Como saber se uma substância é ácida ou básica

Os ácidos são substâncias que liberam íons positivos de hidrogênio ou prótons (cátions ou ânions) numa solução aquosa; por esse motivo, são conhecidos como “doadores de prótons”.

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Além disso, os ácidos reagem com as bases, formando sais e água numa reação que se chama “reação de neutralização”.

História dos Ácidos

Desde o tempo dos alquimistas, os ácidos intrigavam muitas pessoas, na medida em que possuíam propriedades peculiares quando dissolvidos em água, por exemplo seu gosto azedo e reações diante de certos metais.

Todavia, o químico sueco Svante Arrhenius (1859-1927) no século XIX, define que os ácidos são compostos que, dissolvidos em água, liberam íons hidrogênio formulando, assim, a conhecida “Teoria de Arrhenius”.

No entanto, sua definição deixou lacunas, visto que limitou-se às reações ácido-base em soluções aquosas. Foi quando o físico-químico dinamarquês Johannes Nicolaus Brönsted (1879-1947) e o inglês Thomas Martin Lowry (1874-1936) elaboraram uma nova teoria ácido-base denominada de “Teoria Protônica” (Teoria ácido-base de Brönsted-Lowry)

Segundo essa teoria, os ácidos correspondem a toda substância íon ou molécula que possui a tendência de doar prótons (íons H+).

Por outro lado, as bases caracterizam as substâncias químicas com tendência para receber prótons (íons H+). Mais tarde o químico estadunidense Gilbert Newton Lewis (1875-1946) definiu que nas ligações químicas os ácidos são substâncias que recebem pares de elétrons, enquanto as bases cedem esses pares eletrônicos.

Características dos Ácidos

Incolor
Odor forte e asfixiante
Sabor azedo, ácido ou amargo
pH inferior a 7
Estado físico: líquido
Baixo ponto de fusão e ebulição
Conduzem eletricidade em meio aquoso
Reagem com metais (ferro, magnésio, zinco)

Potencial Hidrogênio Iônico (pH)

O pH ou potencial hidrogeniônico é uma escala de 0 a 14 que determina se a solução é ácida ou básica. Nesse sentido, as substâncias que variam entre pH 0 e pH 7 são consideradas ácidos, enquanto que as substâncias que possuem O pH entre 8 e 14 são chamadas de bases. Além disso, as concentrações que possuem Ph 7 determinam um pH neutro.

Assim, para identificar se as substâncias são ácidas ou básicas (alcalinas) utilizam-se os chamados “Indicadores”, que alteram a cor de certas substâncias, ou seja, eles têm a propriedades de mudar de cor conforme o caráter ácido ou básico das soluções. Exemplos mais conhecidos de Indicadores de ácidos e bases são: o tornassol e a fenolftaleína.

Tipos de Ácidos

Os ácidos são classificados em orgânicos e inorgânicos:

Orgânicos: substâncias que fazem parte da nossa alimentação como o ácido cítrico (laranja, limão, acerola), ácido málico (maçã), ácido tartárico (uva), ácido acético (vinagre), ácido carbônico (bebidas gaseificadas), dentre outros.
Inorgânicos: Os ácidos inorgânicos fazem parte do rol de substâncias impróprias para o consumo humano como os ácidos perigosos: ácido sulfúrico (H2SO4), ácido cianídrico (HCN), ácido clorídrico (HCl), ácido fluorídrico (HF), ácido nítrico (HNO3).

Exemplos de Ácidos

Ácido acético (CH3 - COOH)
Ácido sulfúrico (H2SO4)
Ácido clorídrico (HCl)
Ácido fluorídrico (HF)
Ácido nítrico (HNO3)
Ácido fosfórico (H3PO4)
Ácido carbônico (H2CO3)

Curiosidade

A palavra “ácido” vem do latim “acidus” que significa azedo.

Saiba mais sobre Química Inorgânica, leia:

Ácidos e Bases
Óxidos
Sais

Para questões de vestibulares sobre ácidos, com resolução comentada, veja também: exercícios sobre funções inorgânicas.

Dentro da química inorgânica nós iremos separar as substâncias em quatro grupos. Os sais, óxidos, ácidos e bases. Focaremos em entender os ácidos e bases.

Ácido e base são dois exemplos de funções inorgânicas. Nós iremos diferenciar essas substâncias de acordo com o que ela irá liberar em água. Um ácido será toda espécie química que sobre ionização liberando como único cátion o H+ em meio aquoso. Já as bases, sofrem dissociação liberando como único ânion o OH-.

