Como é a força de um ácido

ácido clorídrico

Como é a força de um ácido? Bom, para saber antes de saber o que é forte na química, principalmente da química de solução, você precisa saber o que isso significa.

Então, quando você pensa em força o que nos vem a mente são aquelas pessoas da academia que levantam aqueles pesos pesados. Ou então, daquelas competições esquisitas que tem lá nos Estados Unidos da América, em que as pessoas carregam ou empurram até carro. Não é mesmo. Ou você pensou no Super Homem? O Super Homem também é um super-herói conhecido por ser forte.

Bom, na química de soluções não é assim não. Assim, o significado de força está ligado à capacidade do solvente em dissolver um soluto. Por exemplo, imagine você que um sal de cozinha que você coloca uma porção em um copo com água.

Você logo imagina você misturando com a colher o sal todo desaparecendo na água. Aí, você logo pensa para onde foi para o sal. O sal de cozinha só desapareceu porque a água, que nós chamamos de solvente, o dissolveu completamente. Bom, nesse caso nós químicos falamos assim, o cloreto de sódio (sal de cozinha) é um eletrólito forte (sal), pois ele foi dissolvido completamente no solvente (água).

Epa! Então, um ácido forte são aqueles que são dissolvidos completamente na água. Agora que você entendeu isso, vamos melhorar um pouquinho nosso conhecimento. Como os ácidos têm principalmente ligações covalentes; ou seja, aquelas ligações que envolvem o compartilhamento de elétrons, você deve falar que um ácido forte é ionizado completamente.

Ácido forte é aquele ácido que é ionizado pela a água

Vamos colocar um exemplo prático para você entender melhor o que seja um ácido forte. Então, um ácido forte muito conhecido é o ácido clorídrico (HCl). Você pode encontrar o ácido clorídrico com o nome de ácido muriático, muito vendido no comércio. Ele um produto que é utilizado para limpar cerâmicas. Bom quando você colocar um o ácido clorídrico em água, a água ioniza esse ácido da seguinte forma:

HCl(aq) –> H+(aq) + Cl(aq)

Então, no exemplo acima você nota que nós representamos a ionização do ácido com uma seta para direita; ou seja, estamos indicando que a água consegue ionizar completamente o ácido clorídrico. Nessa reação, queremos mostrar para você que há uma formação dos íons H+ e Cl

Bom, aqui você de se perguntar o que acontece quando você ler no rotulo de ácido clorídrico 0,1 mol L-1? Então, lá na solução o que temos na verdade é que todo o HCl está ionizado. Dessa forma, você pode dizer que a concentração dos íons H+ é 0,1 mol L-1 também

 HCl(aq)H+(aq) + Cl(aq)
Antes0,1 mol L-1   
Depois~0 mol L-1  ~0,1 mol L-1 ~0,1 mol L-1

 

Epa! Então, você pode afirmar que a concentração dos íons H+ é 0,1 mol L-1. Beleza, se você sabe a concentração dos íons H+, então você pode saber o valor de pH da solução. Caro amigo, com toda certeza você pode saber.

Para saber o valor de pH, você deve fazer o seguinte cálculo:

pH = -log [H+]. Dessa forma, você tem que substituir a [H+] por 0,1 mol L-1; ou seja,

pH = -log 0,1 = 1,0. Então, com essa concentração de ácido clorídrico o valor de pH será 1,0

Ácido fraco é aquele ácido parcialmente ionizado pela água

Por outro lado, um ácido que é ionizado parcialmente pela água você deve dizer que é um ácido fraco. O exemplo mais conhecido de ácido fraco é o ácido acético (CH3COOH, ou HAc). Então, o ácido acético é aquele ácido do cheiro de vinagre. Ele é o principal componente do vinagre.

Então, aquele cheiro que você sente ao abrir uma garrafa de vinagre é porque a água não consegue ionizar completamente o ácido acético. Ei rapaz é exatamente isso. Parte o ácido ficar lá sem ser ionizado. Então, quando você coloca o ácido acético em solução teremos:

HA ⇌ H+(aq) + Ac(aq)

Vamos usar aqui a mesma concentração do HCl; ou seja, 0,1 mol L-1. No caso do ácido acético, como a água o ioniza parcialmente teremos a seguinte situação

 

 HAcH+(aq) + Ac(aq)
Antes0,1 mol L-1   
Depois~0,1-x mol L-1  x mol L-1 x mol L-1

 

Você deve ter notado uma diferença aqui, é que nem todo o HAc é ionizado pela água. Nesse caso, específico temos que falar para você que o valor de pH será um pouco mais alto. Então, isso ocorre porque a água não consegue ionizar completamente o HAc.

Aqui necessariamente você que usar uma equação envolvendo a constante de um ácido fraco. Mas qual é essa concentração?

Ka = [H+][Ac]/[HAc]

AGORA, VAMOS FAZER UMA REFLEXAÇÃO

Qual a diferença em você pesar uma tonelada e uma tonelada e um quilo. A primeira vez que escutei essa situação fiquei pensando e depois de algum tempo descobrir. Qual balança no mundo é capaz de diferencia uma tonelada de uma tonelada e um quilo. Nenhuma, mesmo.

Ou melhor, qual é a mudança no volume de eu colocar mil metros cúbicos de água e mil metros cúbicos de água e um litro. Você dizer o seguinte para mim. Meu amigo, qual medidor de volume no mundo irá diferenciar mil metros cúbicos de água e mil metros cúbicos de água e um litro. Novamente, nenhum, mesmo.

Vamos voltar ao ácido fraco

Agora, você vai me perguntar, por que tudo isso? Vamos lá então, quero que você volte a pensar na equação da constante. Melhor vou substituir os valores para você na fórmula da constante de um ácido fraco

ka = [H+][Ac]/[HAc]=x.x/0,1-x; ou seja, ka = x.x/0,1-x

Ei cara você conseguiu uma equação muito interessante. Uma vez que , o Ka é tabelado e no caso do HAc ka = 1,78 x 10-5, mas como resolver a questão do x.

Bom, podemos usar agora o princípio da tonelada e um quilo aqui. Quem é a tonelada e quem é um quilo. A tonelada é o 0,1 e um quilo é o x. Então, quero dizer a você que o x é um quilo e ele então pode desprezado. É isso mesmo. Na equação da constante acima você pode escrever da seguinte forma:

Ka = x.x/0,1; ou seja, x2=ka.0,1 = 1,8 x 10-5.0,1

Assim, x = √(1,8 x 10-5.0,1)

Então, x = 1,34 x 10-3 mol L-1. Epa! X= [H+] = [Ac]. Bom seu eu tenho o valor de H+ eu tenho condições de achar o valor de pH. Neste caso, o valor de pH é 2,87.

Dessa forma, quando você comparar os valores de pH do HCl e HAc você percebe que o valor de pH do HAc é maior. O valor é maior porque a água não consegue ionizar completamente o HAc. Como a água não consegue ionizar o HAc no vinagre ele fica exalando para o ar e você sentir o cheiro característico de vinagre.

Para saber mais sobre os ácidos recomendo você ler os seguintes posts

Teoria ácido-base parte 2

12 fatos interessantes sobre o ácido sulfúrico

Nomenclatura de ácidos

Fonte:

Wikipédia

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