Química 20 A Flashcards
(8 cards)
Qual é a principal característica das bases segundo a teoria de Arrhenius, e qual é a exceção mencionada em relação à sua natureza iônica?
A aula aborda as bases ou hidróxidos segundo a teoria de Arrhenius, que define bases como substâncias que, em meio aquoso, sofrem dissociação, liberando o íon hidróxido (OH⁻) como único ânion. Diferentemente dos ácidos, que ionizam liberando H⁺, as bases são, em geral, substâncias iônicas que se separam em íons na água. A exceção é o hidróxido de amônio (NH₄OH), uma base de Arrhenius que é uma substância molecular, mas ainda libera OH⁻ em solução aquosa. Exemplos como NaOH e Ba(OH)₂ ilustram a dissociação, onde os íons são separados, e a equação deve ser balanceada considerando as cargas e o número de átomos.
Como as bases de Arrhenius são classificadas com base no número de íons hidróxido liberados, volatilidade e solubilidade em água, e qual é a base que se destaca como exceção em cada critério?
Resumo: As bases de Arrhenius são classificadas por:
Número de íons hidróxido (OH⁻) liberados na dissociação: Monobases (1 OH⁻, ex.: NaOH, NH₄OH), dibases (2 OH⁻, ex.: Ba(OH)₂, Zn(OH)₂), tribases (3 OH⁻, ex.: Al(OH)₃, Ni(OH)₃) e polibases (mais de 3 OH⁻, raras).
Volatilidade: Hidróxido de amônio (NH₄OH) é volátil, pois é molecular e tem interações intermoleculares fracas, facilitando a vaporização. Todas as outras bases, iônicas, são fixas, pois requerem romper ligações iônicas fortes.
Solubilidade em água: Bases muito solúveis incluem as dos metais alcalinos (família 1A, ex.: LiOH, NaOH) e NH₄OH. Bases parcialmente solúveis são as dos metais alcalino-terrosos (família 2A, ex.: Ca(OH)₂), exceto Be(OH)₂ e Mg(OH)₂, que são praticamente insolúveis. Outras bases de Arrhenius, como Al(OH)₃, também são praticamente insolúveis. O hidróxido de amônio (NH₄OH) é uma exceção em todos os critérios: é molecular (não iônica), volátil e muito solúvel, mas não segue a relação direta entre solubilidade e força da base, que será abordada em aulas futuras.
Pergunta: Como o grau de dissociação e a força das ligações iônicas determinam a classificação das bases de Arrhenius em fortes ou fracas, e por que o hidróxido de césio é a base mais forte entre os metais alcalinos?
A força das bases de Arrhenius depende do grau de dissociação em água: bases muito solúveis, como as dos metais alcalinos (LiOH, NaOH, KOH, CsOH), são fortes, exceto Be(OH)₂ e Mg(OH)₂, que são fracas por serem pouco solúveis. O hidróxido de amônio (NH₄OH), apesar de solúvel, é fraco por ser molecular e ionizar pouco. Todas as outras bases são fracas. Para bases da mesma família (ex.: família 1A), a força aumenta com o raio do cátion, que cresce de cima para baixo na tabela periódica (Li⁺ < Na⁺ < K⁺ < Cs⁺). Maior raio reduz a força da ligação iônica, facilitando a dissociação. Assim, CsOH é a base mais forte entre os metais alcalinos devido ao maior raio do cátion Cs⁺.
Por que o hidróxido de sódio é uma base mais forte que o hidróxido de magnésio e o hidróxido de alumínio, considerando que são bases de elementos do mesmo período da tabela periódica?
A força das bases de Arrhenius de elementos do mesmo período (ex.: NaOH, Mg(OH)₂, Al(OH)₃) é determinada pela força da ligação iônica, influenciada pela carga do cátion, já que o raio iônico é semelhante no mesmo período. NaOH (Na⁺, carga +1) tem menor carga catiônica que Mg(OH)₂ (Mg²⁺, carga +2) e Al(OH)₃ (Al³⁺, carga +3). Menor carga reduz a força de atração iônica (pela lei de Coulomb), facilitando a dissociação. Assim, NaOH tem maior grau de dissociação, sendo uma base forte e muito solúvel, enquanto Mg(OH)₂ é parcialmente solúvel e Al(OH)₃ é praticamente insolúvel, tornando ambas bases fracas. Portanto, no mesmo período, quanto menor a carga do cátion, mais forte é a base.
Como é feita a nomenclatura das bases de Arrhenius, considerando elementos com número de oxidação (NOx) fixo e variável, e qual é a exceção mencionada?