Essas definições para ácido e base foram dadas pelo cientista chamado de Arrhenius em 1884. Fazer essa separação das substâncias é fundamental para prever e explicar certos acontecimentos. Vamos aprender nesse texto as definições, classificações, diferenças e como nomear cada uma delas.

1. Definição de ácido

As definições de ácido e base foram propostas pelo cientista chamado de Arrhenius. Segundo Arrhenius, ácido é toda substância que sofre ionização liberando como único cátion o H+. Perceba que, essa definição é limitada para o meio aquoso. Então para verificarmos se uma substância é ácida segundo Arrhenius, basta adicionar ela em água e verificar se foi liberado apenas H+ para o meio.

Exemplo:

IMPORTANTE!!!

Nós podemos representar o H3O+ apenas por H+.
Nós falamos ionização porque os ácidos realizam ligação covalente (compartilhamento de elétrons).

Podemos observar que nas duas rações, o único cátion que a gente tem é o H3O+ (H+). Sendo assim, podemos classificar o HCl como ácido.

Exemplos:

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2. Definição de base

Segundo Arrhenius, base é toda espécie que sobre dissociação liberando como único ânion a hidroxila (OH-). No caso das bases, a ligação química aqui é a ligação iônica. Por isso falamos que eles sofrem dissociação.

Exemplos:

IMPORTANTE!!!

Uma base muito importante que tem uma pequena diferença no cátion é o hidróxido de amônio. Que o cátion realiza ligação covalente. Mas ele continua sofrendo dissociação, porque a ligação entre o cátion NH4+ e OH- é iônica.

3. Classificação dos ácidos

Presença de oxigênio

Como o próprio nome já da uma dica. Nós iremos classificar de acordo com a presença de oxigênio no ácido. Caso possua oxigênio, será classificado como oxiácido e se não possuir oxigênio será chamado de hidrácido.

Exemplo de oxiácido:

H2SO4, H3PO4,H4SiO4.

Exemplo de Hidrácido:

HCl, HBr, HF.

Quantidade de hidrogênios ionizáveis

O próprio nome da classificação já da uma dica. Nós iremos ver quantos hidrogênios o ácido libera em água.

1 H+ → Monoácido Ex: HBr

2 H+ → Diácido Ex: H2SO4

3 H+ → Triácido Ex: H3PO4

4 H+ → Tetrácido Ex: H4SiO4

IMPORTANTE!!!

A maioria dos ácidos você consegue classificar apenas olhando a quantidade de hidrogênios na fórmula molecular. Mas temos algumas exceções. As exceções vão se os ácidos formados por P, As e Sb com fórmulas:

H3XO3 - são diácidos

H2XO3 - são monoácidos

Força dos ácidos

A força de um ácido vai determinar quanto de H+ o ácido é capaz de liberar. Quanto mais forte, mais facilmente esse H+ é liberado. Sendo assim, o meio ficará mais ácido.

Temos duas formas de determinar a força de um ácido. A primeira delas é verificando o grau de ionização. O grau de ionização é dado pela razão entre a concentração de H+ e a concentração iniciações ácido.

Caso esse α será maior que 50% o ácido é forte. Quando for menor que 5% é fraco. E caso esteja entre 5% e 50%, ele será classificado como moderado.

Caso a gente não consiga calcular o grau de ionização, nós podemos fazer da seguinte forma:

Se o ácido for um hidrácido, o HCl, HBr e HI são fortes. Já o HF é moderado e os demais são fracos.

Já no caso dos oxiácidos, nós iremos fazer uma conta bem simples. Basta ver quantos oxigênios a gente tem na fórmula molecular e diminuir da quantidade de hidrogênio. Caso essa conta seja menor que 1 o ácido é fraco, casos seja igual a 1 é moderado e se for maior que 1, será forte.

Exemplo:

H2SO4 🡪 4 – 2 = 2, logo o ácido é forte

H3PO4 🡪 4 – 3 = 1, logo o ácido é moderado

HCN 🡪 1 – 1 = 0, logo o ácido é fraco

IMPORTANTE!!!

O H2CO3 é uma exceção. A conta da 1. Porém esse ácido é fraco.

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4. Classificação das bases

A classificação das bases é muito parecida com a dos ácidos. Claro que irá relacionar com a hidroxila (OH-).

Quantidade de hidroxila

Essa classificação vai dizer quantas hidroxilas a base libera quando adicionada em água.

