Teorias de Ácido-Base
Além da teoria de ácido e base de Arrhenius, outras teorias modernas foram sendo feitas para melhor explicar o que fazia de uma substância agir como ácido ou como base.
Portanto quando o ácido sulfúrico por exemplo é misturado na água, ele libera prótons para a água que agindo como base (por ser uma substância anfotera, aquelas que podem agir como ácido ou base dependendo do que a situação necessitar) recebe o H+.
H2SO4 + H2O -> HSO4- + H3O+
Sendo então assim formados uma nova base (HSO4-) e um novo ácido (H3O+).
Outro exemplo com a água, mas agora agindo como um ácido seria:
NH3 + H2O -> NH4 + OH-
Tendo liberado prótons que se ligaram a amônio, faz da água o ácido da reação.
E isso aconteceu pois a amônia é mais básica que a água, tem mais facilidade de receber prótons e dificuldade de liberá-los do que a água.
Então se formou um novo ácido, o amônio (NH4+) e uma nova base, a hidroxila (OH-).
Ácidos são fortes quando têm tendencia a perder seus prótons.
Bases são fortes quando têm forte atração pelos prótons, portanto dificuldade de liberá-los.
Como o NH3 (tem forte tendencia de manter os prótons que receber), que é uma base muito forte, alta basicidade.
* Base de um ácido forte:
Por exemplo o H2SO4 é um ácido forte (tem tendência a perder seu próton), quando perde o H+ se transforma em sua base, o HSO4-.
A base do H2SO4 é uma base fraca, pois não tem muita tendência em receber H+ e retê-los.
Quando se liga a um próton o perde rapidamente (pois essa é a característica de um ácido forte, de se dissociar do H+ rapidamente).
Então em uma reação como essa (com um ácido forte e formação de sua base fraca):
H2SO4 + H2O -> H3O+ + HSO4-
(ácido forte) (base fraca) -> (ácido forte) (base fraca)
O equilíbrio vai tender para a direita, formando mais dos produtos sempre, pois é muito mais fácil para o H2SO4 perder o próton do que para o HSO4- tirar o próton do H3O+ e ficar com ele formando de volta H2SO4.
Pois o H2SO4 é um ácido mais forte que H3O+ e sua base é mais fraca que o H2O.
Pois esse ácido formado terá pouquíssima tendência a se dissociar, a liberar esse H+.
Como no caso da amônia que quando vira amônio NH4+, por mais que tenha tendência de doar o próton agora, por ter se tornado um ácido, ele será de difícil liberação.
- Exemplo com substancia anfotera (água):
H3O+ + OH- -> H2O + H2O
Uma das moléculas de H2O formadas, será a base do H3O+ que é um ácido forte (pois terá muita facilidade em perder esse H+ e se tornar a molécula de água).
Podendo então ser considerada (H2O) uma base fraca, com fraca tendência a receber e reter prótons.
A outra molécula de H2O, será o ácido da base forte OH-.
A hidroxila é uma base forte (com forte tendência a receber e reter prótons, se tornando a molécula de água).
Sendo então o ácido H2O formado dessa base, um ácido fraco, com fraca tendência de liberar o H+ que possui.
Então de acordo com essa teoria, compostos com átomos com pares de elétrons livres, têm forte tendência a agir como base, aceitando prótons.
E ácidos seriam compostos com átomos fortemente eletronegativos.
Terão que possuir obrigatoriamente H+ e ele ligado a um átomo muito eletronegativo faz do ácido forte.
Então átomos que tiverem maior capacidade de acomodar o par de elétrons deixado pelo hidrogênio farão da molécula mais ácida.
Sendo átomos mais eletronegativos mais capazes, o HF faria da molécula mais ácida que uma que possuir HO, que serão mais ácidas do que com HN, e que ainda com HC.
Os grupos OH, NH, SH, presentes em compostos orgânicos determinarão que eles têm alta acididade, sendo SH o mais ácido.
- O H+ então é um ácido de acordo com esse conceito, pois ele precisa e se liga a átomos com um par de elétrons livres.
- O Boro, tem número atômico 5 e é um elemento que tem somente 3 elétrons na última camada.
Ele pode hibridizar seus orbitais nessa sua segunda e última camada ficando com 3 orbitais de hibridização sp2.
Mesmo assim só pode ficar com no máximo 6 elétrons na última camada, não conseguindo completar o octeto.
Então um composto como o BF3 (procura por ainda 2 elétrons para ficar mais estável), sendo um forte ácido de Lewis, que pode se ligar a um par de elétrons livres (aceita mais dois elétrons).
- O Cloreto de Alumínio, AlCl3, é um ácido de Lewis também que possui estrutura parecida com do BF3, pode aceitar um par de elétrons, se ligando a átomos de Cl- e formando AlCl4-.
- O Cloreto de Estanho, SnCl4, também pode fazer isso, pode aceitar pares de elétrons, sendo então um ácido de Lewis.
Mesmo com o octeto completo, pode aceitar até mais dois ânions Cl-, aceitando no total mais dois pares de elétrons, formando SnCl6^2-.
Teoria de Bronsted-Lowry
Diz que ácido é toda substância que cede prótons (H+) e base é toda substância que é capaz de recebê-los (o H+).
