O conceito de ácidos e bases traz à superfície da minha consciência uma onda de memórias adolescentes. Penso em lâminas de laboratório, papéis de lâminas, fumaças pungentes que surgem de vasos de formas estranhas … e minhas notas pobres.Os casacos de laboratório não são apenas recomendados, porque isso é o que o legal garoto forense estereotipado usa em todas as investigações criminais mostram. São recomendados os casacos, juntamente com a engrenagem ocular de proteção, porque nos protegem contra derramamentos prejudiciais de ácidos, bases, sais ou qualquer outro produto químico potencialmente nocivo.
Considere os ácidos que podem penetrar a roupa e queimar a pele. O casaco de algodão absorve-o, sacrificando-se de forma valente para proteger nossa carne e, o mais importante, minha camisa favorita de Calvin Klein.
No entanto, ainda tenho que testemunhar o visual absurdo da minha mãe vestindo um bata de laboratório e óculos de proteção, adicionando cuidadosamente vinagre à minha salada. Que badass! Ela está sendo negligente ou irresponsável? Bem não. Ela sabe, espero, cientificamente, e não empiricamente, que o vinagre não é um ácido forte .
O que torna um ácido forte? Nesse caso, o que faz um ácido, um “ácido”?
O que são ácidos fortes?
Os ácidos são compostos iónicos que reagem com uma solução para produzir íons de hidrogênio (H +). Uma maneira mais concisa de descrever um ácido é uma entidade que dona prontamente um próton. Um átomo de hidrogênio ionizado, um átomo sem um elétron, é apenas um próton. Do outro lado do espectro, as bases são entidades que aceitam prontamente esse próton.
Pode-se traçar um paralelo com os participantes de Pass the Parcel.
Se os ácidos são os participantes, então um ácido fraco é um participante que hesita, ou é ineficiente quando se trata de passar o pacote ou doar um próton. Um ácido forte, por outro lado, é o que está sempre nos seus dedos e é altamente eficiente quando se trata de doar prótons.
Portanto, quanto maior a concentração de íons H + em uma solução, mais ácido é o ácido.
Medindo a acidez objetivamente
Na verdade, é assim que a acidez é medida objetivamente, com a ajuda de uma escala de pH. A escala varia de 1-14, onde 1 representa um ácido muito forte, 7 uma solução neutra e 14 uma base muito forte.
Uma escala de pH é uma escala logarítmica. Demora o registro negativo (designado por p) da concentração de íons H + (o H em pH). Se, de alguma forma, a concentração de íons de hidrogênio diminuísse, o pH aumentaria, à medida que a basicidade ascenderia.
No entanto, não é simplesmente a concentração, mas também a atividade desses íons. O efeito desses íons depende de muitos fatores e a concentração é apenas um deles. Dito isto, por simplicidade, vamos continuar com a noção de concentração.
Pode-se adquirir uma medida de acidez dissolvendo um ácido em uma solução de água. Os cúmulos H + não podem ser encontrados vagando livremente; eles reagem com moléculas de água (H2O) para produzir íons hidronium (H3O +) e íons hidróxido (OH-).
Portanto, uma maior concentração de íons H3O + na água sinaliza a presença de um ácido forte. O íon residual privado de um íon de próton ou H + é uma base. Assim, em certo sentido, ácidos e bases existem naturalmente em pares. Uma representação geral da reação entre a água e um ácido pode ser ilustrada por esta expressão.
Outro método para encontrar a acidez relativa das soluções é encontrar a constante de Equilíbrio de Dispersão Ácida, denotada por ‘Ka’.
Referindo-se à equação acima, podemos encontrar a magnitude de Ka com:
[H3O +] e [A-] representam as concentrações de íons hidronium e a base separada em moles por litro. Enquanto [HA] é a concentração de moléculas que foram taciturnas e não contribuiu com nenhum íon H +.
Para um ácido forte, o produto no numerador tem um valor maior em relação à quantidade abaixo, no denominador, como um ácido forte catalisaria a divisão rapidamente e produziria mais ions, deixando menos moléculas de HA para trás. Conseqüentemente, o valor de Ka para um ácido forte será maior que 1.
Para um ácido fraco, pelo contrário, o produto no numerador tem um valor menor em relação ao denominador, pois é altamente incompetente na produção de íons H +. Consequentemente, o valor de Ka para um ácido fraco será inferior a 1.