1 OH- → Monobasico Ex: NaOH

2 OH- → Dibase Ex: Ca(OH)2

3 OH- → Tribase Ex: Al(OH)3

4 OH- → Tetrabase Ex: Pb(OH)4

Quanto a solubilidade

Vamos separar as bases em solúveis, parcialmente solúveis e insolúveis.

Solúveis vão ser todas as bases formadas por cátions do grupo 1.

Exemplo: NaOH, KOH, LiOH

Parcialmente solúveis são todas as bases formadas por cátions do grupo 2. Com exceção as bases de berílio e magnésio.

Exemplo: Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2

Insolúveis são as bases formadas por berílio, magnésio e as demais.

Exemplo: Be(OH)2, Mg(OH)2, Fe(OH)2

Quanto a força

No caso das bases, a gente vai separar apenas em fortes e fracas. Nesse caso, as fortes são todas as bases formadas por metais do grupo 1 e grupo 2. Com exceção das bases formadas pelo berílio e magnésio, que são fracas junto com as demais.

Exemplos de bases fortes:

NaOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2

Exemplos de bases fracas:

Be(OH)2, Mg(OH)2, NH4OH

5. Regras de nomenclatura para bases e ácidos

Além de tudo que vimos até agora, é fundamental conseguirmos nomear esses compostos. Vamos ver as regras para nomear ácidos e bases.

Bases

Para as bases nós iremos seguir a seguinte regra:

Hidróxido de ___________________
                nome do cátion

Caso o cátion possua NOX fixo, basta indicar qual é o elemento.

Exemplo:

NaOH 🡪 Hidróxido de Sódio

Al(OH)3 🡪 Hidróxido de Alumínio

Para bases formadas por elementos que não apresentam NOX fixo, nós iremos indicar o NOX em algarismos romanos.

Exemplo:

Fe(OH)2 🡪 Hidróxido de Ferro II

Fe(OH)3 🡪 Hidróxido de Ferro III

Ácidos

Para os ácidos, teremos duas regras. Se o ácido for um hidrácido, basta seguir a seguinte regra:

Ácido ______________ + ídrico
      nome do ânion

Exemplos:

HCl 🡪 Ácido Clorídrico

HF 🡪 Ácido Fluorídrico

HBr 🡪 Ácido Bromídrico

Caso seja um oxiácido, precisaremos analisar o NOX do átomo central. E analisar pela seguinte tabela.

NOX*	Prefixo	Sufixo
+1 ou +2	Hipo	oso
+3 ou +4	-	Oso
+5 ou +6	-	ico
+7	per	ico
*NOX do elemento central

A regra fica como:

Ácido ________ + ____________________ + _________
      prefixo    nome do átomo central   sufixo

Exemplos:

H2SO4 🡪 NOX do S é +6. Sendo assim, o nome será: Ácido Sulfúrico

HClO4 🡪 NOX do Cl é +7. Sendo assim, o nome será: Ácido Perclórico

IMPORTANTE!!!

Alguns ácidos não iram seguir essa tabelinha. Quando o ácido for formado pelos átomos C+4, Si+4 e B+3, o prefixo será ICO.

Exemplo:

H2CO3 🡪 Mesmo o NOX do carbono sendo +4, o nome será: Ácido Carbônico.

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Assista também 👉 Ácidos e Bases em Química Orgânica Parte 1 - Extensivo Química

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Como identificar se uma substância é ácida ou básica?

Qualquer substância com um valor de pH entre 0 até 7 é considerada ácida, enquanto um valor de pH de 7 a 14 é uma base. Quanto mais inferior à 7,0 o ácido for, mais forte ele é. Nas bases, quanto mais alto o valor do pH, mais forte ela será.

Como saber se o pH é ácido ou base?

O pH é a unidade de medida que descreve esse grau de acidez ou alcalinidade, medida numa escala de 0 a 14. Qualquer pH inferior a 7 é considerado ácido e qualquer pH acima de 7 é considerado básico, ou alcalino. Um pH de 7 é neutro, que não é nem ácido ou básico.

Como podemos identificar a propriedade de uma solução ácida ou básica?

Os indicadores ácido-base são substâncias naturais ou sintéticas que têm a propriedade de mudarem de cor em função do pH do meio. O pH é o potencial hidrogeniônico, ou seja, refere-se à concentração de íons [H⁺] ( ou H₃O⁺) em uma solução. Quanto maior a quantidade desses íons, mais ácida é a solução.