   2   H +   +   H P O 3 2 -

Por mais estranho que pareça, nesse caso ainda fica um átomo de hidrogênio ligado ao íon que se formou. Dizemos que esse hidrogênio não é ionizável ou que ele não é ácido.

A reação acima também pode ser escrita de uma forma mais criteriosa, assim:

H 3 P O 3 ( l ) + 2 H 2 O ( l )   →   2   H 3 O ( a q ) +   +   H P O 3 ( a q ) 2 -

Resposta

H 3 P O 3 ( l ) + 2 H 2 O ( l )   →   2   H 3 O ( a q ) +   +   H P O 3 ( a q ) 2 -

Exercício Resolvido #4

Elaboração própria

A água régia é uma mistura de ácido nítrico com ácido clorídrico dois ácidos que se ionizam completamente, essa mistura é muito corrosiva sendo usada inclusive para reagir com metais nobres como o ouro. Apresente as fórmulas dos ácidos mencionados e suas respectivas reações de ionizações.

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Passo 1

Devemos encontrar a fórmulas desses ácidos.

Ácido clorídrico é um hidrácido então a fórmula dele é H C l já que esses ácidos não possuem oxigênio em sua composição, isso fica bem nítido devido ao sufixo ídrico no fim do nome do ácido.

Já o ácido Nítrico é formado pela reação do anidrido nítrico com a água.

N 2 O 5   +   H 2 O   →   2   H N O 3

O ácido nítrico tem fórmula H N O 3

Passo 2

Reação de ionização dos ácidos:

H C l   →   H +   +   C l -

H N O 3   →   H +   +   N O 3 -

Resposta

Reação de ionização dos ácidos:

H C l   →   H +   +   C l -

H N O 3   →   H +   +   N O 3 -

Exercício Resolvido #5

Elaboração própria

O ácido fosfórico pode ser obtido pela reação de fosfatos inorgânicos com ácidos fortes, industrialmente a produção desse ácido é por tratamento de rochas ricas em fosfatos com o ácido sulfúrico. Considerando um ambiente de laboratório qual dos ácidos a seguir poderia ser usado para a obtenção do ácido fosfórico, na ausência do ácido sulfúrico?

H C l O

H 2 S

H C N

H N O 3

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Passo 1

Devemos buscar um substituto ao ácido sulfúrico, então vamos buscar um ácido que apresente semelhança com ele no principal aspecto que é a força do ácido. Então precisaremos verificar a força de cada um desses ácidos.

Para os hidrácidos, que são os ácidos sem oxigênio basta lembrar que os unicos que são fortes são, H C l , H B r e H I então, já sabemos que H 2 S e o H C N são ácidos fracos.

Já nos oxiácidos que são os ácidos que têm o oxigênio a gente vai precisar fazer uma continha e lembrar de uma regrianha para ver se o ácido é forte ou fraco.

Oxiácidos fortes apresentam diferença entre oxigênios e hidrogênios de sua fórmula maior ou igual a 2 . Então vamos ver quanto dá essa diferença para os outros ácidos e ver se algum deles é um ácido forte.

H C l O

Diferença entre oxigênios e Hidrogênio 1 - 1   =   0

Como essa diferença deu menor que 2 podemos afirmar que esse é um ácido fraco.

H N O 3

Diferença entre oxigênios e Hidrogênio 3 - 1   =   2

Como essa diferença deu igual a 2 podemos afirmar que esse é um ácido forte.

Por isso o substituto seria o ácido HNO3 que também é um ácido forte.

Resposta

H N O 3 que também é um ácido forte

Exercício Resolvido #6

Elaboração própria

Um composto químico que vem sendo associado a problemas na exploração de petróleo é o H 2 S , um gás tóxico de ocorrência natural em fontes de petróleo. Esse gás apresenta ação ácida e pode acelerar processos de corrosão em tubulações destinadas ao transporte do petróleo e provocando fissuras e vazamentos. A toxidade desse gás é capaz de levar a morte e devido a esses fatores a escolha dos materiais adequados às práticas da industria do petróleo tem sido constantemente aprimoradas.

Determine o nome do ácido H 2 S e apresente sua reação de ionização.

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Passo 1

O   H 2 S é um hidrácido pois na sua fórmula não há nenhum oxigênio. E por isso o seu nome vai apresentar um sufixo “ídrico

Logo o nome dele é ácido sulfídrido

Passo 2

Agora é só fazer a ionização do ácido, ou seja a reação em que ele libera o H+ em meio aquoso.

H 2 S   → 2   H +   +   S 2 -

Resposta

ácido sulfídrido

H 2 S   → 2   H +   +   S 2 -

Exercício Resolvido #7

Elaboração própria

Elementos de um mesmo grupo apresentam similaridades nas propriedades e também nas fórmulas que podem formar. Por exemplo, existem alguns halogênios, como o cloro, o bromo e o iodo, que têm a capacidade de formar quatro tipos de oxiácidos diferentes. Veja o caso do cloro: H C l O  (ácido hipocloroso), H C l O 2    (ácido cloroso), H C l O 3  (ácido clórico) e H C l O 4 (ácido perclórico). De acordo com essas informações, indique o nome correto do seguinte ácido: H B r O 2 :a) Ácido Bromídrico.

b) Ácido Hipobromoso.

c) Ácido Brômico.

d) Ácido Perbrômico.

e) Ácido Bromoso.

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Passo 1

Vamos calcular o NOX do Bromo.

Para começar vamos ter que lembrar:

  • n o x   d o   O   =   - 2
  • n o x   d o   H   =   + 1
  • C a r g a   d e   m o l é c u l a   =   0 então a soma dos nox da zero

daí a gente vai levar essas considerações aqui para fazer o calculo dos nox H B r O 2  

H 1 B r x O 2 - 2       →   1   .   1   + 1   .   X   +   2   .   ( - 2 )   =   0         l o g o   X   =   + 3