- Estrutura química
- Nomenclatura de sais ácidos
- Sais hídricos ácidos
- Sais de ácido ternário
- Outro exemplo
- Treinamento
- Fosfatos
- Citratos
- Exemplos
- Sais ácidos de metais de transição
- Caráter ácido
- Formulários
- Referências
Os sais ácidos ou oxi-sais são aqueles derivados da neutralização parcial do hidrohálico e dos oxoácidos. Portanto, os sais binários e ternários podem ser encontrados na natureza, tanto inorgânicos quanto orgânicos. Eles são caracterizados por terem prótons ácidos disponíveis (H +).
Devido a isso, suas soluções geralmente levam à obtenção de meios ácidos (pH <7). No entanto, nem todos os sais de ácido exibem esta característica; alguns, na verdade, originam soluções alcalinas (básicas, com pH> 7).
Bicarbonato de Sódio
O mais representativo de todos os sais ácidos é o que é comumente conhecido como bicarbonato de sódio; também conhecido como fermento em pó (imagem superior), ou com seus respectivos nomes regidos por nomenclatura tradicional, sistemática ou composicional.
Qual é a fórmula química do bicarbonato de sódio? NaHCO 3. Como pode ser visto, ele possui apenas um próton. E como esse próton está ligado? Para um dos átomos de oxigênio, formando o grupo hidróxido (OH).
Assim, os dois átomos de oxigênio restantes são considerados óxidos (O 2–). Esta visão da estrutura química do ânion permite que ele seja nomeado de forma mais seletiva.
Estrutura química
Os sais ácidos têm em comum a presença de um ou mais prótons ácidos, bem como a de um metal e de um não metal. A diferença entre os que vêm dos hidrácidos (HA) e dos oxoácidos (HAO) é, logicamente, o átomo de oxigênio.
No entanto, o fator chave que determina o quão ácido é o sal em questão (o pH que ele produz uma vez dissolvido em um solvente), depende da força da ligação entre o próton e o ânion; também depende da natureza do cátion, como no caso do íon amônio (NH 4 +).
A força HX, sendo X o ânion, varia de acordo com o solvente que dissolve o sal; que geralmente é água ou álcool. Portanto, após certas considerações de equilíbrio em solução, o nível de acidez dos sais mencionados pode ser deduzido.
Quanto mais prótons o ácido possui, maior o número possível de sais que podem emergir dele. Por esse motivo, existem na natureza muitos sais ácidos, a maioria dos quais dissolvidos nos grandes oceanos e mares, bem como componentes nutricionais dos solos, além dos óxidos.
Nomenclatura de sais ácidos
Como são nomeados os sais de ácido? A cultura popular assumiu a responsabilidade de atribuir nomes profundamente enraizados aos sais mais comuns; entretanto, para o restante deles, não tão conhecidos, os químicos conceberam uma série de etapas para dar-lhes nomes universais.
Para tanto, a IUPAC recomendou uma série de nomenclaturas que, embora se apliquem às mesmas para hidrácidos e oxácidos, apresentam ligeiras diferenças quando utilizadas com seus sais.
É necessário dominar a nomenclatura dos ácidos antes de passar para a nomenclatura dos sais.
Sais hídricos ácidos
Os hidrácidos são essencialmente a ligação entre o hidrogênio e um átomo não metálico (dos grupos 17 e 16, com exceção do oxigênio). No entanto, apenas aqueles que têm dois prótons (H 2 X) são capazes de formar sais de ácido.
Assim, no caso do sulfeto de hidrogênio (H 2 S), quando um de seus prótons é substituído por um metal, o sódio, por exemplo, temos o NaHS.
Como é chamado o sal NaHS? Existem duas formas: nomenclatura tradicional e composição.
Sabendo que se trata de um sulfeto, e que o sódio possui apenas uma valência +1 (por ser do grupo 1), continuamos a seguir:
Sal: NaHS
Nomenclaturas
Composição: Hidrogenossulfeto de sódio.
Tradicional: sulfeto de ácido de sódio.
Outro exemplo também pode ser Ca (HS) 2:
Sal: Ca (HS) 2
Nomenclaturas
Composição: Bis de cálcio (sulfeto de hidrogênio).
Tradicional: Sulfeto de cálcio ácido.
Como pode ser visto, os prefixos bis-, tris, tetrakis, etc. são adicionados, de acordo com o número de ânions (HX) n, onde n é a valência do átomo metálico. Então, aplicando o mesmo raciocínio para Fe (HSe) 3:
Sal: Fe (HSe) 3
Nomenclaturas
Composição: Tris (hidrogenoselenídeo) de ferro (III).
Tradicional: sulfeto de ferro ácido (III).
Como o ferro tem principalmente duas valências (+2 e +3), ele é indicado entre parênteses com algarismos romanos.
Sais de ácido ternário
Também chamados de oxisaltos, eles têm uma estrutura química mais complexa do que os sais de ácido hidrácido. Nestes, o átomo não metálico forma ligações duplas com o oxigênio (X = O), classificadas como óxidos, e ligações simples (X-OH); este último sendo responsável pela acidez do próton.
