Diferença entre ácidos e bases

Ácidos e bases podem parecer algo direto de um livro de química, mas na verdade fazem parte de nossas vidas diárias de mais maneiras do que você imagina.

Desde o sabor de um limão até o poder de limpeza do sabão, essas substâncias desempenham um papel essential em tudo, desde comida e saúde à indústria e natureza.

Mas o que exatamente faz um ácido diferente de um base?

Takeaways -chave

• Os ácidos liberam íons hidrogênio, enquanto as bases aceitam íons de hidrogênio ou libera íons hidróxidos

• A escala de pH diferencia os ácidos (abaixo de 7) de bases (acima de 7), com indicadores como papel titular usado para detectar as diferenças

• Os ácidos reagem com metais no que são principalmente reações exotérmicas e criam gás hidrogênio, enquanto as bases reagem com óxidos não-metal para formar sais e água

• As reações ácidas-base resultam em neutralização, formando sais e água com níveis variados de pH

• As interações cotidianas incluem antiácidos neutralizando o ácido estomacal, pasta dentária protegendo o esmalte e bases equilibrando a água

Definindo ácidos e bases

Ácidos e bases são classificados de acordo com a forma como se comportam em soluções.

Os ácidos liberam íons de hidrogênio (H⁺) quando dissolvidos em água, dando -lhes suas propriedades características, como a capacidade de reagir com metais.

As bases, por outro lado, aceitam íons de hidrogênio ou liberam íons hidróxidos (OH⁻), muitas vezes sentindo escorregadio e com gosto amargo.

Existem três teorias principais que definem e descrevem as diferenças entre ácidos e bases:

• O Teoria de Arrhenius – Proposto por Svante Arrhenius em 1884, essa teoria outline ácidos como “Substâncias que aumentam a concentração de íons de hidrogênio (H⁺) em soluções ricas em água ou aquosas”, Enquanto as bases aumentam os íons hidróxido (OH⁻). É limitado a ambientes aquosos e não explica o comportamento ácido-base em sistemas não aquosos.
• O Teoria de Brønsted-Lowry – Desenvolvido por Johannes Brønsted e Thomas Lowry em 1923, essa teoria se expande sobre Arhenius definindo ácidos como Doadores e bases de prótons (H⁺) como aceitadores de prótons. Aplica-se a reações em sistemas aquosos e não aquosos e inclui pares conjugados de base ácidos.
• O Teoria de Lewis – apresentado por Gilbert N. Lewis em 1923, essa teoria outline ácidos como aceitadores de pares de elétrons e bases como Doadores de pares de elétrons. Explica as interações ácidas-base sem exigir a presença de íons de hidrogênio, tornando-o útil para entender as reações complexas, incluindo as da química orgânica e inorgânica.

Como distinguir ácidos e bases

A principal característica distintiva que diferencia ácidos e bases é a sua respectiva níveis de pH. Os ácidos têm níveis de pH abaixo de 7, enquanto as bases têm níveis de pH acima de 7. Essa diferença pode ser detectada usando um medidor de pH ou um indicadorcomo papel decisivo.

O papel decisivo é o indicador qualitativo mais usado para ácidos e bases. Uma tira de papel azul -tites fica vermelha se estiver imersa em uma solução ácida. Por outro lado, uma tira de papel títulos em tornass vermelha fica azul se estiver submersa em uma solução básica. No entanto, papel decisivo é sensível apenas dentro da faixa limitada de pH 4,5 a 8,3.

Outro Exemplos de indicadores comumente usado no laboratório para testar ácidos e bases incluem:

• Timol azul (1ª mudança) – Alterações no vermelho em soluções ácidas e amarelo em soluções básicas. Tem uma faixa de pH de 1,2 – 2,8
• Laranja de metila – Este indicador fica vermelho em ácidos e amarelo nas bases. Tem uma faixa de pH de 3,2 – 4,4
• Bromocresol Inexperienced – Alterações em amarelo em ácido e azul em soluções de base. Sua faixa de pH é de 3,8 – 5,4
• Metil Crimson – A faixa de pH deste indicador é de 4,8 – 6,0. Fica amarelo quando a solução é um ácido e vermelha quando a solução é alcalina ou básica
• Bromotimol azul – Este indicador possui uma faixa de pH de 6,0 – 7,6. Fica amarelo quando misturado com soluções ácidas e azul quando misturado com soluções básicas

O sabor é outra característica distintiva de ácidos e bases. Embora definitivamente não recomendamos fazer um teste de sabor para ácidos e bases inorgânicos fortes devido à sua toxicidade, você pode fazer esse teste com ácidos e bases orgânicos fracos.

Por exemplo, você pode provar vinagre, que é ácido acético. Você também pode tentar bicarbonato de sódioou bicarbonato de sódio, que é uma base. Geralmente, as substâncias ácidas têm sabor azedo, enquanto as substâncias básicas são amargas.

Quando se trata de fórmulas químicas, os ácidos começam com um átomo de hidrogênio como um grupo distinto que se torna um íon quando dissolvido em água. Enquanto isso, a maioria das bases possui grupos hidroxila (-OH).

Alguns exemplos de ácidos incluem:

• Ácido cítrico – hno₃
• Ácido bórico – h₃Bo₃
• Ácido clorídrico – hcl
• Ácido sulfúrico – h₂ENTÃO₄

Enquanto isso, alguns exemplos de bases incluem:

• Hidróxido de cálcio – CA (OH)₂
• Hidróxido de magnésio – mg (oh)₂
• Hidróxido de sódio – NaOH

As propriedades de ácidos e bases

Ácidos e bases são quimicamente opostos e altamente reativos entre si. Ambos formam íons em soluções aquosas, tornando as soluções eletricamente condutoras. Por exemplo, as baterias de chumbo-ácido usadas em carros contêm ácido sulfúricoenquanto as baterias recarregáveis ​​alcalinas encontradas em aparelhos eletrônicos contêm hidróxido de potássio.

