- O que são ácidos fracos?
- Dissociação de ácidos fracos
- Propriedades
- Polaridade e efeito indutivo
- Raio atômico e força de ligação
- Exemplos de ácidos fracos
- Referências
Os ácidos fracos são apenas parcialmente dissociados na água. Após sua dissociação, a solução onde se encontram atinge o equilíbrio e o ácido e sua base conjugada presentes simultaneamente são observados. Os ácidos são moléculas ou íons que podem doar um íon hidrônio (H +) ou podem formar uma ligação covalente com um par de elétrons.
Estes, por sua vez, podem ser classificados por sua força: ácidos fortes e ácidos fracos. Quando se fala em força de um ácido, essa é a propriedade que mede o grau de ionização dessas espécies; isto é, a capacidade ou tendência de um ácido perder um próton.
Gráfico de especiação para um ácido fraco que dissocia HA + H2O ↔ A- + H3O +
Um ácido forte é aquele que se dissocia completamente na presença de água; isto é, um mole de ácido forte dissolvido em água resultará na separação de um mole de H + e um mole de base conjugada A -.
O que são ácidos fracos?
Ácidos fracos, como mencionado acima, são aqueles que se dissociam parcialmente na água. A maioria dos ácidos são ácidos fracos e são caracterizados por liberar apenas alguns átomos de hidrogênio na solução onde são encontrados.
Quando um ácido fraco se dissocia (ou ioniza), ocorre o fenômeno do equilíbrio químico. Esse fenômeno é o estado em que ambas as espécies (ou seja, reagentes e produtos) estão presentes em concentrações que tendem a não variar com o tempo.
Este estado ocorre quando a taxa da reação direta é igual à taxa da reação reversa. Portanto, essas concentrações não aumentam nem diminuem.
A classificação "fraca" em um ácido fraco é independente de sua capacidade de dissociação; um ácido é considerado fraco se menos de 100% de sua molécula ou íon se dissociar incompletamente em solução aquosa. Portanto, há também um grau de dissociação entre os próprios ácidos fracos, denominado constante de dissociação de ácido Ka.
Quanto mais forte um ácido, maior seu valor de Ka. O ácido fraco mais forte é o íon hidrônio (H 3 O +), que é considerado a fronteira entre os ácidos fracos e os ácidos fortes.
Dissociação de ácidos fracos
Ácidos fracos se ionizam de maneira incompleta; isto é, se este ácido fraco é representado em uma fórmula de solução geral como HA, então uma quantidade significativa de HA não dissociado estaria presente na solução aquosa formada.
Ácidos fracos seguem o seguinte padrão durante a dissociação, onde H + é o íon hidrônio neste caso, e A - representa a base conjugada do ácido.
A força de um ácido fraco é representada como uma constante de equilíbrio ou como uma porcentagem de dissociação. Como afirmado anteriormente, a expressão Ka é a constante de dissociação de um ácido, e está relacionada às concentrações de reagentes e produtos em equilíbrio da seguinte forma:
Ka = /
Quanto maior o valor de Ka, mais favorecida será a formação de H + e menor será o pH da solução. O Ka dos ácidos fracos varia entre os valores de 1,8 × 10 -16 a 55,5. Os ácidos com um Ka inferior a 1,8 × 10 -16 têm menos força ácida do que a água.
O outro método usado para medir a força de um ácido é estudar sua porcentagem de dissociação (α), que varia de 0% <α <100%. É definido como:
α = / +
Ao contrário de Ka, α não é uma constante e dependerá do valor de. Em geral, o valor de α aumentará conforme o valor de. Nesse sentido, os ácidos tornam-se mais fortes dependendo do seu grau de diluição.
Propriedades
Existem várias propriedades que determinam a força de um ácido e o tornam mais ou menos forte. Entre essas propriedades estão a polaridade e o efeito indutivo, o raio atômico e a força de ligação.
Polaridade e efeito indutivo
Polaridade se refere à distribuição de elétrons em uma ligação, que é a região entre dois núcleos atômicos onde um par de eleitores compartilha.
Quanto mais semelhante for a eletronegatividade entre duas espécies, mais equivalente será o compartilhamento de elétrons; mas quanto mais diferente for a eletronegatividade, mais tempo os elétrons ficarão em uma molécula do que na outra.
O hidrogênio é um elemento eletropositivo, e quanto maior for a eletronegatividade do elemento ao qual se liga, maior será a acidez do composto formado. Por esse motivo, um ácido será mais forte se ocorrer entre a ligação de hidrogênio e um elemento mais eletronegativo.
Além disso, o efeito indutivo significa que o hidrogênio não precisa estar diretamente ligado ao elemento eletronegativo para que o composto aumente sua acidez. Por isso, alguns isômeros de substâncias são mais ácidos que outros, dependendo da configuração de seus átomos na molécula.
Raio atômico e força de ligação
A força da ligação que liga o hidrogênio ao átomo que governa o ácido é outro fator importante na definição da acidez de uma molécula. Isso, por sua vez, depende do tamanho dos átomos que compartilham a ligação.
Para um ácido chamado HA, quanto mais você aumenta o tamanho de seu átomo A, mais a força de sua ligação diminuirá, então essa ligação será mais fácil de quebrar; isso torna a molécula mais ácida.
Átomos com raios atômicos mais altos se beneficiarão em acidez graças a este detalhe, já que sua ligação com o hidrogênio será menos forte.
Exemplos de ácidos fracos
Existe um grande número de ácidos fracos (principalmente ácidos). Esses incluem:
- Ácido sulfuroso (H 2 SO 3).
- Ácido fosfórico (H 3 PO 4).
- Ácido nitroso (HNO 2).
- Ácido fluorídrico (HF).
- Ácido acético (CH 3 COOH).
- Ácido carbônico (H 2 CO 3).
- Ácido benzóico (C 6 H 5 COOH).
Referências
- Ácido fraco. (sf). Obtido em en.wikipedia.org
- Essential Biochemistry. (sf). Obtido em wiley.com
- CliffNotes. (sf). Obtido em cliffsnotes.com
- Science, F. o. (sf). University of Waterloo. Retirado de science.uwaterloo.ca
- Anne Marie Helmenstine, P. (nd). ThoughtCo. Obtido em Thoughtco.com