Desta forma, o valor de Ka determina a força de um ácido de forma absoluta.
Quais são alguns ácidos fortes comuns?
Ácido clorídrico (HCl → H + + Cl-)
O ácido clorídrico é um ácido mineral incolor, transparente, corrosivo e muito forte. Muitas vezes, é referido como ácido “muriático” e você pode estar familiarizado com a utilização de tijolos ou concreto.
O ácido clorídrico, um composto iónico formado com hidrogênio e cloro, é um ácido muito forte com um nível de pH, dependendo da concentração, vacilando entre -1 e 1. É quase completamente dissociado na água e seu valor é muito grande, cerca de 1,3 × 10 ^ 6.
O ácido clorídrico também adquiriu a reputação de ser um excelente agente oxidante.
Apesar da sua força, surpreendentemente, o HCl constitui a maioria do nosso ácido estomacal (gástrico)! Ele nos protege de microorganismos, infecções e é muito importante para a digestão. A camada de muco protege o estômago do próprio ácido. Uma falha na secreção de muco resulta em úlceras ou azia.
O HCl é altamente corrosivo e, quando entra em contato, pode queimar nossos tecidos sem remorso. Pode danificar os pulmões, os olhos e a pele de forma irreversível. Por esse motivo, sempre deve ser manuseado com luvas de látex e roupas protetoras resistentes a produtos químicos.
Ácido Nítrico (HNO3 → H + + NO3-)
O ácido nítrico é um ácido mineral incolor e altamente corrosivo. O ácido nítrico é usado de forma prominente para a nitração – adicionando um grupo nitrato a uma molécula, tipicamente um composto orgânico. Semelhante ao HCl, seu valor de pH é próximo de -1 e se dissocia quase completamente em uma solução de água, tornando o valor de Ka grande também – 2,4 × 10.
Sendo um agente oxidante extremamente bom, reage de forma explosiva com não-metais e matéria orgânica. A nitração de compostos orgânicos com ácido nítrico é um método proeminente para produzir explosivos, como o trinitrotolueno (TNT). Também é usado para limpeza de bolachas de silício ou remoção de impurezas de aço inoxidável.
Por razões de segurança, o ácido nítrico é estritamente recomendado para manter-se afastado de bases e orgânicos, devido à sua capacidade. Derramamentos na pele podem causar queimaduras químicas graves e imediatamente decompor a carne e os tecidos. Como remédio, uma grande quantidade de água pode ser administrada ao local de uma queimadura para “neutralizar” este ácido.
Ácido sulfúrico (H2SO4 → 2H + + SO4 ^ -2)
Outro favorito do ensino médio, o ácido sulfúrico é um ácido mineral incolor, oleoso, forte e corrosivo que reage exotérmicamente com água. Sabe-se que cante madeira ou matéria orgânica, mas é improvável que cause um incêndio.
Como seus primos, o ácido sulfúrico tem um pH de cerca de 1. Seu valor de Ka é 1,0 × 10 ^ 3. O ácido sulfúrico é tão perigoso que não só causa queimaduras primárias por hidrólise, mas também queimaduras secundárias por desidratação. Pode levar à cegueira se entrar em contato com os olhos e com a garganta irreversível e com o dano pulmonar se engolido.
Historicamente, o ácido sulfúrico foi identificado pelo nome de “óleo de vitriol”.
O ácido mais forte do mundo
O ácido fluoroantimônico é o ácido mais forte do mundo, orgulhosamente parado no pedestal ligeiramente acima do carborane. No entanto, ainda há um debate em curso sobre se Carborane é o mais forte de todos. Estes ácidos são tão fortes que nem sequer são considerados ácidos convencionais; eles são rotulados como superácidos.
O ácido fluoroantimônico tem um pH incompreensível de -31,3. É 1 bilhão bilhões de bilhões de vezes mais potente que o ácido gástrico! Não pode ser armazenado em garrafas porque – como o Taz no Looney Tunes -, iria comer gradualmente através do recipiente.
A medida da sua força é tal que, quando em contato com uma mão, dissolveria a carne e os ossos sem qualquer hesitação. É armazenado em cisternas feitas de Teflon. Ser o vínculo único mais forte em toda a química orgânica tem vantagens – O Teflon é imune aos superácidos.
O Teflon também nos permite fritar o frango de forma mais eficaz, mas principalmente, sim, nós adoramos porque isso nos protege de superácidos dissolvendo a carne e osso.