As nomenclaturas tradicional e de composição mantêm as mesmas normas dos oxoácidos e seus respectivos sais ternários, com a única distinção de destacar a presença do próton.
Por outro lado, a nomenclatura sistemática considera os tipos de ligações XO (de adição) ou o número de oxigênio e prótons (o de hidrogênio dos ânions).
Voltando com o bicarbonato de sódio, ele recebe o seguinte nome:
Sal: NaHCO 3
Nomenclaturas
Tradicional: carbonato de sódio.
Composição: Hidrogenocarbonato de sódio.
Sistemática e adição de hidrogênio dos ânions: Hidroxidodioxidocarbonato (-1) de sódio, hidrogênio (trioxidocarbonato) de sódio.
Informal: bicarbonato de sódio, bicarbonato de sódio.
De onde vêm os termos 'hidroxi' e 'dióxido'? 'Hidroxi' refere-se ao grupo -OH que permanece no ânion HCO 3 - (O 2 C-OH), e 'dióxido' aos outros dois oxigênio nos quais a ligação dupla C = O “ressonou” (ressonância).
Por isso a nomenclatura sistemática, embora mais exata, é um pouco complicada para os iniciados no mundo da química. O número (-1) é igual à carga negativa do ânion.
Outro exemplo
Sal: Mg (H 2 PO 4) 2
Nomenclaturas
Tradicional: Fosfato diácido de magnésio.
Composição: dihidrogenofosfato de magnésio (observe os dois prótons).
Sistemática e adição de hidrogênio dos ânions: dihidroxidodioxidofosfato (-1) magnésio, bis magnésio.
Reinterpretando a nomenclatura sistemática, verifica-se que o ânion H 2 PO 4 - possui dois grupos OH, então os dois átomos de oxigênio restantes formam óxidos (P = O).
Treinamento
Como os sais ácidos são formados? Eles são o produto da neutralização, ou seja, da reação de um ácido com uma base. Visto que esses sais têm prótons ácidos, a neutralização não pode ser completa, mas parcial; caso contrário, o sal neutro é obtido, como pode ser visto nas equações químicas:
H 2 O + 2NaOH => Na 2 O + 2H 2 O (completa)
H 2 O + NaOH => NaHA + H 2 O (parcial)
Além disso, apenas ácidos polipróticos podem ter neutralizações parciais, uma vez que os ácidos HNO 3, HF, HCl, etc., têm apenas um único próton. Aqui, o sal ácido é NaHA (que é fictício).
Se em vez de ter neutralizado o ácido diprótico H 2 A (mais precisamente, um hidrácido), com Ca (OH) 2, então o sal de cálcio correspondente Ca (HA) 2 teria sido gerado. Se Mg (OH) 2 fosse usado, Mg (HA) 2 seria obtido; se LiOH foi usado, LiHA; CsOH, CsHA e assim por diante.
Conclui-se, quanto à formação, que o sal é constituído pelo ânion A que vem do ácido e pelo metal da base utilizado para a neutralização.
Fosfatos
O ácido fosfórico (H 3 PO 4) é um ácido oxo poliprótico, razão pela qual uma grande quantidade de sais é derivada dele. Usando KOH para neutralizá-lo e assim obter seus sais, temos:
H 3 PO 4 + KOH => KH 2 PO 4 + H 2 O
KH 2 PO 4 + KOH => K 2 HPO 4 + H 2 O
K 2 HPO 4 + KOH => K 3 PO 4 + H 2 O
O KOH neutraliza um dos prótons ácidos do H 3 PO 4, sendo substituído pelo cátion K + no sal de fosfato diácido de potássio (de acordo com a nomenclatura tradicional). Esta reação continua a ocorrer até que os mesmos equivalentes de KOH sejam adicionados para neutralizar todos os prótons.
Pode-se então constatar que se formam até três diferentes sais de potássio, cada um com suas respectivas propriedades e possíveis utilizações. O mesmo resultado poderia ser obtido usando LiOH, dando fosfatos de lítio; ou Sr (OH) 2, para formar fosfatos de estrôncio, e assim por diante com outras bases.
Citratos
O ácido cítrico é um ácido tricarboxílico presente em muitas frutas. Portanto, ele tem três grupos –COOH, que é igual a três prótons ácidos. Novamente, como o ácido fosfórico, é capaz de gerar três tipos de citratos, dependendo do grau de neutralização.
Desta forma, usando NaOH, citratos mono-, di- e trissódicos são obtidos:
OHC 3 H 4 (COOH) 3 + NaOH => OHC 3 H 4 (COONa) (COOH) 2 + H 2 O
OHC 3 H 4 (COONa) (COOH) 2 + NaOH => OHC 3 H 4 (COONa) 2 (COOH) + H 2 O
OHC 3 H 4 (COONa) 2 (COOH) + NaOH => OHC 3 H 4 (COONa) 3 + H 2 O
As equações químicas parecem complicadas, dada a estrutura do ácido cítrico, mas, se representadas, as reações seriam tão simples quanto as do ácido fosfórico.