Portanto quando o ácido sulfúrico por exemplo é misturado na água, ele libera prótons para a água que agindo como base (por ser uma substância anfotera, aquelas que podem agir como ácido ou base dependendo do que a situação necessitar) recebe o H+.
H2SO4 + H2O -> HSO4- + H3O+
Sendo então assim formados uma nova base (HSO4-) e um novo ácido (H3O+).
Outro exemplo com a água, mas agora agindo como um ácido seria:
NH3 + H2O -> NH4 + OH-
Tendo liberado prótons que se ligaram a amônio, faz da água o ácido da reação.
E isso aconteceu pois a amônia é mais básica que a água, tem mais facilidade de receber prótons e dificuldade de liberá-los do que a água.
Então se formou um novo ácido, o amônio (NH4+) e uma nova base, a hidroxila (OH-).
Força de Ácidos e Bases
Ácidos são fortes quando têm tendencia a perder seus prótons.
Tendência a se dissociarem, possuindo então maior poder de ataque.
Bases são fortes quando têm forte atração pelos prótons, portanto dificuldade de liberá-los.
Têm forte tendência de manter os prótons que recebe.
* Base de um ácido forte:
Por exemplo o H2SO4 é um ácido forte (tem tendência a perder seu próton), quando perde o H+ se transforma em sua base, o HSO4-.
A base do H2SO4 é uma base fraca, pois não tem muita tendência em receber H+ e retê-los.
Quando se liga a um próton o perde rapidamente (pois essa é a característica de um ácido forte, de se dissociar do H+ rapidamente).
Sempre a base de um ácido forte será fraca.
Então em uma reação como essa (com um ácido forte e formação de sua base fraca):
H2SO4 + H2O -> H3O+ + HSO4-
(ácido forte) (base fraca) -> (ácido forte) (base fraca)
O equilíbrio vai tender para a direita, formando mais dos produtos sempre, pois é muito mais fácil para o H2SO4 perder o próton do que para o HSO4- tirar o próton do H3O+ e ficar com ele formando de volta H2SO4.
Pois o H2SO4 é um ácido mais forte que H3O+ e sua base é mais fraca que o H2O.
* O ácido de uma base forte sempre será fraco.
Pois esse ácido formado terá pouquíssima tendência a se dissociar, a liberar esse H+.
Como no caso da amônia que quando vira amônio NH4+, por mais que tenha tendência de doar o próton agora, por ter se tornado um ácido, ele será de difícil liberação.
H3O+ + OH- -> H2O + H2O
Uma das moléculas de H2O formadas, será a base do H3O+ que é um ácido forte (pois terá muita facilidade em perder esse H+ e se tornar a molécula de água).
Podendo então ser considerada (H2O) uma base fraca, com fraca tendência a receber e reter prótons.
A outra molécula de H2O, será o ácido da base forte OH-.
A hidroxila é uma base forte (com forte tendência a receber e reter prótons, se tornando a molécula de água).
Sendo então o ácido H2O formado dessa base, um ácido fraco, com fraca tendência de liberar o H+ que possui.
Então de acordo com essa teoria, compostos com átomos com pares de elétrons livres, têm forte tendência a agir como base, aceitando prótons.
E ácidos seriam compostos com átomos fortemente eletronegativos.
Terão que possuir obrigatoriamente H+ e ele ligado a um átomo muito eletronegativo faz do ácido forte.
Então átomos que tiverem maior capacidade de acomodar o par de elétrons deixado pelo hidrogênio farão da molécula mais ácida.
Sendo átomos mais eletronegativos mais capazes, o HF faria da molécula mais ácida que uma que possuir HO, que serão mais ácidas do que com HN, e que ainda com HC.
Os grupos OH, NH, SH, presentes em compostos orgânicos determinarão que eles têm alta acididade, sendo SH o mais ácido.
Teoria de Lewis
Diz que base é toda substância que possui átomos com capacidade de ceder elétrons para formar uma ligação covalente (tem que ser ligação covalente porque se não todo metal seria).
E ácido é toda substância capaz de se ligar covalentemente a esses elétrons soltos em átomos de outras moléculas (bases).
- O H+ então é um ácido de acordo com esse conceito, pois ele precisa e se liga a átomos com um par de elétrons livres.
- O Boro, tem número atômico 5 e é um elemento que tem somente 3 elétrons na última camada.
Ele pode hibridizar seus orbitais nessa sua segunda e última camada ficando com 3 orbitais de hibridização sp2.
Mesmo assim só pode ficar com no máximo 6 elétrons na última camada, não conseguindo completar o octeto.
Então um composto como o BF3 (procura por ainda 2 elétrons para ficar mais estável), sendo um forte ácido de Lewis, que pode se ligar a um par de elétrons livres (aceita mais dois elétrons).
- O Cloreto de Alumínio, AlCl3, é um ácido de Lewis também que possui estrutura parecida com do BF3, pode aceitar um par de elétrons, se ligando a átomos de Cl- e formando AlCl4-.
- O Cloreto de Estanho, SnCl4, também pode fazer isso, pode aceitar pares de elétrons, sendo então um ácido de Lewis.
Mesmo com o octeto completo, pode aceitar até mais dois ânions Cl-, aceitando no total mais dois pares de elétrons, formando SnCl6^2-.
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