Existem centenas de exemplos de ácidos e bases que podem ser encontrados em todos os ramos da química, mas que, como um todo, são separados em duas grandes famílias: inorgânicos e orgânicos. Os ácidos inorgânicos são geralmente conhecidos como ácidos minerais, caracterizados por serem especialmente fortes em comparação com os orgânicos.
Ácidos e bases são entendidos como substâncias que possuem sabores azedo ou saponáceo, respectivamente. Ambos são corrosivos, embora a palavra 'cáustico' seja freqüentemente usada para bases fortes. Resumindo: queimam e corroem a pele ao tocá-la. Suas características em meios solventes guiaram uma série de definições ao longo da história.
Comportamento de ácidos e bases quando dissolvidos em água. Fonte: Gabriel Bolívar.
A imagem abaixo mostra o comportamento genérico de ácidos e bases quando são adicionados ou dissolvidos em um copo de água. Os ácidos produzem soluções com valores de pH abaixo de 7 devido aos íons hidrônio, H 3 O +; enquanto as bases produzem soluções com pH acima de 7 devido aos íons hidroxila (ou hidroxila), OH -.
Se adicionarmos ácido clorídrico, HCl (gota vermelha), ao vidro, haverá os íons H 3 O + e Cl - hidratados. Por outro lado, se repetirmos o experimento com hidróxido de sódio, NaOH (gota roxa), teremos íons OH - e Na +.
Definições
As características cada vez mais estudadas e compreendidas dos ácidos e bases estabeleceram mais de uma definição para esses compostos químicos. Entre essas definições, temos a de Arrhenius, a de Bronsted-Lowry e, finalmente, a de Lewis. Antes de citar os exemplos, é preciso deixar isso bem claro.
Arrhenius
Ácidos e bases, segundo Arrhenius, são aqueles que, quando dissolvidos em água, produzem íons H 3 O + ou OH -, respectivamente. Ou seja, a imagem já representa essa definição. No entanto, por si só, ele negligencia alguns ácidos ou bases muito fracos para produzir tais íons. É aqui que entra a definição de Bronsted-Lowry.
Bronsted-Lowry
Os ácidos de Bronsted-Lowry são aqueles que podem doar H + iões, e bases são aquelas que aceitam estes H +. Se um ácido doar seu H + com muita facilidade, significa que é um ácido forte. O mesmo acontece com as bases, mas aceitando H +.
Assim, temos ácidos e bases fortes ou fracos, e suas forças são medidas em diferentes solventes; especialmente em água, a partir da qual as unidades conhecidas de pH são estabelecidas (0 a 14).
Portanto, um ácido forte HA doará completamente seu H + para a água em uma reação como:
HA + H 2 O => A - + H 3 O +
Onde A - é a base conjugada de HA. Daí vem o H 3 O + presente no vidro com solução ácida.
Enquanto isso, uma base B fraca irá desprotonar a água para ganhar seu respectivo H +:
B + H 2 O <=> HB + OH -
Onde HB é o ácido conjugado de B. Este é o caso da amônia, NH 3:
NH 3 + H 2 O <=> NH 4 + + OH -
Uma base muito forte pode doar íons OH diretamente - sem a necessidade de reagir com água; assim como o NaOH.
Lewis
Finalmente, os ácidos de Lewis são aqueles que ganham ou aceitam elétrons, e as bases de Lewis são aqueles que doam ou perdem elétrons.
Por exemplo, a base de Bronsted-Lowry NH 3 também é uma base de Lewis, uma vez que o átomo de nitrogênio aceita um H + doando seu par de elétrons livres (H 3 N: H +) para ele. É por isso que as três definições não divergem entre si, mas se entrelaçam e ajudam a estudar a acidez e a basicidade em um espectro mais amplo de compostos químicos.
Exemplos de ácidos
Esclarecidas as definições, uma série de ácidos com suas respectivas fórmulas e nomes serão mencionados a seguir:
-HF: ácido fluorídrico
-HBr: ácido bromídrico
-HI: ácido iodídrico
-H 2 S: sulfeto de hidrogênio
-H 2 Se: ácido selenídrico
-H 2 Te: ácido telurídrico
São ácidos binários, também chamados de hidrácidos, aos quais pertence o referido ácido clorídrico, HCl.
