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quarta-feira, 8 de novembro de 2017

"Somos Físicos" Simulado Funções Químicas - Acidos e Bases (Resumão)

Resultado de imagem para imagens acidos e bases
O estudo das funções químicas começa pelos quatro grandes grupos classificados como: ácidos, bases, óxidos e sais. Estes grupos são formados pelas substâncias que possuem  características e comportamento químico semelhantes.
Ácidos e bases (também chamadas de álcalis, procure saber de onde vem esta denominação, é interessante ... ) são geralmente lembrados como substâncias químicas perigosas, corrosivos capazes de dissolver metais como se fossem comprimidos efervescentes. Mas a presença dos ácidos e bases na nossa vida cotidiana é bem mais ampla e menos agressiva do que se imagina.

Eles também são componentes usuais de refrigerantes, alimentos, remédios, produtos de higiene ou cosméticos. São ainda matérias primas indispensáveis em um vasto universo de aplicações industriais. A tal ponto que a produção de ácido sulfúrico e soda cáustica de um país chega a ser considerada um dos indicadores do seu nível de atividade econômica.

Portanto estas substâncias estão presentes em todos os momentos da nossa vida.
Seria interessante saber quais são as mais comuns e como interagimos com elas, não? Lembre-se disto mais tarde e faça uma relação tentando identificar para cada alimento, bebida, material de limpeza, remédio, etc, mais usados no dia a dia, qual substância química associada.
Definições
A definição mais tradicional dos ácidos e bases foi dada pelo cientista sueco Svante Arrhenius que,  em 1887, estabeleceu os ácidos como substâncias que - em solução aquosa - liberam íons positivos de hidrogênio (H+), enquanto as bases, também em solução aquosa, liberam hidroxilas, íons negativos OH-.
Arrhenius estudou vários ácidos e estabeleceu suas principais características: 
- em solução aquosa, os ácidos conduzem eletricidade. Isso ocorre porque os ácidos se desdobram em íons.

- os ácidos têm sabor azedo. O limão, o vinagre, o tamarindo contêm ácidos; é por isso que eles são azedos.

- os ácidos reagem com as bases, formando sais e água. Essa reação se chama reação de neutralização.

Existem ainda outras definições, dadas por outros cientistas, como a de Bronsted-Lowry (o dinamarquês Johannes N. Bronsted e o inglês Thomas Lowry estudaram independentemente o tema em 1923) e a de Lewis (o americano Gilbert Newton Lewis), que serão estudadas mais tarde.
Assim, quando diluído em água, o cloreto de hidrogênio (HCl) ioniza-se e define-se como ácido clorídrico, como segue:
Esta reação é chamada de reação de ionização, já que o HCl puro é um composto covalente.
É muito importante saber nomear corretamente os ácidos, clique na figura abaixo pra aprender um pouco mais:
Os ácidos podem ser classificados em 2 grupos:
1) HIDRÁCIDOS - são aqueles que NÃO possuem OXIGÊNIO na molécula. 
Ácido .................. ídrico
                  nome do elemento
Ex: HClHBrH2(ácidos clorídrico, bromídrico e sulfídrico).
2) OXIÁCIDOS - são aqueles que possuem OXIGÊNIO na molécula, como H2SO4HNO3 ,  H3PO(ácidos sulfúrico, nítrico e fosfórico).
Veja alguns ácidos bastante comuns no nosso dia a dia:
Ácido acético 
Ácido tartárico 
Ácido málico 
Ácido cítrico 

