Ácidos fracos
Por que são os ácidos fracos ou fortes?
Todos os ácidos reagem com a água. Quando perde um próton, ele transfere esse próton para a água. A água age como base quando dissolve o protão. O ácido conjugado é água protonada e é representado como (H3O)+, (H5O2)+, (H2nOn)+, ou apenas como H+(aq). A base conjugada é o ácido menos seu próton.
Um ácido forte é completamente dissociado em água enquanto um ácido fraco está em equilíbrio com sua base conjugada em água. Vejamos a reação de um ácido forte, ácido nítrico ou HNO3, e um ácido mais fraco, ácido nitroso ou HNO2, na água.
Ácido nítrico é um ácido mais forte que o ácido nitroso porque a sua base conjugada é mais estável. O íon NO3- tem carga negativa em excesso espalhada por 3 átomos de oxigênio enquanto a carga negativa em excesso em NO2- está espalhada por 2 átomos de oxigênio.
Uma base conjugada é mais estável quando a carga negativa está sobre um elemento eletronegativo e quando a carga é deslocada sobre vários átomos. Quanto mais estável for a base conjugada, mais forte será o ácido. Uma base conjugada estável não é muito básica. Um ácido muito forte tem uma base conjugada muito fraca e um ácido muito fraco tem uma base conjugada muito forte.
Equilíbrio do Ácido Fraco
Ácido nitroso está em equilíbrio com um próton e a sua base conjugada, NO2-. Como a concentração da água é constante, podemos definir uma constante igual ao produto da concentração da água e a constante de equilíbrio. Esta constante, o Ka é 10-3,29 para HNO2.
Podemos usar o Ka para determinar o pH de uma solução de ácido nitroso. Por exemplo, vamos determinar o pH de uma solução feita de 0,01 mole de HNO2 em 1,0 L de água.
algum do ácido irá dissociar-se em H+ e NO2- mas não sabemos muito w=how. Vamos chamar à concentração molar de prótons solvados x so = x. Isto significa que a concentração de NO2- também deve ser x porque eles se formam em quantidades iguais pela dissociação do ácido. A concentração
É sempre possível resolver para x usando a equação quadrática mas na maioria das vezes podemos resolvê-la usando uma aproximação. Se assumirmos que a extensão da dissociação é pequena, então a concentração de equilíbrio do ácido não muda muito em relação à sua concentração original. Podemos então usar a concentração do ácido original na expressão Ka.
A aproximação é boa neste caso porque obtemos o mesmo valor de pH usando-a como fizemos na equação quadrática.
Reação entre Ácidos Fracos e Bases Fortes
Bases Fortes reagem completamente com bases fracas para formar a base conjugada do ácido fraco. Então haverá um equilíbrio entre o ácido fraco e sua base conjugada na água.
Por exemplo, vejamos a solução formada pela mistura de 0,010 mol HNO2 e 0,004 mol NaOH em 1,0 L de água. Mais uma vez, podemos usar uma aproximação para resolver isto. A aproximação é válida porque a extensão da dissociação será pequena quando já houver algum produto presente.
Ácidos fracos e ácidos fortes
As constantes de dissociação ácida de uma seleção de ácidos estão nas tabelas. Na tabela estão listados os valores pKa.
Os ácidos muito fortes, aqueles que são completamente dissociados em água, são distinguidos pelo exame de seu equilíbrio de dissociação ácida em solventes não aquosos e o pKa para água é estimado. As constantes de equilíbrio para os ácidos mais fracos (pKa >0) são determinadas a partir de medições de pH de soluções.
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