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1. INTRODUÇÃO
Duas importantes classes de compostos químicos, os ácidos e bases estão presentes no nosso cotidiano, e são procedimentos de rotina nos laboratórios. Um conceito popular usado por nós é que ácido é tudo aquilo que tem o sabor azedo (ex.: frutas cítricas) apesar disso não devemos utilizar tal propriedade para explicá- los, visto que não conhecemos todas as substâncias e ingerir algumas delas possa ser tóxico ao nosso organismo. Algumas definições foram formuladas por químicos e assim são possíveis de explicar cientificamente o conceito de ácido-base, segundo Svante Arrhenius: “um ácido pode ser descrito como uma substância que libera íons de hidrogênio (H+) quando dissolvida em água. Uma base pode ser descrita como uma substância que cede íons hidróxido (OH-) quando dissolvida em água” (CHANG; GOLDSBY, 2013). Estas definições de ácidos e bases são limitadas, pois aplicam-se apenas a soluções aquosas. Visto isso, definições mais gerais foram propostas pelo químico Johannes Bronsted; “um ácido de Bronsted é um doador de prótons e uma base de Bronsted é um receptor de prótons” (CHANG; GOLDSBY, 2013). Para ampliar consideravelmente o entendimento de ácidos e bases, Lewis propôs uma teoria extremamente útil para entender todas as variedades de reações, segundo Lewis “Ácidos são receptores de pares de elétrons, bases são doadores de pares de elétrons” (SOLOMONS; FRYHLE; SNYDER). Para determinar a acidez e neutralidade é medida o potencial hidrogênio (pH) da solução, para isso pode ser utilizado um pHmetro que consiste em um eletrodo acoplado a um potenciômetro, usa-se indicadores em técnicas laboratoriais onde a cor do indicador de pH varia conforme o pH da solução, além disso é disponível nos comércios papéis testes de pH, que vem empregados um ou mais indicadores, e ao colocar em uma tira de papel a solução a ser testada, a cor resultante é comparada com um código de cores, algumas embalagens trazem uma escala de cores abrangendo toda a escala de pH, de 0 até 14, assim, quanto menor o valor do PH mais ácida é a solução, como pode ser observada na figura 1:
Figura 1: Escala de pH Fonte: (https://images.app.goo.gl/) O objetivo desse relatório é determinar o pH de cada substância a ser analisada e a partir de cada resultado e estrutura determinar a qual teoria elas pertencem.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Tabela 1: Substâncias e seus valores de pH
Substâncias Orgânica ou inorgânica pH Ácido ou base 1- Água destilada Inorgânica 7 Neutro 2- Água da torneira Inorgânica 6 Ácido 3- Água destilada+ limão Orgânica 4 Ácido 4- Limão puro Orgânica 2 Ácido 5- HCl(aq) Inorgânica 0 Ácido 6- H 2 SO4(aq) Inorgânica 0 Ácido 7- NaOH(aq) Inorgânica 14 Base 8- HNO3(aq) Inorgânica 0 Ácido 9- CH 3 COOH(aq) Orgânica 3 Ácido 10- NH 4 OH(aq) Inorgânica 9 Base 11- C 6 H 14 Orgânica 5 Ácido 12- C 4 H 10 O – Éter etilíco Orgânica 6 Ácido 13- C 4 H 10 O - Butanol Orgânica 5 Ácido 14- Cobre(sólido) Inorgânica Não foi possível medir 15- Alumínio(sólido) Inorgânica Não foi possível medir 16- Ferro(sólido) Inorgânica Não foi possível medir Ao inserirmos as fitas de pH nas substâncias observamos a mudança na coloração no papel impregnado de indicador, posteriormente comparamos as cores com a escala de pH, onde a cor determina o valor da acidez ou da basicidade, e observando a fórmula molecular das substâncias pudemos dizer a qual teoria ácido- base elas pertencem, sendo elas a de Arrhenius, Bronsted-lowry e de Lewis. 3.1. Substância neutra Na primeira substância obtivemos o pH de número 7 que determina que a substância está neutra, não é nem ácido e nem base, portanto não podemos classificá- lo a uma das teorias, pois não há perdas ou ganhos de elétrons e prótons.