Ácido fosfórico 
Ácido carbônico 

Ácido Clorídrico
Ácido Fluorídrico
 Ácido Nitroso
Ácido Sulfúrico 

Ácido Nítrico

Ácido Muriático
Ácido Ascórbico
Ácido Cianídrico 

Arrhenius também descobriu que existiam algumas substâncias que na presença dos ácidos e das bases mudam de cor. Estas substâncias foram chamadas de INDICADORES, e servem para identificar uma substância como ácido ou base.
Um indicador uito usado é o PAPEL DE TORNASSOL que pode ser encontrado em 2 cores:
AZUL - que em meio ácido o papel se torna vermelho (em meio básico não muda de cor).
VERMELHO - que em meio ácido não muda de cor (em meio básico se torna azul).
Um outro indicador comum é a solução de fenolftaleína que permanece incolor em soluções ácidas e torna-se cor-de-rosa em soluções básicas
E estes produtos abaixo, vc conhece? Vc consegue identificá-los como substâncias químicas?
 FONTE: CIÊNCIAS - FÍSICA E QUÍMICA de Carlos Barros e Wilson Roberto Paulino, Ed. Ática, 2006.
As bases
As bases também são substâncias altamente tóxicas e corrosivas. E assim como os ácidos, podemos identificar as bases usando indicadores ácido-base. 
Veja algumas delas no nosso cotidiano, clique na figura abaixo:
 O  hidróxido de sódio, a popular soda cáustica, ao se ionizar em água, libera uma hidroxila OH-, definindo-se assim como base:
 Algumas propriedades das bases:
  • possuem sabor adstringente, amargo ou cáustico (que “trava” a boca);
  • conduzem a corrente elétrica quando fundidos ou em solução aquosa;
  • reagem com ácidos produzindo sal e água; 
  • e modificam a cor dos indicadores ácido-base.
  

 E para medir quão fracos ou fortes são os ácidos e bases usamos o conceito de pH que indica a acidez, neutralidade ou alcalinidade de uma solução aquosa.
O pH pode ser determinado indiretamente pela adição de um indicador de pH na solução em análise. A cor do indicador varia conforme o pH da solução. Indicadores comuns são a fenolftaleína, o alaranjado de metila e o azul de bromofenol. 

pH também pode ser determinado usando um medidor de pH  que consiste em um eletrodo acoplado a um potenciômetro, como o da foto abaixo. 

E lá em http://bit.ly/MNgtR9 
vc poderá
ver o pH de várias substâncias
do nosso dia a dia.

REFERÊNCIAS:
Além dos sites diretamente referenciados, foram utilizadas informações dos livros didáticos abaixo, incluindo a imagem dos cátions e ânions mais comuns, que foi escaneada do livro do 2:
1. CIÊNCIAS - FÍSICA E QUÍMICA de Carlos Barros e Wilson Roberto Paulino, Ed. Ática, 2006.
2. CIÊNCIAS - matéria e energia de Fernando Gewandsznajder, Ed. Ática, 2008.

