O que são ácidos?
Segundo Arrhenius, os ácidos são todos os compostos que dissolvidos em água, originam o cátion H+ como único cátion.
Em geral, os ácidos são as substâncias que se ionizam em meio aquoso liberando íons de hidrogênio ou prótons. Isso faz com que sejam conhecidos como “doadores de prótons”, sendo bons condutores de energia.
Além disso, os ácidos reagem com as bases em uma reação conhecida como neutralização onde há a formação de sais e água.
A acidez das soluções e das substâncias pode ser medida por meio do potencial hidrogeniônico, o pH.
Potencial hidrogeniônico (pH)
O pH é capaz de determinar a concentração de íons H+ em solução, sendo utilizada uma escala de 0 a 14 que fornece se a solução é ácida ou básica.
Para que esses valores sejam determinados, é necessário levar em conta algumas informações, como:
- A lei de diluição de Ostwald que afirma que quanto mais diluído um composto, mais íons presentes na solução e;
- A reação de equilíbrio da água: H2O ⇋ H+ (aq) + OH– (aq) que em temperatura ambiente, 25oC, apresenta constante de equilíbrio de ionização igual a 10-14 (Kw=10-14), que indica que a concentração de íons H+ e OH– estão em equilíbrio e apresentam o mesmo valor.
O cálculo do pH é realizado por meio de uma escala logarítmica. Sendo assim, para se calcular o valor desse potencial realiza-se o cálculo do logaritmo negativo da concentração de íons H+ na base 10. Logo:
pH = – log [H+]
Desse modo, os valores menores que 7 representam soluções ácidas e valores maiores que 7 representam meios básicos. Enquanto, o valor 7, relaciona-se com a neutralidade do meio. Esses valores podem ser medidos por meio de indicadores ácido-base e pHmetros.
Quais são as principais características dos ácidos?
Para algumas pessoas, a palavra ácido remete à substâncias corrosivas e que prejudicam o ser humano. No entanto, alguns ácidos são amplamente utilizados na alimentação, como é o caso do ácido acético (vinagre).
Outra característica dos ácidos é o gosto azedo que eles possuem, mas essa não é a característica adotada para identificação, uma vez que, alguns ácidos podem ser prejudiciais se ingeridos.
Para a identificação dos ácidos, então, leva-se em conta algumas características gerais que permitam sua identificação de modo seguro. São elas:
- Ionização em meio aquoso liberando o cátion H+;
- São capazes de reagir com metais produzindo H2;
- Possuem condutibilidade elétrica em solução aquosa;
- Alteram a cor da solução na presença de solução indicadora, como a fenolftaleína e o tornassol.
Classificação e tipos de ácidos
Para classificar os ácidos é necessário primeiro conhecer os tipos de ácidos. Há dois tipos principais de ácidos: os orgânicos e os inorgânicos.
- Os ácidos orgânicos são compostos orgânicos que, em geral, podem ser utilizados para o consumo na alimentação. Alguns deles são: o ácido cítrico presente em frutas como o limão, laranja e acerola; o ácido málico existente na maçã e o ácido tartárico presente na uva;
- Já os ácidos inorgânicos não podem ser consumidos e alguns são perigosos como: o ácido sulfúrico (H2SO4), ácido clorídrico (HCl) e o ácido fluorídrico (HF).
Depois de conhecer os tipos de ácidos, pode-se realizar a classificação dos mesmos considerando quatro critérios diferentes: grau de ionização, número de hidrogênio ionizável, presença de oxigênio e volatilidade.
Grau de ionização (α)
O grau de ionização é a razão de moléculas ionizadas pelo número de moléculas dissolvidas.
α = número de moléculas ionizadas/ número de moléculas dissolvidas
Para ácidos considerados fortes o α é maior ou igual a 50%, sendo um exemplo, o ácido sulfúrico que apresenta um grau de ionização de 61%.
Ácidos semifortes ou moderados apresentam α entre 5 e 50%. Um exemplo desse tipo de ácido é o ácido fosfórico que tem α = 27%. Já os ácidos fracos apresentam α com valores iguais ou menores a 5%.
Número de hidrogênio ionizável
A classificação dos compostos por meio do número de hidrogênio ionizável relaciona-se aos hidrogênios disponíveis e que são liberados em meio aquoso.
Os monoácidos apresentam apenas um hidrogênio ionizável, como é o caso do HCl. Já os diácidos liberam dois cátions H+ em solução aquosa. Os triácidos são os ácidos que liberam 3 H+, enquanto, os tetrácidos liberam 4 cátions H+.
Presença de oxigênio
Os ácidos também podem ser classificados de acordo com a presença ou a ausência de oxigênio em sua estrutura.
Ácidos que apresentam oxigênio são conhecidos como oxiácidos e os que não possuem átomos de hidrogênio são os hidrácidos.
Volatilidade
Os ácidos podem ser voláteis ou não. O que difere cada uma dessas classificações é a temperatura necessária para a passagem para o estado gasoso.
Ácidos que apresentam ponto de ebulição superior a 100oC não são ácidos voláteis, ao contrário dos ácidos que apresentam ponto de ebulição com valores menores que 100oC.
Nomenclatura dos ácidos
A nomenclatura dos ácidos inorgânicos seguem algumas regras que levam em conta a classificação deles perante o critério de presença ou não de átomos de oxigênio. Ou seja, os hidrácidos e os oxiácidos apresentam regras gerais para serem identificados e nomeados.
Hidrácidos
A nomenclatura dos hidrácidos apresenta uma regra geral como base.
ácido + nome do ânion + ídrico
Desse modo, para denominar esse tipo de ácido, basta escrever o nome do elemento, seguido do sufixo.
Um exemplo é o HCl:
HCl ➝H+ + Cl–
O ânion liberado em meio aquoso é o cloreto. Desse modo o nome desse ácido é: ácido clorídrico.
Oxiácidos
Para os oxiácidos, os ácidos mais comuns seguem a regra geral:
ácido + nome do ânion + ico
No entanto, a regra para a nomenclatura dos oxiácidos segue o número de oxidação do átomo central.
- Para NOX +1 e +2 → ácido + hipo + nome do ânion + oso;
- Para NOX +3 e +4 → ácido + nome do ânion + oso;
- Para NOX +5 e +6 → ácido + nome do ânion + ico;
- Para NOX +7 → ácido + per + nome do ânion + ico.
Um exemplo de nomenclatura desse tipo de ácido é o ácido hipocloroso (HClO).
Em geral o hidrogênio apresenta NOX igual a +1, enquanto o oxigênio apresenta NOX igual a -2, isso faz com que o Cl possua NOX = +1. Desse modo, o nome desse ácido é: ácido hipocloroso.
Quais são os ácidos presentes no nosso cotidiano?
Além dos ácidos presentes nos alimentos como o ácido acético (vinagre), o ácido cítrico ( limão, laranja e acerola); o ácido málico (maçã), o ácido tartárico (uva); e o ácido carbônico (água com gás e refrigerantes), há diferentes ácidos envolvidos em fertilizantes e medicamento. Esse é o caso do ácido fosfórico que é muito utilizado na produção de fertilizantes e de medicamentos.
Ademais, ácidos como o sulfúrico e nítrico estão presentes em diferentes processos industriais.
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