A nomenclatura das bases de Arrhenius segue regras da IUPAC. Para cátions com NOx fixo (metais das famílias 1A e 2A, como Na⁺ (+1), Mg²⁺ (+2), além de Zn²⁺ e Ag⁺), usa-se “hidróxido de [nome do elemento]”. Exemplo: Mg(OH)₂ é hidróxido de magnésio. A exceção é o hidróxido de amônio (NH₄OH), única base com cátion não metálico (NH₄⁺), chamada hidróxido de amônio. Para cátions com NOx variável (ex.: Fe, Cr, Ni, com +2 ou +3), a regra oficial é “hidróxido de [elemento] [NOx em algarismos romanos]”; na nomenclatura usual, usa-se o sufixo “-ico” para o maior NOx e “-oso” para o menor. Exemplo: Cr(OH)₃ é hidróxido de cromo (III) ou hidróxido crômico; Cr(OH)₂ é hidróxido de cromo (II) ou hidróxido cromoso. Metais como ferro, cobalto, níquel (+2, +3), ouro (+1, +3), e estanho (+2, +4) seguem essa lógica.
Como os indicadores ácido-base, como alaranjado de metila, azul de bromotimol, fenolftaleína e papel de tornassol, determinam o caráter ácido, básico ou neutro de uma solução com base na escala de pH, e qual seria a coloração de um suco de limão com pH 2 ao entrar em contato com cada um desses indicadores?
Indicadores ácido-base são substâncias que mudam de cor conforme o pH da solução, indicando seu caráter ácido (pH < 7), neutro (pH = 7) ou básico (pH > 7) a 25°C. Cada indicador tem uma faixa de viragem (intervalo de pH onde ocorre mudança de cor): alaranjado de metila (3,1–4,4, vermelho para alaranjado), azul de bromotimol (6–7,6, amarelo para azul, verde na transição), fenolftaleína (8,2–10, incolor para rosa) e papel de tornassol (vermelho em meio ácido, azul em meio básico). Para um suco de limão com pH 2 (ácido): alaranjado de metila fica vermelho, azul de bromotimol fica amarelo, fenolftaleína permanece incolor, e papel de tornassol (azul ou vermelho) fica vermelho. Em questões qualitativas, fenolftaleína incolor geralmente indica meio ácido, e rosa indica meio básico.
O que caracteriza um sal segundo a teoria de Arrhenius, e como ele é formado em uma reação de neutralização, incluindo o processo de balanceamento da equação química?
Um sal, pela teoria de Arrhenius, é uma substância iônica que dissocia em água, liberando um cátion (diferente de H⁺) e um ânion (diferente de OH⁻), distinguindo-o de ácidos e bases. É formado por uma reação de neutralização entre um ácido e uma base de Arrhenius, produzindo sal e água (H₂O). Exemplo: KOH + H₂SO₄ → K₂SO₄ + H₂O. O cátion do sal vem da base (ex.: K⁺) e o ânion do ácido (ex.: SO₄²⁻). A equação é montada por dupla troca, cruzando cargas para formar o sal (regra do “X”), e balanceada pelo método das tentativas, seguindo a ordem “macho” (metal, carbono, hidrogênio, oxigênio). No exemplo, balanceia-se: 2KOH + H₂SO₄ → K₂SO₄ + 2H₂O, garantindo igualdade de átomos nos reagentes e produtos.
Como os sais são classificados com base no tipo de neutralização, e como identificar cada tipo (sal normal, hidrogenossal, hidróxido-sal e sal duplo/misto) a partir de sua fórmula ou da reação que os origina?
Os sais, segundo a teoria de Arrhenius, são classificados pelo tipo de neutralização entre ácido e base:
Sais normais (antigamente sais neutros): Formados por neutralização total, sem H⁺ ou OH⁻ na fórmula. Ex.: FeCl₃, de 3HCl (monoácido) + Fe(OH)₃ (tribase), com 3 mol de HCl neutralizando 3 mol de OH⁻.
Hidrogenossais (antigamente sais ácidos): Resultam da neutralização parcial de um ácido, contendo H na fórmula. Ex.: NaHCO₃, de H₂CO₃ (diácido) + NaOH (monobase), com 1 mol de NaOH neutralizando apenas 1 H⁺.
Hidróxido-sais (antigamente sais básicos): Formados por neutralização parcial de uma base, com OH⁻ na fórmula. Ex.: Mg(OH)Br, de Mg(OH)₂ (dibase) + HBr (monoácido), com 1 mol de HBr neutralizando 1 OH⁻.
Sais duplos/mistos: Possuem dois cátions ou dois ânions diferentes, formados por neutralização de dois ácidos por uma base ou duas bases por um ácido. Ex.: KNaSO₄, de KOH + NaOH + H₂SO₄, com dois cátions (K⁺, Na⁺) e um ânion (SO₄²⁻).
Identificação: Sais normais não têm H nem OH⁻; hidrogenossais têm H; hidróxido-sais têm OH⁻; sais duplos/mistos têm dois cátions ou ânions distintos. O termo “neutro”, “ácido” ou “básico” refere-se ao tipo de neutralização, não ao caráter ácido-base do sal.
