O que é um ácido?
Um ácido é uma substância que, ao se dissolver em água, libera íons de hidrogênio (H+). Esses íons são responsáveis pelas propriedades características dos ácidos, como o seu sabor azedo (presente nas frutas cítricas), seu potencial corrosivo, suas reações com metais para produzir sais e água, ou sua capacidade de conduzir eletricidade em soluções aquosas, entre outras.
A importância do pH na classificação das substâncias
O pH é uma medida que indica a concentração de íons de hidrogênio em uma solução. Ele é utilizado para determinar se uma substância é ácida, básica ou neutra. Historicamente, essas substâncias têm sido estudadas para analisar reações, aplicações e para a classificação de substâncias químicas.
O pH é fundamental na indústria para setores como a produção de alimentos e bebidas, tratamento de águas e fabricação de produtos químicos. Controlar o pH é crucial para garantir a qualidade dos produtos.
Além disso, conhecer o pH de uma substância é essencial para o seu manuseio seguro, pois substâncias com pH extremo podem ser corrosivas e perigosas, exigindo precauções especiais.
Finalmente, o pH dos solos, corpos d’água e da atmosfera afeta a vida dos organismos e a saúde do ecossistema. Por isso, medir os níveis de pH é importante para prevenir danos ambientais.
Classificação de ácidos e bases
Ácidos e bases podem ser classificados em fortes e fracos, dependendo da sua capacidade de se dissociar em água:
- Ácidos fortes: Dissociam-se completamente em água, liberando uma grande quantidade de íons de hidrogênio, tornando-os altamente corrosivos e excelentes condutores elétricos. Um exemplo é o ácido sulfúrico, capaz de dissolver pregos de aço.
- Ácidos fracos: Dissociam-se parcialmente em água, liberando menos íons de hidrogênio, o que os torna menos corrosivos. Exemplos incluem o ácido bórico, utilizado em soluções oftálmicas, e o ácido acético, presente no vinagre.
- Bases fortes: Dissociam-se completamente em água, o que as torna muito corrosivas. A soda cáustica, capaz de dissolver cabelo humano, é um exemplo típico.
- Bases fracas: Dissociam-se parcialmente em água e são menos corrosivas. O leite de magnésia é um exemplo comumente utilizado para aliviar problemas estomacais.
Agora, quando falamos sobre soluções aquosas, observamos que algumas podem ser ácidas, básicas ou neutras. Por exemplo, os sucos de frutas cítricas, soluções de bicarbonato e água simples, respectivamente.
As substâncias ácidas, básicas (ou alcalinas) e neutras são classificadas com base no seu pH: uma escala que vai de 0 a 14, onde 7 é neutro. Um pH inferior a 7 indica substâncias ácidas (quanto menor o número, maior a acidez). As substâncias com pH superior a 7 são alcalinas ou básicas (quanto maior o número, mais forte é a base). De maneira geral, ácidos e bases em seus números extremos são substâncias corrosivas e com muitos perigos potenciais.
A escala de pH é logarítmica, o que significa que a distância entre um número e o próximo é 10 vezes maior. A distância para o segundo número seguinte é 100 vezes maior, e assim por diante.
Outras formas de classificar as substâncias são as teorias Ácido-Base de Arrhenius e de Brønsted-Lowry. A teoria Ácido-Base de Arrhenius classifica uma substância como ácida se ela produzir íons hidrogênio H(+) ou íons hidróxido H3O(+) em água. Já classifica como básica as substâncias que produzem íons de hidróxido (OH-) em água. No entanto, essa definição se aplica apenas às soluções aquosas.
Por sua vez, a teoria de Brønsted-Lowry classifica as substâncias ácidas como doadoras de prótons e as bases como aceitadoras de prótons.
Características das substâncias ácidas
Os ácidos são substâncias que se caracterizam por:
- Ter sabor azedo (característico das frutas cítricas).
- Reagir com alguns metais como o zinco ou o ferro, produzindo hidrogênio e sais.
- Serem compostos quimicamente por: hidrogênio, um não metal e oxigênio, ou apenas hidrogênio e um não metal.
- Quando dissolvidos em água, geram íons H +.
- Reagir com óxidos metálicos, produzindo sal e água.
- Serem bons condutores de eletricidade em soluções aquosas.
- Serem altamente corrosivos para tecidos biológicos, como a pele.
- Podem causar danos respiratórios ao inalarem os gases que liberam.
- Provocarem queimaduras químicas na pele quando em contato.
- Produzirem efervescência ao entrarem em contato com carbonato de cálcio.
- Neutralizam bases.
- Terem grande poder de dissolução de muitas substâncias.
- Facilitarem a passagem de corrente elétrica em soluções aquosas.
- Tornarem o papel tornassol vermelho.
Alguns exemplos de substâncias ácidas naturais são: vinagre, suco de frutas cítricas como laranja ou limão, e os ácidos clorídrico, fórmico, nítrico (HNO3) e sulfúrico (H2SO4).
Exemplos de ácidos do cotidiano
São ácidos encontrados em casa, em medicamentos, produtos de limpeza e alguns que fazem parte dos alimentos:
- Ácido acético (CH3COOH): Também conhecido como vinagre, utilizado em saladas, conservas e produtos de limpeza.
- Ácido acetilsalicílico (C9H8O4): Princípio ativo do medicamento usado como analgésico e anti-inflamatório.
- Ácido ascórbico (C6H8O6): Nome químico da vitamina C, encontrada em frutas e usada na formulação de suplementos.
- Ácido bórico (H3BO3): Muito conhecido como inseticida, retardador de chamas e antisséptico.
- Ácido carbônico (H2CO3): Ácido presente nas bebidas gaseificadas.
