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Ácidos e bases de Bronted, Resumos de Química Inorgânica

Resumo sobre bases e ácidos, par conjugado de bases .

Tipologia: Resumos

2019

Compartilhado em 22/09/2019

Ceciliadella
Ceciliadella 🇧🇷

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Ácidos e Bases de Bronsted-Lowry
Acidez e basicidade foi primeiramente conceituado por Arrhenius (1884);
Um ácido seria uma espécie capaz de produzir um íon hidrogênio em água.
Entretanto, a teoria de Arrhenius não era ampla o suficiente.
Em 1923 Bronsted e Lowry, propuseram definições diferentes a de Arrhenius:
Um ácido de Bronsted é um doador de prótons e uma base de Bronsted um
receptor de prótons.
Na teoria de Bronsted-Lowry, a propriedade ácida ou básica da substância não
está presa ao solvente.
Ácidos e bases conjugados:
𝐻𝐹 + 𝐻2𝑂 𝐻3𝑂 + + 𝐹
Na reação do HF, ele age como um ácido de Bronsted, enquanto que a água,
atua como base de Bronsted!
Entretanto, o F - , pode agir como uma base e receber um próton do H3O+ :
𝐻3𝑂 + + 𝐹 𝐻𝐹 + 𝐻2O
Logo, neste caso, o F- é chamado de base conjugada do HF e o H3O+ de
ácido conjugado da H2O.
O Efeito Nivelador do Solvente:
Um solvente com uma constante de autoprotólise grande, pode ser usado para
distinguir uma grande variedade de forças ácidas e básicas!
Ou seja, um ácido fraco em água, pode parecer forte em um solvente que seja
um melhor receptor de prótons, e vice-versa.
Primeiramente, é importante lembrarmos que, qualquer ácido mais forte que o
H3O+ (pKa = 7,0), em água irá doar um próton para água formando H3O+ .
Por exemplo, é impossível, em água, determinarmos se o HBr ou o HI são mais
fortes, pois ambos se apresentam como uma solução de H3O+ .
Portanto, dizemos que a água possui um efeito nivelador que rebaixa todos os
ácidos mais fortes para a acidez do H3O.
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Ácidos e Bases de Bronsted-Lowry

Acidez e basicidade foi primeiramente conceituado por Arrhenius (1884);

Um ácido seria uma espécie capaz de produzir um íon hidrogênio em água. Entretanto, a teoria de Arrhenius não era ampla o suficiente.

Em 1923 Bronsted e Lowry, propuseram definições diferentes a de Arrhenius:

  • Um ácido de Bronsted é um doador de prótons e uma base de Bronsted um receptor de prótons.
  • Na teoria de Bronsted-Lowry, a propriedade ácida ou básica da substância não está presa ao solvente.

Ácidos e bases conjugados:

𝐻𝐹 + 𝐻 2 𝑂 𝐻 3 𝑂 + + 𝐹

  • Na reação do HF, ele age como um ácido de Bronsted, enquanto que a água, atua como base de Bronsted!
  • Entretanto, o F - , pode agir como uma base e receber um próton do H3O+ :

𝐻 3 𝑂 + + 𝐹 − → 𝐻𝐹 + 𝐻 2O

  • Logo, neste caso, o F- é chamado de base conjugada do HF e o H3O+ de ácido conjugado da H2O.

O Efeito Nivelador do Solvente:

  • (^) Um solvente com uma constante de autoprotólise grande, pode ser usado para distinguir uma grande variedade de forças ácidas e básicas!
  • Ou seja, um ácido fraco em água, pode parecer forte em um solvente que seja um melhor receptor de prótons, e vice-versa.
  • Primeiramente, é importante lembrarmos que, qualquer ácido mais forte que o H3O+ (pKa = 7,0), em água irá doar um próton para água formando H3O+.
  • Por exemplo, é impossível, em água, determinarmos se o HBr ou o HI são mais fortes, pois ambos se apresentam como uma solução de H3O+.
  • (^) Portanto, dizemos que a água possui um efeito nivelador que rebaixa todos os ácidos mais fortes para a acidez do H3O.

