Esquema: Par conjugado ácido-base: 1.Conceito de Arrhenius. Observações

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CONCEITOS MODERNOS DE ÁCIDO E BASE

1.Conceito de Arrhenius

Ácido

É toda espécie que em solução aquosa se ioniza liberando como cátion o íon hidrônio(H3O⁺).

Observe a ionização do HCl em água de forma simplificada:

HCl → H⁺(aq) + Cl^-(aq)

Como íons H⁺ têm carência eletrônica, os mesmos em ambiente aquoso recebem pares eletrônicos dos oxigênios da água, originando íons hidrônios(H3O⁺):

H⁺ + H2O  H₃O⁺

Assim, a correta ionização de um ácido em água é melhor escrita considerando a interação entre cada hidrogênio ionizável com uma molécula de água, formando íon hidrônio.

HCl + H2O  H3O⁺ + Cl^- H2SO4 + 2H2O  2H₃O⁺ + SO4

2-

H₃PO₃ + 2H₂O  2H₃O⁺ + HPO₃^2-

Base

Substância que em água se dissocia liberando como ânion o íon hidroxila ou oxidrila (OH^-).

NaOH  Na⁺_(aq) + OH^-(aq) Ca(OH)₂  Ca²⁺_(aq) + 2OH^-_(aq)

2. Conceito de Brönsted-Lowry( Teoria Protônica)

Ácido:

Espécie capaz de doar H⁺

Base:

Espécie capaz de receber H⁺

Pares conjugados ácido-base:

 HCl / Cl^-

 H2O / H2O⁺

Par conjugado ácido-base:

Espécies que diferem entre si pela presença ou ausência de um H⁺.

Observações

1.

Se o ácido é forte, sua base conjugada é fraca.

Se o ácido é fraco, sua base conjugada é forte

2.

Algumas substâncias podem ter caráter anfiprótico, como por exemplo, a água, dependendo da reação que estiver participando

.

Pares conjugado ácido-base:

NH4+

/ NH3

H2O / OH^-

3. Conceito de Lewis

Ácido:

toda espécie capaz de receber par eletrônico por ligações dativas.

Cátions metálicos, espécies com octetos incompletos.

Ex: Ca²⁺, Cu²⁺, Na⁺, AlCl3 , BF3

Base:

Toda espécie capaz de doar par eletrônico por ligação dativa:

Ânions e substâncias com elemento central com par eletrônico livre.

Ex: F^-, Cl^-, SO4

2-, NH3, PH3, H2O, H3C – NH2

HCl + H

₂

O  H

₃

O

⁺

+ Cl

^-

Ácido Base Ácido Base

H

⁺

H

⁺

NH

₃

+ H

₂

O  NH

₄⁺_(aq)

+ OH

^-_(aq)

Base Ácido Ácido Base

H

⁺

H

⁺

Esquema:

Pratique Química! Conceitos Modernos Ácido-base

2 Observação:

O conceito de Lewis engloba o conceito de Bronsted-Lowry, enquanto este último engloba o conceito de Arrhenius.

Pode-se afirmar, por exemplo, que todo ácido de Arrhenius é ácido de Brönsted-Lowry e de Lewis, a recíproca não é verdadeira.

Aplicação

1

.(UPE-Química 1- 2004) I II

0 0 O desmatamento de florestas por

queimadas e a decomposição dos dejetos orgânicos contribuem para a intensificação do “efeito estufa”.

1 1 O diamante e o enxofre rômbico, que são variedades alotrópicas do carbono e enxofre respectivamente, têm entalpias nulas a 25ºC e 1 atm.

2 2 Em meio aquoso, o íon sulfato tem comportamento químico de uma base de Brönsted – Lowry, não sendo considerado anfiprótico.

3 3 As substâncias anfipróticas são, exclusivamente, moléculas que se comportam quimicamente como ácido ou como base de Brönsted – Lowry.

4 4 Em meio aquoso, o íon cianeto é uma base mais forte que o íon acetato, pois o ácido acético (ka = 1,8x10^-5) é mais forte que o ácido cianídrico ( ka = 5,0x10^-10 ).

