Qual a diferença entre um ácido é uma base quanto ao processo que sofrem em água?

Ao realizar algumas experiências na Universidade de Uppsala (Suécia), o cientista Arrhenius descobriu que algumas substâncias sofrem ionização no meio aquoso e outras não. Isso significa que alguns compostos, como por exemplo, os iônicos, geram íons (partículas carregadas) quando dissolvidos na água. Isso faz com que essa solução iônica conduza corrente elétrica.

Já com outros compostos não ocorre o mesmo. O açúcar, por exemplo, é um composto molecular de fórmula: C12H22O11 e ao ser dissolvido na água não origina íons. Torna-se, então, uma solução molecular, que não conduz eletricidade.

No entanto, Arrhenius não concluiu que todas as substâncias moleculares não podem sofrer dissociação iônica, pois em um de seus experimentos ele viu que o HCl, que é um composto molecular, reage com a água formando íons positivos e negativos, conforme mostrado abaixo.

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Quando há íons na solução aquosa, ocorre a passagem de corrente elétrica

Observando esses seus experimentos, que foram cuidadosamente repetidos e analisados, Arrhenius concluiu que algumas características se repetiam em alguns compostos e elaborou as seguintes definições para os ácidos, bases e sais:

Definição de ácido de Arrhenius: Ácidos são compostos que em solução aquosa se ionizam, produzindo como íon positivo apenas o cátion hidrogênio (H+).

Exemplo: HNO3  → H+ + NO3-

Definição de base de Arrhenius: Bases são compostos que em solução aquosa sofrem dissociação iônica, liberando como único íon negativo o ânion hidróxido (OH-), ou oxidrila ou hidroxila.

Exemplo: NaOH → Na+  +  OH-

Definição de sal de Arrhenius: Sais são compostos iônicos que possuem, pelo menos, um cátion diferente de H+ e um ânion diferente de OH-.

Exemplo: NaCl (sal de cozinha) → Na+  + Cl-

Define-se constante de ionização de ácidos e bases a relação entre o produto das concentrações dos íons e a concentração do ácido ou da base que formou esses íons quando estabelecem um equilíbrio iônico com a água.

Sempre que um ácido é adicionado à água, passa pelo processo de ionização (formação de íons), enquanto a base passa pelo processo da dissociação (liberação de íons). Ambos os processos (ionização e dissociação) estabelecem um equilíbrio Iônico com a água, ou seja, ao mesmo tempo que o ácido produz íons, os íons voltam a se unir e formar o ácido, e o mesmo ocorre com as bases.

As equações a seguir mostram o equilíbrio iônico estabelecido entre ácido ou base com a água:

Vale ressaltar que nem todo ácido produz a mesma quantidade de íons e nem toda base libera a mesma quantidade de íons. A quantidade de íons produzidos ou liberados depende da força do ácido ou da força da base, fatores que podem ser determinados a partir do conhecimento das suas constantes de ionização.

Siglas utilizadas para a constante de ionização de ácidos e bases

As siglas que podem ser utilizadas para representar a constante de ionização de ácidos e bases são:

• Ki = sigla que pode ser utilizada para um ácido ou uma base em equilíbrio;

• Ka = sigla utilizada quando um ácido estiver sendo utilizado no equilíbrio;

• Kb = sigla utilizada quando uma base estiver sendo utilizada no equilíbrio;

• Kd = sigla que pode ser utilizada para um ácido ou uma base em equilíbrio;

Constante de ionização de ácidos

Quando um ácido (HX) é adicionado à água, sofre o chamado fenômeno da ionização, no qual o ácido forma um cátion hidrônio (H+ ou H3O+) e um ânion qualquer (X-, que deve ser diferente de OH-), como observado na equação a seguir:

Para montar a constante de ionização desse equilíbrio, basta multiplicar as concentrações molares dos íons do produto e dividir pela concentração molar do ácido, como na expressão a seguir:

Ki = [H+].[X-] 
       [HX]

OBS.: a água não participa da expressão do Ki porque, para que a ionização aconteça, ela deve estar presente, ou seja, é uma constante.

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Exemplo: constante de ionização do ácido sulfúrico (H2SO4)

A partir da equação de ionização do ácido sulfúrico, podemos montar a expressão que representa a sua constante de ionização:

Ki = [H3O+]2.[SO4-2]
        [H2SO4]

OBS.: a concentração do H3O+ está elevada ao quadrado porque na equação temos 2 mol desse cátion.

Constante de ionização de bases

Quando uma base (YOH) é adicionada à água, sofre o chamado fenômeno da dissociação, liberando um cátion qualquer (Y+, diferente de H+ ou H3O+) e um ânion hidróxido (OH-), como observado na equação abaixo:

Para montar a constante de dissociação desse equilíbrio, basta multiplicar as concentrações molares dos íons do produto e dividir pela concentração molar da base, como na expressão abaixo:

Ki = [Y+].[OH-] 
       [YOH]

OBS.: a água não participa da expressão de Ki porque para que, a dissociação aconteça, ela deve estar presente, ou seja, é uma constante.

Exemplo: constante de ionização do hidróxido de alumínio [Al(OH)3]

A partir da equação de dissociação do hidróxido de alumínio, podemos montar a expressão que representa a sua constante de ionização:

Ki = [Al3+].[OH-]3
      [Al(OH)3]

OBS.: a concentração do OH- está elevada ao cubo porque na equação temos 3 mol desse ânion.

Interpretação do valor da constante de ionização de ácidos e bases

A partir do valor da constante de ionização de ácidos ou bases, podemos ter uma noção se foram produzidos ou liberados muitos íons em um meio. Para isso, a Química adota 10-5 como valor referencial para a constante de ionização de ácidos e bases.

• Ácido que produz muitos íons é denominado de ácido forte (Ki >10-5 ). Já o ácido que produz poucos íons é denominado de ácido fraco (Ki <10-5);

• Base que libera muitos íons é denominada de base forte (Ki >10-5). Já a base que libera poucos íons é denominada de fraca (Ki <10-5).

Qual a diferença entre um ácido é uma base?

Qual é a diferença entre ácido é base Brainly?

Qual a relação entre um ácido é uma base?