Reações de Ácidos, Bases e de Neutralização
Uma reação ácido-base é aquela em que um ião de hidrogénio, H+, é transferido de uma espécie química para outra. Tais reações são de importância centr…
O estômago humano é um órgão muscular que contém sucos gástricos, incluindo ácido clorídrico, que ajudam a digerir os alimentos. Certos tipos de alimentos aumentam os níveis de acidez do nosso estômago, causando o refluxo ácido. Consumir alimentos alcalinos, ou uma base como um antiácido, neutraliza o excesso de ácido, aliviando a sensação de ardor.
Este é um exemplo de uma reação de base-ácida. Os ácidos mais simples são substâncias que contêm átomos de hidrogênio dissociáveis. Em soluções aquosas, eles libertam íons de hidrogênio de carga positiva, ou prótons, juntamente com os respetivos ânions.
Os prótons reagem com as moléculas de água para formarem íons de hidrônio. Por exemplo, uma solução aquosa de ácido nítrico contém íons de hidrônio e íons de nitrato. Outros ácidos vulgarmente conhecidos são o ácido clorídrico, o ácido sulfúrico e o ácido fosfórico.
Os ácidos são monopróticos ou polipróticos em função do número de átomos de hidrogênio dissociáveis por molécula. O ácido clorídrico e o ácido nítrico, com um hidrogênio dissociável cada um, são ambos exemplos de ácidos monopróticos, enquanto o ácido sulfúrico e o ácido fosfórico são polipróticos. O ácido sulfúrico é diprótico e liberta os seus dois prótons sequencialmente, enquanto que o ácido fosfórico é triprótico e dissocia-se sequencialmente em três passos.
As bases mais simples são compostos que cedem íons de hidróxidos com carga negativa em soluções aquosas. As bases facilmente identificáveis contêm grupos hidroxilos;por exemplo, o hidróxido de sódio, o hidróxido de potássio e o hidróxido de cálcio. Tais bases, quando adicionadas à água, dissociam-se em íons de hidróxido e nos respectivos cátions metálicos.
As bases não hidróxidas como o amoníaco reagem com a água aceitando prótons de moléculas de água para produzirem íons de amónio e íons de hidróxido. Em geral, um ácido e uma base reagem para formar água e um sal. As reações de base-ácido são também denominadas de reações de neutralização quando os moles de prótons fornecidos pelo ácido e os moles de íons de hidróxidos fornecidos pela base são iguais.
Por exemplo, quando quantidades iguais de ácido nítrico aquoso e hidróxido de potássio aquoso são misturados, as quantidades de íons de hidrônio e de hidróxido fornecidas à solução também são iguais. Os íons de hidrônio e de hidróxido, portanto, neutralizam-se completamente uns aos outros, combinando-se para formar água, não deixando para trás quaisquer íons de hidrônio ou de hidróxido. Para além disso, os ânions de nitrato e os cátions de potássio formam um par para formarem um sal nitrato de potássio.
Certas reações de neutralização são reações de evolução de gás. Por exemplo, o ácido clorídrico e o sulfito de potássio reagem para formarem cloreto de potássio, água, e gás de dióxido de enxofre através do sulfito sistema de equilíbrio de bissulfito.
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Q1: What happens when an acid dissolves in water?
When an acid dissolves in water, it releases positively charged hydrogen ions, or protons. These protons chemically combine with water molecules to form hydronium ions. For example, nitric acid in aqueous solution produces hydronium ions and nitrate ions. This ionization process is fundamental to understanding how acids behave in chemical reactions in aqueous solutions.
Q2: How do monoprotic and polyprotic acids differ?
Monoprotic acids contain one dissociable hydrogen atom per molecule, such as hydrochloric acid and nitric acid. Polyprotic acids contain multiple dissociable hydrogens; sulfuric acid is diprotic with two protons, while phosphoric acid is triprotic with three protons. Polyprotic acids release their protons sequentially in separate ionization steps.
Q3: What is the difference between strong and weak bases?
Strong bases like sodium hydroxide and potassium hydroxide completely dissociate in water, releasing hydroxide ions directly. Weak bases like ammonia react only partially with water by accepting protons from water molecules. Under typical conditions, only about one percent of dissolved ammonia exists as ammonium ions, demonstrating the incomplete ionization characteristic of weak bases.
Q4: What defines a neutralization reaction?
A neutralization reaction occurs when an acid and base react in equal molar amounts, with the protons from the acid completely neutralizing the hydroxide ions from the base. The products are typically water and a salt. For instance, when nitric acid and potassium hydroxide mix in equal amounts, hydronium and hydroxide ions combine to form water, while nitrate and potassium ions form potassium nitrate salt.
Q5: Why is antacid effective for treating acid reflux?
Antacids contain bases like magnesium hydroxide that neutralize excess hydrochloric acid in the stomach through an acid-base reaction. The hydroxide ions from the antacid combine with hydrogen ions from stomach acid to form water, reducing acidity and relieving the burning sensation. This neutralization reaction converts the acidic environment into a more neutral one.
Q6: What are spectator ions in acid-base reactions?
Spectator ions are ions present in a reaction that do not participate in forming the products. In the reaction between hydrochloric acid and sodium hydroxide, chloride and sodium ions are spectator ions because they remain unchanged throughout. The net ionic equation excludes spectator ions, showing only the species that actually react to form water.
Q7: How do gas-evolution reactions differ from typical neutralization reactions?
Gas-evolution reactions are a special type of acid-base reaction where one product is a gas instead of just water and salt. For example, hydrochloric acid reacting with potassium sulfite produces potassium chloride, water, and sulfur dioxide gas through the sulfite-bisulfite equilibrium system. This distinguishes them from standard neutralization reactions that yield only solid salts and water.