2. (COVEST) Na reação BF3 + F^--  BF₄^-, o fluoreto de boro funciona como:

a) Base de Lewis b) Conjugado do ácido c) Ácido de Lewis d) Conjugado da base

e) Não é ácido nem base de Lewis

3. (UPE) O cátion hexamin-cobalto III, ([Co(NH3)6]³⁺) se forma quando moléculas de amônia reagem com o cátion cobalto. Em relação à formação do íon,

podemos concluir que:

a) O cátion cobalto funciona como uma base de Brönsted-Lowry.

b) Três entre as seis moléculas de amônia funcionam como ácido de Lewis.

c) O cátion cobalto funciona como uma base de Lewis.

d) O NH3 funciona quimicamente como uma base de Lewis

e) O cátion cobalto de carga 3+, funciona como um ácido de Brönsted-Lowry.

4. No equilíbrio entre o ácido nítrico e o ácido sulfúrico HNO3 + H2SO4  H₂NO3

+ + HSO4 -

O ácido nítrico e o ânion sulfato ácido são:

a) Dois ácidos b) Duas bases

c) Ácido e base, respectivamente d) Base e ácido, respectivamente e) Dois eletrofilos

5. A reação Cu²⁺ + 4NH3  Cu(NH3)42+

corresponde a:

a) Uma reação de neutralização segundo a teoria de Arrhenius.

b) Uma reação de oxidação do cobre.

c) Uma reação de neutralização segundo a teoria de Lewis

d) Uma reação de redução do cobre e) Uma reação de oxidação do nitrogênio 06.(COVEST-UFPE – 2FASE - 2005) Os compostos podem apresentar caráter ácido, básico ou ambos (anfótero). A partir dos conceitos ácido-base de Arrhenius, Brönsted-Lowry e Lewis, podemos dizer que:

I II

0 0 A água pode ser considerada uma

substância anfótera, segundo o conceito de Brönsted- Lowry.

1 1 Os aminoácidos são compostos orgânicos que podem ser considerados anfóteros, segundo o conceito de Lewis.

2 2 O Al(OH)3 é uma base, segundo o conceito de Brönsted-Lowry.

3 3 Sabendo que o Al(OH)3 reage com excesso de OH^-, gerando o Al(OH)^{4 -}, segundo o conceito de Lewis, o Al(OH)3 também pode ser considerado um ácido.

4 4 A reação de NH3 com HCl, em fase gasosa, produzindo NH4Cl pode ser explicada pelos conceitos de ácido e base de Arrhenius.

Lewis

Bronsted-Lowry

Arrhenius

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PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS

( ) massa molar : ( ) T.F. e T.E.

( ) interações : ( ) T.F. e T.E.

PROPRIEDADES FÍSICAS E QUÍMICAS DOS HIDROCARBONETOS

 Os hidrocarbonetos são apolares

 Fracas interações intermoleculares.

 Baixos P.F e P.E.

 Insolúveis em água.

 Menos densos que a água

 Combustíveis:

C_xH_y + O₂  CO2(g) + H2O C. Completa CO(g) + H2O C. Incompleta C(s) + H2O C. Incompleta

Perceba que quanto maior o excesso de oxigênio, mais a combustão tende a ser completa.

Dependêcia da T.E. e T.F.

T.E. CH4 < T.E. C2H6 < T.E. C3H8 ...

Assim, quanto maiores as massas molares, maiores as temperaturas de fusão e ebulição.

Para hidrocarbonetos de mesma massa molar, o mais ramificado terá menor T.E..

Comparando T.F. e T.E. de compostos de mesma massa molar e funções químicas

diferentes

( ) interações : ( ) T.F. e T.E.

H3C – CH2 – OH e H3C – O – CH3

Álcool forma pontes de hidrogênio. Possui maior temperatura de fusão do que o éter correspondente.

