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FORÇA dos ÁCIDOS: Os EQUILÍBRIOS IÔNICOS são equilíbrios químicos envolvendo íons (cátions e ânions) A IONIZAÇÂO dos ácidos e das bases ocorre na forma de equilíbrios iônicos IONIZAÇÃO dos ÁCIDOS : HA + H2O H3O+ + A-; é um sistema reversível que após algum tempo atinge o equilíbrio químico , onde, nos produtos, temos 2 íons- o cátion hidrônio e o ânion A- Observem que o ácido genérico HA é um ácido de Arrhenius pois, em presença de água, libera o cátion hidrogênio (H+) que, em presença de água origina o cátion H3O+ Quanto mais forte for o ácido maior será a concentração dos íons H+ liberados na solução como por exemplo o ácido clorídrico (HCl)que é considerado um ácido FORTE; já o ácido cianídrico (HCN) é considerado um ácido FRACO pois na presença de água, libera pouco hidrogênio ionizáveis Os dois ácidos citados são inorgânicos, mas os ácidos orgânicos (carboxílicos) também se ionizam na água, como por exemplo, o ácido acético (CH3-COOH) presente no vinagre , que é considerado FRACO CRITÉRIOS PARA CLASSIFICAR UM ÁCIDO QUANTO À SUA FORÇA 1º Critério - grau de ionização do ácido (alfa) que corresponde a relação entre o nº de moléculas ionizadas/nº de moléculas solubilizadas: é expresso em porcentagem Ácidos FRACOS apresentam grau de ionização BAIXO, como, por exemplo o HCN, H2CO3, HNO2... CH3-COOH....; ácidos FORTES apresentam ELEVADO grau de ionização, como o HCl, HNO3, H2SO4. 2º Critério - quanto a presença ou não do elemento OXIGÊNIO HIDRÁCIDOS - Não apresentam o elemento OXIGÊNIO - em geral são FRACOS exceto os ácidos halogenídricos (HCl, HBr e HI) que são considerados FORTES. OXIÁCIDOS - apresentam o elemento OXIGÊNIO - fórmula geral HxEzOy: calcular a relação Y - X/Z se esta relação for maior ou igual a 2 , o ácido é FORTE (exemplos - HNO3, H2SO4, HClO3 etc.) se for igual a 1, o ácido é MEDIO ou SEMI FORTE (exemplos - H3PO4, H2SO3...) se esta relação for menor do que 1, o ácido é FRACO (H2CO3, HClO) EXERCÍCIO Para cada um dos ácidos apresentados, indique a sua força: FORTE, MÉDIO ou FRACO H2S, H3P, HClO4, H4P2O7, HMnO4 H2S e H3P - são FRACOS pois são não oxigenados e não fazem parte das exceções HClO4 e HMnO4 são FORTES - pois a variação Y - X/Z é maior do que 2 H4P2O7 é MEDIO pois a variação é igual a 1,5 e entre 1 e 2 pode ser considerado MEDIO 3º Critério - CONSTANTE DE IONIZAÇÃO do ÁCIDO (Ka) - HA + H2O H30+ + A- A constante de equilíbrio (Kc) é calculada a partir do quociente entre as concentrações em mol/L das substâncias que estão do lado direito da equação pela concentração das substâncias que estão à esquerda. Aplicando na equação apresentada temos que Kc = [H3O+] [A-]/[HA] [H2O]: a concentração de H2O praticamente não varia no processo de ionização e, portanto, pode ser deslocada para o lado esquerdo junto ao Kc portanto Kc X [H2O] = [H3O+] [A-]/[HA] . O produto Kc X [H2O] é uma constante indicada por Ka. CONSTATNTE DE IONIZAÇÃO DO ÁCIDO Um ácido é TANTO MAIS FORTE quanto MAIOR for o seu Ka. EXEMPLO: HCN Ka = 4,9 x 10 -10) e CH3 - COOH (Ka= 1,8 x 10-5). QUAL DELES É O MAIS FORTE? CH3COOH Pois o Ka do ácido acético é maior do que o Ka do ácido cianídrico; no entanto ambos são considerados FRACOS - basta verificar pelo 2º critério. O que fizemos foi um comparativo de força entre eles. Observar que a CONSTANTE DE IONIZAÇÃO de um ácido é função da TEMPERATURA , isto é, apresenta valores diferentes a 20, 30, 50 graus Celsius porque a temperatura interfere na quantidade de moléculas que se ionizam. Para ácidos POLIPRÓTICOS - isto é, apresentam 2 ou mais hidrogênios ionizáveis (H+) a ionização ocorre em etapas : cada uma delas apresenta a sua CONSTANTE DE IONIZAÇÃO (Ka) EXEMPLO - H2CO3 + H2O HCO3- + H3O+ Ka 1 HCO3- + H2O H3O+ + CO32- Ka 2 Ka1 = 4,3 x 10-7 ; Ka2 = 5,6 x 10-11 observar que à medida que as etapas se sucedem o ácido vai enfraquecendo pois vai perdendo a sua capacidade de ionização; consequentemente o Ka vai diminuindo.