3.2. Ácidos inorgânicos Já as substâncias 2, 3, 5, 6, 8 e 9 possuem pH entre 0 e 7, e, portanto, são ácidos, e ao analisar suas fórmulas foi visto que podem ser classificados como pertencentes as 3 teorias. Como estas substâncias estão em meio aquoso e liberam H+^ são ácidos de Arrhenius, e por serem a espécie que doa este próton também pertencem a teoria de Bronsted-Lowry. Já para serem classificadas como ácidos de Lewis foi analisado a perda e ganho de elétrons, estas substâncias por estarem em meio aquoso e a água possuir elétrons livres, ela captura um hidrogênio da molécula, deixando-a com o elétron que se ligava ao hidrogênio livre, e por conta desta molécula ter recebido este elétron ela é considerada um ácido de Lewis, como sinalizado pelo –^ e +^ nas equações químicas abaixo, onde o – significa que houve ganho de elétrons e o + que houve perca. (2) H 2 O + H 2 O H 3 O+^ + HO- (5) HCl (^) (aq) + H 2 O H 3 O +^ + Cl- (6) H 2 SO4 (aq) + H 2 O H 3 O+^ + HSO 4 - (8) HNO3 (aq) + H 2 O NO 3 -^ + H 3 O+ 3.3. Ácidos orgânicos O limão (3) e o ácido acético (9) são substâncias orgânicas aquosas, portanto, também estão dentro das 3 teorias. (3) C 6 H 8 O7(limão) + H 2 O H 3 O+^ + C 6 H 7 O 7 - (9) CH 3 COOH(aq) + H 2 O H 3 O+^ + CH 3 COO- Contudo, os ácidos do limão (4), o hexano (11), o éter etílico (12) e o butanol (13) são substâncias orgânicas também, mas não são aquosos, com isso, não pertencem a teoria de Arrhenius, mas podem ser classificados como de Bronsted-Lowry pois sob a presença de uma base, há a doação de H+. Também podem ser classificados como de Lewis, pois houve o recebimento de elétrons ao liberar o hidrogênio como podemos ver abaixo. (4) C 6 H 8 O7(limão) + NaOH C 6 H 7 O 7 -^ + NaOH 2 + Ácido Ácido Ácido Ácido Ácido Ácido Ácido Base Base Base Base Base Base Base
4. CONCLUSÃO
Após a execução das análises relativas aos testes de pH, podemos concluir que há algumas falhas nas teorias de Arrhenius e de Bronsted-lowry, relacionadas as formas de definir qual substância seria ácida ou básica, pois houve substâncias que não puderam ser classificadas por determinada teoria, mas foram por outra, portanto, são teorias mais restritivas, podemos citar por exemplo: 1-As substâncias não aquosas e os metais que não puderam ser consideradas de Arrhenius, já que não estavam em meio aquoso; 2- As bases, que não se encaixaram na teoria de Bronsted-Lowry por liberarem OH-^ ao invés de receberem H+; 3- E os metais que não se encaixaram a nenhum dos dois estudos. Além disso, podemos constatar que a teoria de Lewis estava presente em todas a substâncias, sendo assim, a mais ampla, que abrange todos os tipos de soluções e independe do meio em que ela está por estar relacionada somente a perda e ganho de elétrons. O entendimento destes conceitos de ácidos e base são essenciais por serem elementos extremamente presentes em nosso cotidiano, seja ele pela alimentação, como no caso do ácido cítrico presente no limão, ou contato, como os ácidos utilizados em laboratório para análises quantitativas. A capacidade de obter o pH e diferenciar estas substâncias são importantes conhecimentos e que podem salvar vidas, como por exemplo, quando uma criança ingere um metal acidentalmente, sabendo que todo metal é um potencial ácido, é recomendado a ingestão da base EDTA que age englobando este metal, proporcionando a saída do mesmo sem causar danos.
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Disponível em: <: https://www.ufjf.br/quimica/files/:>. Acesso em: 16 mar. 2022. Solomons, T. W. G. et al. Química orgânica : 12. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2018. 1308 p. CHANG, Raymond; GOLDSBY,Kenneth A. Química: 11. ed. São Paulo: McGraw-Hill do Brasil, 2013. 1107p.