Solubilidade de compostos orgânicos em água

Radicais: diminuem a solubilidade em água H – O e H – N: aumentam solubilidade em água

Acidez dos compostos orgânicos

Álcoois < água < Fenóis < Ácidos Carboxílicos

Acidez dos ácidos carboxílicos

 Monoácido < diácido

 Grupos que aumentam a acidez( efeito –Is)

- NO2, - F , - Cl, - Br, - I , - OH, fenil

 Drupos que diminuem a acidez( efeito +Is) - CH3 , - CH2 – CH3 , - CH2 – CH2 – CH3

Basicidade na Química Orgânica

Aminas:

Aromática < Terciária < NH

3

< Primária < Secundária

1. (ITA-95) Assinale a alternativa que contém a afirmação FALSA em relação a comparação das propriedades do 1- propanol com o 1-butanol.

a) A temperatura de ebulição do 1-butanol é maior.

b) Na mesma temperatura, a pressão de vapor do 1- propanol é maior.

c) Nas mesmas condições de operação, a volatilidade do 1- butanol é maior.

d) O 1-propanol é mais solúvel em água.

e) O 1-butanol é mais solúvel em n-hexano.

2 (ITA-95) Qual das opções a seguir contém a afirmação FALSA, considerando condições ambientes?

P.F e P.E

P.F e P.E

Dependem de

Massa molar

Interações Intermoleculares

H3C – CH2 – CH2 – CH2 - OH

Parte apolar Hidrófoba

Parte polar Hidrófila

Pratique Química! Conceitos Modernos Ácido-base

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a) H3C - OH é um líquido incolor, inflamável e miscível em qualquer proporção com água.

b) solução de fenol (C6H5OH) em água é ácida.

c) Glicerina tem 3 grupos - OH mas suas soluções aquosas não são alcalinas.

d) H3CCOOH pode ser obtido pela fermentação aeróbica de vinhos.

e) Cl - OH é uma espécie química que tem caráter básico e está presente em soluções de gás cloro em água.

3. (ITA-98) Nas condições ambientes, misturam-se 100mL de n-hexano (C6H14) com 100mL de n-heptano (C7H16).

Considere as seguintes afirmações em relação ao que irá ocorrer:

I. Formação de uma mistura bifásica.

II. Produção de um polímero com fórmula mínima C13H30. III. Formação de uma mistura homogênea de vários hidrocarbonetos com cadeias menores.

IV. Produção de um polímero com fórmula mínima C13H28 e liberação de H2 gasoso.

V. Produção de efeito térmico comparável àquele produzido na formação de 100mL de C6H14 a partir de H2(g) e C (grafite).

Qual das opções a seguir contém apenas a(s) afirmação(ções) CORRETA(S)?

a) I.

b) I, IV e V.

c) II.

d) III e V.

e) Nenhuma das afirmações está correta.

4. (ITA-99) Considere os seguintes álcoois:

I. Etanol II. n-Propanol III. n-Butanol IV. n-Pentanol V. n-Hexanol

Assinale a opção CORRETA em relação a comparação das solubilidades em água, a 25°C, dos seguintes álcoois:

a) Etanol > n-propanol > n-butanol > n-pentanol > n-hexanol.

b) Etanol > n-propanol > n-butanol > n-pentanol > n-hexanol.

c) Etanol > n-propanol > n-butanol > n-pentanol > n-hexanol.

d) Etanol > n-propanol > n-butanol > n-pentanol < n-hexanol.

e) Etanol < n-propanol < n-butanol < n-pentanol < n-hexanol.

5. (Ita-00) A opção que contém a espécie, no estado gasoso, com MAIOR momento de dipolo elétrico é a) o-Fluortolueno.

b) m-Fluortolueno.

c) p-Fluortolueno.

d) Tolueno.

e) p-Xileno.

6. (Ita-01) Considere as afirmações abaixo relativas a hidrocarbonetos normais e saturados na temperatura de 25°C e pressão de 1atm:

I. O estado físico mais estável de hidrocarbonetos contendo de 1 a 4 átomos de carbono é o gasoso.

II. O estado físico mais estável de hidrocarbonetos contendo de 5 a 12 átomos de carbono é o líquido.

III. O estado físico mais estável de hidrocarbonetos contendo de 25 a 50 átomos é o sólido cristalino.

IV. Hidrocarbonetos contendo de 25 a 50 átomos de carbono são classificados como parafina.

V. Hidrocarbonetos contendo de 1000 a 3000 átomos de carbono são classificados como polietileno.

Das afirmações feitas, estão CORRETAS a) apenas I, II, IV e V.

b) apenas I, II e V.

c) apenas III, IV e V.

d) apenas IV e V.

e) todas.