O último sal é o citrato de sódio neutro, cuja fórmula química é Na 3 C 6 H 5 O 7. E os outros citratos de sódio são: Na 2 C 6 H 6 O 7, citrato de ácido de sódio (ou citrato dissódico); e NaC 6 H 7 O 7, citrato de sódio diácido (ou citrato monossódico).
Estes são um exemplo claro de sais orgânicos ácidos.
Exemplos
Muitos sais ácidos são encontrados em flores e em muitos outros substratos biológicos, bem como em minerais. No entanto, foram omitidos os sais de amônio que, ao contrário dos outros, não derivam de um ácido, mas de uma base: o amoníaco.
Como é possível? É devido à reação de neutralização da amônia (NH 3), base que desprotona e produz o cátion amônio (NH 4 +). O NH 4 +, assim como os outros cátions metálicos, pode substituir perfeitamente qualquer um dos prótons ácidos das espécies de hidrácidos ou oxácidos.
No caso dos fosfatos e citratos de amônio, basta substituir o K e o Na por NH 4 e serão obtidos seis novos sais. O mesmo é verdadeiro com o ácido carbônico: NH 4 HCO 3 (carbonato de amônio ácido) e (NH 4) 2 CO 3 (carbonato de amônio).
Sais ácidos de metais de transição
Os metais de transição também podem fazer parte de vários sais. No entanto, eles são menos conhecidos e as sínteses por trás deles apresentam um maior grau de complexidade devido aos diferentes números de oxidação. Exemplos desses sais incluem o seguinte:
Sal: AgHSO 4
Nomenclaturas
Tradicional: Sulfato de prata ácido.
Composição: Hidrogenossulfato de prata.
Sistemática: Hidrogênio de prata (tetraoxidosulfato).
Sal: Fe (H 2 BO 3) 3
Nomenclaturas
Tradicional: borato de diácido de ferro (III).
Composição: Dihidrogenoborato de Ferro (III).
Sistemática: Ferro Tris (III).
Sal: Cu (HS) 2
Nomenclaturas
Tradicional: Sulfeto ácido de cobre (II).
Composição: Sulfeto de hidrogênio de cobre (II).
Sistemático: Bis (sulfeto de hidrogênio) de cobre (II).
Sal: Au (HCO 3) 3
Nomenclaturas
Tradicional: Carbonato de ouro ácido (III).
Composição: Hidrogenocarbonato de ouro (III).
Sistemática: Golden Tris (III).
E o mesmo acontece com outros metais. A grande riqueza estrutural dos sais ácidos está mais na natureza do metal do que do ânion; uma vez que não existem muitos hidrácidos ou oxácidos.
Caráter ácido
Os sais ácidos geralmente quando dissolvidos em água dão origem a uma solução aquosa com um pH inferior a 7. No entanto, isso não é estritamente verdadeiro para todos os sais.
Porque não? Porque as forças que ligam o próton ácido ao ânion nem sempre são as mesmas. Quanto mais fortes eles são, menor será a tendência de cedê-lo ao meio; Da mesma forma, há uma reação oposta que faz esse fato regredir: a reação de hidrólise.
Isso explica porque o NH 4 HCO 3, apesar de ser um sal ácido, gera soluções alcalinas:
NH 4 + + H 2 O <=> NH 3 + H 3 O +
HCO 3 - + H 2 O <=> H 2 CO 3 + OH -
HCO 3 - + H 2 O <=> CO 3 2– + H 3 O +
NH 3 + H 2 O <=> NH 4 + + OH -
Dadas as equações de equilíbrio anteriores, o pH básico indica que as reações que produzem OH - ocorrem preferencialmente àquelas que produzem H 3 O +, uma espécie indicadora de uma solução ácida.
No entanto, nem todos os ânions podem ser hidrolisados (F -, Cl -, NO 3 -, etc.); São aqueles que vêm de ácidos e bases fortes.
Formulários
Cada sal ácido tem seus próprios usos para diferentes campos. No entanto, eles podem resumir uma série de usos comuns para a maioria deles:
- Na indústria alimentar são utilizados como leveduras ou conservantes, bem como na confeitaria, em produtos de higiene oral e na fabricação de medicamentos.
-Os higroscópicos são destinados a absorver umidade e CO 2 em espaços ou condições que o exijam.
-Sais de potássio e cálcio geralmente são usados como fertilizantes, componentes nutricionais ou reagentes de laboratório.
-Como aditivos para vidro, cerâmica e cimentos.
-Na preparação de soluções tampão, essencial para todas as reações sensíveis a mudanças bruscas de pH. Por exemplo, tampões de fosfato ou acetato.
-E, finalmente, muitos desses sais fornecem formas sólidas e facilmente administráveis de cátions (especialmente metais de transição) com grande demanda no mundo da síntese orgânica ou inorgânica.
Referências
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