- Ácido cítrico (C6H8O7): Ácido orgânico encontrado em muitas frutas e intermediário no metabolismo celular.
- Ácido fólico (C19H19N7O6): Ácido orgânico encontrado nas folhas de vegetais.
- Ácido clavulânico (C8H9NO5): Usado com antibióticos da família das penicilinas para bloquear enzimas bacterianas resistentes.
- Ácido hialurônico (C33H54N2O23): Ácido derivado da glicose, encontrado naturalmente nos tecidos conjuntivos, articulações e pele.
- Ácido oleico (CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH): Ácido graxo presente em gorduras vegetais e animais.
- Ácido úrico (C5H4N4O3): Ácido diprótico produzido pelo metabolismo de ácidos nucleicos.
- Ácido tartárico (HOOC-CHOH-CHOH-COOH): Encontrado naturalmente em frutas como bananas e utilizado na culinária para regular a acidez dos alimentos.
- Ácido oxálico (C2H2O4): Ácido dicarboxílico encontrado nas folhas de espinafre.
Exemplos de ácidos fortes
- Ácido clorídrico
- Ácido clórico
- Ácido perclórico
- Ácido sulfúrico
- Ácido fluorídrico
- Ácido nítrico
- Ácido bromídrico
Exemplos de ácidos fracos
- Ácido bórico
- Ácido láctico
- Ácido acético
- Ácido cítrico
- Ácido fosfórico
Características das substâncias básicas ou alcalinas
- São substâncias com sabor amargo.
- São escorregadias ao toque.
- São formadas por um metal, oxigênio e hidrogênio.
- Precipitam substâncias que foram dissolvidas por ácidos.
- Dissolvem gorduras e dióxido de enxofre.
- Quando dissolvidas em água, geram íons OH-.
- São bons condutores de eletricidade quando em soluções aquosas.
- Têm um efeito cáustico que pode destruir a matéria orgânica.
- Causam irritações na pele.
- Neutralizam os ácidos.
- Dissolvem a gordura da pele.
- Sua inalação é tóxica.
- São solúveis em água.
- Tornam o papel tornassol azul.
As substâncias básicas também são conhecidas como hidróxidos ou álcalis. Alguns exemplos de bases são o hidróxido de sódio (NaOH) ou soda cáustica, o hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) ou cal apagada, o amoníaco, antiácidos digestivos, sabões, produtos de limpeza, entre outras substâncias.
Exemplos de bases de uso cotidiano
- Acetona (H3(CO)CH3): Uma base que doa elétrons e é usada como solvente.
- Amoníaco (NH3): Usado em produtos de limpeza.
- Cafeína (C8H10N4O2): Uma base fraca que estimula o sistema nervoso central.
- Hidróxido de alumínio (Al(OH)3): Base usada em medicamentos para aliviar a acidez gástrica, pois reage com o ácido estomacal.
- Hidróxido de magnésio (Mg(OH)2): Base usada na formulação de antiácidos.
Exemplos de bases em química e biologia
- Adenina (C5H5N5): Base que faz parte do DNA e RNA.
- Anilina (C6H5NH2): Amina aromática.
- Arginina (C6H14N4O2): Aminoácido que faz parte das proteínas.
- Lisina (H2N(CH2)4CH(NH2)COOH): Aminoácido que faz parte das proteínas.
- Piridina (C5H5N): Base usada como solvente e precursor de inseticidas.
- Purina (C5H4N4): Composto orgânico presente nas carnes vermelhas.
- Guanina (C5H5N5O): Base nitrogenada derivada da purina e que faz parte dos ácidos nucleicos.
- Uracilo (C4H4N2O2): Base nitrogenada encontrada no RNA (ácido ribonucleico).
Exemplos de bases fortes
- Hidróxido de lítio (LiOH)
- Hidróxido de sódio (NaOH)
- Hidróxido de potássio (KOH)
- Hidróxido de amônio (NH4OH)
- Hidróxido de cálcio (Ca(OH)2)
- Hidróxido de bário (Ba(OH)2)
- Hidróxido de berílio (Be(OH)2)
- Hidróxido de estrôncio (Sr(OH)2)
- Hidróxido de zinco (Zn(OH)2)
- Hidróxido de ferro (Fe(OH))
- Metóxido de sódio
Exemplos de bases fracas
- Cafeína
- Anilina
- Amoníaco
- Promidina
- Metilamina
Características das soluções neutras
As substâncias que têm um pH igual ou muito próximo de 7 são chamadas neutras. Nessas soluções, não há predominância de íons H+ ou OH-.
Essas soluções não provocam alterações nos indicadores ácido-base, não são corrosivas e têm uma concentração similar de H+ e OH-.
Exemplos de substâncias neutras incluem o sangue, o leite, o sabão líquido e a água destilada.
Como identificar um ácido?
Os ácidos estão presentes em muitas substâncias. Como mencionado anteriormente, quanto maior a concentração de íons H +, mais forte será o ácido. Ao colocar um ácido em água, cria-se uma solução na qual o ácido libera um próton (íon de hidrogênio), o que implica que os íons positivos e negativos não estão equilibrados e toda a solução se torna ácida.
Diferença entre ácidos e bases
Os ácidos liberam íons de hidrogênio (H+) em soluções aquosas, enquanto as bases cedem prótons de hidróxido (OH-).
Os ácidos são substâncias com pH de 0 a 6, enquanto as bases ou substâncias alcalinas têm pH de 8 a 14.
Os ácidos têm um sabor azedo, enquanto as bases têm um sabor amargo.
Os ácidos são potencialmente corrosivos em metais, podem causar queimaduras químicas na pele e danos respiratórios caso seus vapores sejam inalados, enquanto as bases têm um efeito cáustico na matéria orgânica.
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