7. (ITA-01) Assinale a alternativa ERRADA relativa à comparação do ponto de ebulição de algumas substâncias orgânicas.

a) A etilamia tem ponto de ebulição maior que o do éter metílico.

b) O n-butanol tem ponto de ebulição maior que o do n- pentano.

c) O éter dimetílico tem ponto de ebulição maior que o do etanol.

d) O etanol tem ponto de ebulição maior que o do etanal.

e) O butanol tem ponto de ebulição maior que o do éter etílico.

8. (Ufes-96) Considere os ácidos I – Cl3C-CO2H

II – CH3-CO2H

III – CH3-CH2-CH2-CO2H IV – HCO2H

A opção que representa corretamente a ordem crescente de acidez é:

a) I, III, IV, II.

b) I, IV, II. III.

c) III, II, IV, I.

d) III, I, II, IV.

e) IV, II, III, I.

9.(UFPE-00) Existem três diferentes diclorobenzenos, C6H4Cl2 dependendo da localização dos átomos de cloro:

Sobre estes compostos pode-se dizer:

I II

0 0 Todos têm o mesmo momento de dipolo, pois sua composição química é a mesma.

1 1 O mais polar é o composto (2).

2 2 O composto (1) é mais solúvel em solventes apolares.

3 3 Os compostos (2) e (3) são polares.

4 4 Nenhum deles é polar porque o anel benzênico é perfeitamente simétrico nos três casos.

10. (UFPE-00) Ácido acético e ácido trifluoroacético apresentam as seguintes fórmulas estruturais

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Ambos os ácidos carboxílicos são solúveis em água. Sobre estes compostos podemos afirmar:

I II

0 0 Os dois ácidos liberam íons em solução aquosa.

1 1 O grau de dissociação iônica do ácido acético é 100%.

2 2 O ácido acético é mais forte que o ácido trifluoroacético.

3 3 O grupo CF3 influencia na acidez do grupo carboxílico.

4 4 O ácido trifluoroacético tem massa molar superior ao ácido acético.

11. (UFPE-03) Ácidos orgânicos são utilizados na indústria química e de alimentos, como conservantes, por exemplo.

Considere os seguintes ácidos orgânicos:

A ordem crescente de acidez destes compostos em água é:

a) I < II < III b) II < I < III c) III < II < I d) II < III < I e) I < III < II

12. (Ufrn-01) Consertando sua bicicleta, um estudante sujou de graxa a camisa. Na aula de Química, procurou saber como limpar aquela mancha. O professor não respondeu diretamente: apenas informou que a graxa lubrificante era uma mistura de hidrocarbonetos alifáticos, cuja solubilidade diminui com o aumento da polaridade do solvente.

Dispondo de acetona (CH3COCH3), álcool comum (CH3CH2OH) e benzina (C3H6), o rapaz verificou que a solubilidade da graxa nessas substâncias crescia na seguinte ordem:

a) acetona, benzina e álcool b) benzina, álcool e acetona c) álcool, acetona e benzina d) álcool, benzina e acetona

13. (Ufsm-02) Relacione as substâncias da coluna A com os valores de Ka na coluna B.

COLUNA A

1 . Ácido 4-nitro-benzóico 2. Ácido benzóico 3. 4-nitro-tolueno 4. Fenol

5. 4-metil-fenol 6. 4-metil-tolueno

COLUNA B (A) 1,3 x 10^-10

(B) 6,5 x 10^-11 (C) 6,3 x 10^-5 (D) 3,8 x 10^-4

A relação correta é a) 1 D, 2C, 4A, 5B.

b) 2B, 1A, 3C, 6D.

c) 4A, 6B, 1C, 5D.

d) 1C, 2D, 3A, 6B.

e) 2B, 1D, 4C, 3A.

14. (Ufv-01) Foi recentemente divulgado (Revista "ISTOÉ", nº 1602 de 14/06/2000) que as lagartixas são capazes de andar pelo teto devido a forças de Van der Waals. Estas forças também são responsáveis pelas diferenças entre as temperaturas de ebulição dos compostos representados a seguir:

Apresentará MAIOR temperatura de ebulição o composto:

a) I b) II c) III d) IV e) V