Exercícios

01-(FGV SP) A amônia é um composto muito versátil, pois seu comportamento químico possibilita seu emprego em várias reações químicas em diversos mecanismos reacionais, como em
I- HBr(g) + NH3(aq) → NH4+(aq) + Br(aq)
II- NH3(g) + CH3(g) → CH4(g) + NH2(g)
De acordo com o conceito ácido-base de Lewis, em I a amônia é classificada como _______. De acordo com o conceito ácido-base de Brösnted-Lowry, a amônia é classificada em I e II, respectivamente, como _______ e _______.
Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas.
a) base … ácido … base
b) base … base … ácido
c) base … ácido… ácido
d) ácido … ácido … base
e) ácido … base … base
Resposta:Letra b). A amônia é considerada uma base de Lewis por apresentar elétrons livres, pois o N é da família VA (tem cinco elétrons) e utiliza três elétrons nas ligações com os hidrogênios, sobrando assim dois elétrons.
Fórmula estrutural da amônia
Fórmula estrutural da amônia
Já segundo a teoria de Bronsted-Lowry, na equação I, a amônia é uma base porque recebe um H para tornar-se um NH4+; mas, na equação II, ela é um ácido porque doa um H+ e transforma-se em NH2.
02-Dadas as espécies químicas a seguir, qual delas pode ser classificada como um ácido de Arrhenius?
a) Na2CO3
b) KOH
c) Na2O
d) HCl
e) LiH
Resposta:Letra d). O HCl é a única espécie que apresenta na sua constituição o hidrogênio ligado a uma ametal ou a um grupo aniônico.
03-(FGV SP) A água participa em reações com diversas espécies químicas, o que faz com que ela seja empregada como solvente e reagente; além disso, ela toma parte em muitos processos, formando espécies intermediárias e mais reativas.
I. HNO2 + H2O → NO2 + H3O+
II. NH3 + H2O → NH4+ OH
III. O2– + H2O → OH + OH
De acordo com a teoria de ácidos e bases de Brönsted-Lowry, a classificação correta da água nas equações I, II e III é, respectivamente:
a) base, base e ácido.
b) base, ácido e ácido.
c) base, ácido e base.
d) ácido, base e ácido.
e) ácido, base e base.
Resposta:Letra b). A água é base em I porque recebe um H e transforma-se em H3Oe ácido em II e III porque doa um H e transforma-se em OH-.
04-A diferença estrutural entre um ácido e uma base conjugados consiste em:
a) um elétron
b) um nêutron
c) um próton
d) dois nêutrons
e) dois elétrons
05-PUC) Segundo Brönsted-Lowry, um ácido é uma base conjugada, diferem entre si por:
a) um próton
b) uma hidroxilia
c) um hidroxônio
d) um par de elétrons
e) uma ligação covalente
06-(ITA) “Ácido é uma substância capaz de receber 1 par de elétrons”.
A definição acima corresponde à proposta de:
a)  Arrhenius
b) Brönsted
c) Lavoisier
d)  Lewis
e) Ostwald
07-Um próton pode ser representado por:
a)  H0
b) H-
c) e+
d) e-
e) H+
08-(PUC) Um ácido de Lewis deve ter:
a)   hidrogênio ionizável
b)  oxigênio em sua molécula
c)   baixa densidade eletrônica
d) larga densidade eletrônica
e) caráter iônico
09- NH3 é uma base:
a)  de Arrhenius
b) de Brönsted
c) de Lewis
d) nas três teorias
e) NH3 não é uma base
10-Sabe-se que em água, alguns ácidos são melhores doadores de prótons que outros e algumas bases são melhores receptoras de prótons que outras. Segundo Bronsted, por exemplo, o HCO é um bom doador de prótons e considerado um ácido forte.
De acordo com Bronsted, pode-se afirmar:

a) Quanto mais forte a base, mais forte é seu ácido conjugado.            
b) Quanto mais forte o ácido, mais fraca é sua base conjugada.        
c) Quanto mais fraco o ácido, mais fraca é sua base conjugada.
d) Quanto mais forte a base mais fraca é sua base conjugada.
e) Quanto mais forte o ácido mais fraco é seu ácido conjugado.

11-Assinale, entre as alternativas abaixo, a fórmula de um composto que é uma Base de Lewis:
 a) CH4 
b) C6H6
c) NH2CH2CH3
d) B Cg3
e) SiCg4

12-Numa série de ácidos, chamamos de mais forte aquele que: 

a) reage mais rapidamente com metais. 
b) tem maior constante de dissociação. 
c) tem menor constante de dissociação. 
d) consome menos moles de NaOH por mol de ácido na reação de neutralização. 
e) consome mais moles e NaOH por mol de ácido na reação de neutralização.

13-Forneça a nomenclatura para os ácidos:

1. HClO2
2. H3PO4
3. HClO4
4. H2SO3
5. H4P2O7
6. HClO3
7. HNO2
8. H3PO3
Resposta: 
1. ácido cloroso
2. ácido fosfórico
3. ácido perclórico
4. ácido sulfuroso
5. ácido pirofosfórico
6. ácido clórico
7. ácido nitroso
8. ácido fosforoso

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