Reacção ácido-base, um tipo de processo químico tipificado pela troca de um ou mais iões de hidrogénio, H+, entre espécies que podem ser neutras (moléculas, tais como água, H2O; ou ácido acético, CH3CO2H) ou carregadas electricamente (iões, tais como amónio, NH4+; hidróxido, OH-; ou carbonato, CO32-). Também inclui comportamento análogo de moléculas e íons que são ácidos mas não doam íons hidrogênio (cloreto de alumínio, AlCl3, e o íon prata AG+).
Martin Walker
O que são ácidos e bases?
Os ácidos são substâncias que contêm um ou mais átomos de hidrogénio que, em solução, são libertados como iões de hidrogénio com carga positiva. Um ácido numa solução aquosa tem um sabor azedo, muda a cor do papel de tornassol azul para vermelho, reage com alguns metais (por exemplo, ferro) para libertar hidrogénio, reage com bases para formar sais, e promove certas reacções químicas (catálise ácida). As bases são substâncias que têm sabor amargo e mudam a cor do papel de tornassol vermelho para azul. As bases reagem com ácidos para formar sais e promover certas reações químicas (catálise de base).
Como são medidos os ácidos e as bases?
Ácidos e bases são atribuídos um valor entre 0 e 14, o valor do pH, de acordo com as suas forças relativas. A água pura, que é neutra, tem um pH de 7. Uma solução com um pH inferior a 7 é considerada ácida, e uma solução com um pH superior a 7 é considerada básica, ou alcalina. Os ácidos fortes têm uma maior concentração de iões de hidrogénio, sendo-lhes atribuídos valores mais próximos de 0. Em contrapartida, as bases fortes têm maiores concentrações de iões hidróxidos, sendo-lhes atribuídos valores mais próximos de 14. Os ácidos e bases mais fracos estão mais próximos do valor de pH de 7 do que os seus equivalentes mais fortes.
O que acontece durante uma reacção ácido-base?
Uma reacção ácido-base é um tipo de reacção química que envolve a troca de um ou mais iões de hidrogénio, H+, entre espécies que podem ser neutras (moléculas, tais como água, H2O) ou carregadas electricamente (iões, tais como amónio, NH4+; hidróxido, OH-; ou carbonato, CO32-). Também inclui processos similares que ocorrem em moléculas e iões que são ácidos mas não doam iões de hidrogénio.
Como os ácidos e as bases se neutralizam mutuamente (ou se cancelam mutuamente)?
Reacções diferentes produzem resultados diferentes. Reações entre ácidos fortes e bases fortes se decompõem mais completamente em íons hidrogênio (prótons, íons com carga positiva) e ânions (íons com carga negativa) na água. Para um ácido fraco e uma base fraca, a neutralização é mais apropriadamente considerada como envolvendo transferência direta de prótons do ácido para a base. Se um dos reagentes estiver presente em grande excesso, a reação pode produzir um sal (ou sua solução), que pode ser ácido, básico ou neutro dependendo da força dos ácidos e bases reagindo uns com os outros.
Acídeos são compostos químicos que mostram, em solução aquosa, um sabor acentuado, uma ação corrosiva sobre os metais, e a capacidade de tornar vermelhos certos corantes vegetais azuis. As bases são compostos químicos que, em solução, são ensaboados ao toque e tornam azuis certos corantes vegetais azuis. Quando misturados, ácidos e bases neutralizam-se mutuamente e produzem sais, substâncias com sabor salgado e nenhuma das propriedades características de ácidos ou bases.
A ideia de que algumas substâncias são ácidos enquanto outras são bases é quase tão antiga como a química, e os termos ácido, base e sal ocorrem muito cedo nos escritos dos alquimistas medievais. Os ácidos foram provavelmente os primeiros destes a serem reconhecidos, aparentemente devido ao seu sabor azedo. A palavra inglesa acid, a francesa acide, a alemã Säure, e a russa kislota são todas derivadas de palavras que significam ácido (Latin acidus, sauer alemão, Old Norse sūur, e Russian kisly). Outras propriedades associadas em uma data inicial com ácidos foram sua ação solvente, ou corrosiva; seu efeito sobre corantes vegetais; e a efervescência resultante quando foram aplicados ao giz (produção de bolhas de gás carbônico). As bases (ou alcalinos) caracterizavam-se principalmente pela sua capacidade de neutralizar ácidos e formar sais, sendo estes últimos tipificados bastante soltos como substâncias cristalinas solúveis em água e com sabor salino.
Apesar da sua natureza imprecisa, estas ideias serviram para correlacionar uma gama considerável de observações qualitativas, e muitos dos materiais químicos mais comuns que os químicos mais precoces encontrados poderiam ser classificados como ácidos (ácido clorídrico, sulfúrico, nítrico e carbónico), bases (soda, potássio, cal, amoníaco), ou sais (sal comum, amoníaco sal, salitre, alúmen, bórax). A ausência de qualquer base física aparente para os fenômenos em questão dificultou o progresso quantitativo na compreensão do comportamento ácido-base, mas a capacidade de uma quantidade fixa de ácido para neutralizar uma quantidade fixa de base foi um dos primeiros exemplos de equivalência química: a idéia de que uma certa medida de uma substância é em algum sentido químico igual a uma quantidade diferente de uma segunda substância. Além disso, descobriu-se muito cedo que um ácido podia ser deslocado de um sal com outro ácido, e isto tornou possível arranjar ácidos em uma ordem aproximada de força. Também logo ficou claro que muitos desses deslocamentos poderiam ocorrer em qualquer direção, de acordo com as condições experimentais. Este fenómeno sugeriu que as reacções ácido-base são reversíveis – isto é, que os produtos da reacção podem interagir para regenerar o material inicial. Também introduziu o conceito de equilíbrio à química ácido-base: este conceito afirma que as reações químicas reversíveis atingem um ponto de equilíbrio, ou equilíbrio, no qual os materiais de partida e os produtos são regenerados por uma das duas reações tão rapidamente quanto são consumidos pela outra.
Parte de seu interesse teórico, ácidos e bases desempenham um grande papel na química industrial e na vida cotidiana. Ácido sulfúrico e hidróxido de sódio estão entre os produtos fabricados em maior quantidade pela indústria química, e uma grande porcentagem dos processos químicos envolve ácidos ou bases como reagentes ou como catalisadores. Quase todos os processos químicos biológicos estão intimamente ligados aos equilíbrios ácido-base na célula, ou no organismo como um todo, e a acidez ou alcalinidade do solo e da água são de grande importância para as plantas ou animais que neles vivem. Tanto as idéias como a terminologia da química ácido-base têm permeado a vida diária, e o termo sal é especialmente comum.