-HNO 3: ácido nítrico
-HNO 2: ácido nitroso
-HNO: ácido hiponítrico
-H 2 CO 3: ácido carbônico
-H 2 CO 2: ácido carbonáceo, que na verdade é mais conhecido pelo nome de ácido fórmico, HCOOH, o ácido orgânico mais simples de todos
-H 3 PO 4: ácido fosfórico
-H 3 PO 3 ou H 2: ácido fosforoso, com uma ligação HP
-H 3 PO 2 ou H: ácido hipofosforoso, com duas ligações HP
-H 2 SO 4: ácido sulfúrico
-H 2 SO 3: ácido sulfuroso
-H 2 S 2 O 7: ácido dissulfúrico
-HIO 4: ácido periódico
-HIO 3: ácido iódico
-HIO 2: ácido iodo
-HIO: ácido de hipoiodo
-H 2 CrO 4: ácido crômico
-HMnO 4: ácido mangânico
-CH 3 COOH: ácido acético (vinagre)
-CH 3 SO 3 H: ácido metanossulfônico
Todos esses ácidos, exceto fórmico e os dois últimos, são conhecidos como oxácidos ou ácidos ternários.
Outras:
-AlCl 3: cloreto de alumínio
-FeCl 3: cloreto férrico
-BF 3: trifluoreto de boro
-Catiões metálicos dissolvidos em água
-Carbocações
-H (CHB 11 Cl 11): carborano superácido
- FSO 3 H: ácido fluorossulfônico
- HSbF 6: ácido fluoroantimônico
- FSO 3 H SbF 5: ácido mágico
Os últimos quatro exemplos constituem os terríveis superácidos; compostos capazes de desintegrar quase qualquer material apenas com o toque. O AlCl 3 é um exemplo de ácido de Lewis, pois o centro metálico do alumínio é capaz de aceitar elétrons devido à sua deficiência eletrônica (não completa seu octeto de valência).
Exemplos de bases
Entre as bases inorgânicas estão os hidróxidos metálicos, como o hidróxido de sódio, e alguns hidretos moleculares, como a amônia já citados. Aqui estão outros exemplos de bases:
-KOH: hidróxido de potássio
-LiOH: hidróxido de lítio
-RbOH: hidróxido de rubídio
-CsOH: hidróxido de césio
-FrOH: hidróxido de frâncio
-Be (OH) 2: hidróxido de berílio
-Mg (OH) 2: hidróxido de magnésio
-Ca (OH) 2: hidróxido de cálcio
-Sr (OH) 2: hidróxido de estrôncio
-Ba (OH) 2: hidróxido de bário
-Ra (OH) 2: hidróxido de rádio
-Fe (OH) 2: hidróxido ferroso
-Fe (OH) 3: hidróxido férrico
-Al (OH) 3: hidróxido de alumínio
-Pb (OH) 4: hidróxido de chumbo
-Zn (OH) 2: hidróxido de zinco
-Cd (OH) 2: hidróxido de cádmio
-Cu (OH) 2: hidróxido cúprico
-Ti (OH) 4: hidróxido titânico
-PH 3: fosfina
-AsH 3: arseno
-NaNH 2: amida de sódio
- C 5 H 5 N: piridina
- (CH 3) N: trimetilamina
- C 6 H 5 NH 2: fenilamina ou anilina
-NaH: hidreto de sódio
-KH: hidreto de potássio
-Carbaniones
-Li 3 N: nitreto de lítio
-Alcóxidos
- 2 NLi: diisopropilamida de lítio
Ânion -Dietinilbenzeno: C 6 H 4 C 4 2- (a base mais forte conhecida até agora)
Referências
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química (8ª ed.). CENGAGE Learning.
- Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgânica. (Quarta edição). Mc Graw Hill.
- Naomi Hennah. (10 de outubro de 2018). Como ensinar ácidos, bases e sais. Recuperado de: edu.rsc.org
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- David Wood. (2019). Comparando Ácidos e Bases Comuns. Estude. Recuperado de: study.com
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- Wikipedia. (2019). Dianião de dietinilbenzeno. Recuperado de: en.wikipedia.org