Características do ácidos de Bronsted:

Aquaácido: Próton ácido está ligado a uma molécula de água coordenada a um íon metálico central (átomos centrais em baixos estados de oxidação):

[𝐹𝑒(𝑂𝐻2)6] 3+ + 𝐻 2 𝑂 ⇄ [𝐹𝑒(𝑂𝐻2)5𝑂𝐻] 2+ + 𝐻 3 𝑂 +

Hidroxoácido: Próton ácido está em um grupo hidroxila, sem um grupo oxo vizinho (= O), por exemplo:

Oxoácidos: Neste caso, o próton ácido está num grupo hidoxila com um grupo oxo (= O) ligado ao mesmo átomo

Oxoácidos simples:

  • Formados pelos elementos eletronegativos do lado superior da tabela;
  • Ocorrência de algumas moléculas planas, por exemplo: HNO3 , H2CO3 , B(OH)
  • Os oxoácidos simples, possuem a estrutura planar devido a formação de ligações π das substâncias do segundo período:

Anfoterismo:

  • Óxidos que reagem com ácidos e bases.
  • O anfoterismo está relacionado com um significativo grau de caráter covalente nas ligações formadas pelos elementos.
  • Exemplo: O Be é fortemente polarizante e com isso, introduz certo grau de covalência ao oxigênio ligado a ele. O Sb por outro lado, é polarizado pelo átomo de O ligado a ele.

Formação de polioxocompostos:

  • Ácidos que contem o grupo OH, podem condensar para formar polioxoânions, a formação dos policátions ocorre a partir de aquacátions simples pela perde H2O.
  • O aumento do pH, leva a polimerização e precipitação de metais que formam óxidos básicos ou anfóteros.

Ácidos e Bases de Lewis:

  • A teoria de Lewis, foi proposta para explicar comportamentos de ácidos e bases quando não era observada a transferência de próton entre as espécies.
  • Começou a ser aplicada em 1930.
  • (^) Lewis propôs que, um ácido, seria na realidade uma espécie receptora de pares de elétrons, já uma base, uma espécie doadora de pares de elétrons.
  • Um ácido de Lewis deve ser capaz de se ligar a um par de elétrons, como por exemplo: H +^ + NH 3 → NH 4 +
  • Neste caso o H+ age como um ácido, por que se liga ao par de elétrons do nitrogênio.
  • Logo, um ácido de Bronsted do tipo HA, é um complexo formado por um ácido de Lewis H+ e uma base de Lewis A- , logo, o ácido de Bronsted exibe acidez de Lewis.

Entretanto, algumas possibilidades devem ser ressaltadas:

  • Uma molécula com um octeto incompleto pode completar seu octeto aceitando um par de elétrons.
  • Um cátion metálico pode receber um par de elétrons fornecido por uma base em um composto de coordenação.
  • Uma molécula ou um íon com o octeto completo pode ser capaz de aceitar um par de elétrons adicional, rearranjando seus elétrons de valência.
  • Uma molécula ou íon pode expandir sua camada de valência para aceitar outro par de elétrons (ou ser grande o bastante).

As características dos ácidos de Lewis segundo o seu grupo da tabela periódica.

Ácidos e Bases dos elementos do bloco ”s”:

  • Elementos alcalinos em água atuam como ácidos de Lewis e podem se ligar a moléculas de água. Já como haletos, eles podem atuar como uma fonte de base.
  • u O Berílio pode agir como um ácido de lewis na formação de di-haletos. Um par de elétrons isolados de um haleto, pode atuar como uma base e se ligar ao Be por meio de uma ligação σ

Ácidos de Lewis do Grupo 13:

  • A capacidade dos tri-haletos de atuarem como ácidos de Lewis geralmente segue a ordem:

BF3 > BCl3 > BBr

  • As moléculas de BX3 e AlX3, por serem planas e terem o octeto incompleto, podem usar um orbital p vazio para aceitar um par isolado de uma base de Lewis.
  • (^) O BF3 é amplamente utilizado em química orgânica, como um catalisador, atuando para retirar as bases ligadas ao carbono em reações orgânicas.

Ácidos de Lewis do Grupo 14:

  • Neste grupo, com exceção do Carbono, os elementos apresentam hipervalência e podem atuar como ácidos de Lewis.

Ácidos de Lewis do Grupo 15:

  • Os elementos do grupo do nitrogênio irão atuar como ácidos de Lewis, a partir do fósforo, isso porque, estes possuem a capacidade de expandirem sua camada de valência, aceitando pares de elétrons além do octeto
  • Um exemplo de um ácido de Lewis, amplamente utilizado é o SbF

Ácidos de Lewis do Grupo 16:

Em geral, os ácidos são identificados como duros e macios pela estabilidade termodinâmica dos complexos que eles formam, podemos estabelecer a seguinte ordem:

  • (^) Ácidos duros ligam-se na ordem: R3P < R3N, R2S < R2O;
  • Ácidos macios ligam-se na ordem: R2O < R2S, R3N < R3P

As bases também podem ser definidas como duras ou macias.

  • As bases como haletos e oxoânions são classificadas como duras, uma vez que a ligação iônica será predominante na maioria dos complexos.
  • As bases macias tendem a se ligar através de um átomo de carbono, como CO e CN-.

De um modo geral:

  • (^) Ácidos duros tendem a ligar-se a bases duras;
  • Ácidos macios tendem a ligar-se a bases macias.