Quando ácidos e bases reagem, eles neutralizam um ao outro e formam -se sais. Alguns sais produzidos por reações de neutralização ácido-base podem ser ligeiramente básicos ou ligeiramente ácidos, dependendo da força da base ou do reagente ácido.

Os ácidos podem facilmente retirar os elétrons de valência de metais e outros compostos. Essa propriedade torna os ácidos muito corrosivos, especialmente quando fortes e altamente concentrados. Os ácidos reagem com a maioria dos metaiscom a maioria das reações sendo de natureza exotérmica.

Quando um ácido reage com um metallic, ele é classificado como uma reação de deslocamento. O hidrogênio é liberado e um sal é produzido. Por exemplo, a reação do magnésio com ácido sulfúrico produz sal de sulfato de magnésio e gás hidrogênio.

Mg + h₂ENTÃO₄ → MGSO₄ + H₂

Os metais podem ser organizados em uma série com base em quanto ou pouco eles reagem com ácido, como mostrado no gráfico abaixo. Isso também determina sua ordem de deslocamento. Metais mais reativos podem deslocar os menos reativos.

No entanto, quando uma base reage com um metallic, o hidrogênio é liberado, mas o metallic na substância base authentic não é deslocado. Por exemplo, quando Hidróxido de sódio reage com zinco, hidrogênio e sal de zinco de sódio são formados.

2naoh + zn ⇨ na na2ZnO₂ + H₂

Quando uma base reage com um óxido não-metal, a reação produz sal e água. Isso é verdade no exemplo abaixo, onde a reação entre hidróxido de sódio e dióxido de carbono produz carbonato de sódio e água.

2naoh + co₂ ⇨ Na₂Co₃ + H₂O

Por que os ácidos e as bases reagem?

Como mencionado anteriormente, ácidos e bases são quimicamente opostos e, como diz o ditado, os opostos atraem. A explicação mais técnica centra -se na afinidade de bases com prótons e a afinidade de ácidos com pares de elétrons.

Quando ácidos e bases se dissolvem na água, eles formam íons. De acordo com a teoria de Brønsted-Lowry, os íons hidrogênio no ácido têm uma forte afinidade com os íons hidroxila na base. Em suma, um ácido é um doador de prótons e uma base é um aceitador de prótons.

Como os ácidos e bases se neutralizam?

Os íons formados por ácidos e bases em uma solução aquosa ‘esbarrar um no outro para formar compostos mais estáveis. Esses compostos são sal e água. A fórmula química geral para reações ácidas-base pode ser escrita como:

Ácido(aq) + Base(aq) ⇨ Salt + água

Como calcular o pH de uma mistura de ácido/base

Nem todas as reações de neutralização ácido-base são completamente equilibradas e, portanto, não formam soluções completamente neutras. O nível de pH depende de vários fatores, como as concentrações proporcionais dos reagentes e seus respectivos pontos fortes. Você pode Calcule o pH Dos produtos resultantes da solução seguindo essas etapas.

• Etapa 1: Você deve primeiro equilibrar a equação química da reação. Escreva como um guia para a próxima etapa.
• Etapa 2: Calcule os moles dos íons de hidrogênio com base na equação química equilibrada.
• Etapa 3: Calcule os moles dos íons hidróxido com base na equação química equilibrada.
• Etapa 4: Você pode usar a proporção molar da reação para calcular qual dos dois reagentes está em excesso.
• Etapa 5: Agora você pode calcular as moles dos íons do reagente que estão em excesso.
• Etapa 6: Meça o quantity complete das soluções de ácido e base combinadas.
• Etapa 7: Calcule o excesso de íons na solução mista.
• Etapa 8: Calcule o pH da solução resultante com base no excesso de íons proporcionalmente ao complete de produtos.

Exemplos comuns de interações entre ácidos e bases na vida actual

Ácidos e bases estão constantemente reagindo entre si de maneiras que moldam nossas vidas diárias. Aqui estão alguns exemplos que você pode não ter percebido antes.

Antiácidos e ácido estomacal

A azia e a indigestão são frequentemente causadas pelo excesso de ácido estomacal, que contém ácido clorídrico. Para aliviar o desconforto, as pessoas tomam antiácidos, que são bases leves, como hidróxido de magnésio ou bicarbonato de sódio.

Essas bases reagem com ácido estomacal para formar água e sais neutros, reduzindo a acidez e proporcionando alívio.

Tratamento do solo na agricultura

O pH do solo desempenha um papel importante na saúde das plantas. Se o solo for muito ácido, as plantas só podem obter nutrientes limitados e seu crescimento diminui.

Agricultores e jardineiros usam cal, uma substância básica, para neutralizar a acidez e levar o solo a um nível de pH mais equilibrado. Esse processo ajuda a melhorar o rendimento das culturas e garante que as plantas obtenham seus nutrientes necessários.

Limpeza de produtos e remoção de graxa

Muitos produtos de limpeza dependem de bases para cortar graxa e sujeira. O sabão, por exemplo, é feito de substâncias alcalinas que reagem com ácidos graxos para quebrar os óleos e a sujeira.

É por isso que lavar a louça e outros produtos de limpeza domésticos se sentem escorregadios, porque contêm bases que interagem quimicamente com a graxa para facilitar a enxagueira.

Pasta de dente e saúde bucal

Às vezes, os alimentos que comemos podem produzir ácidos que enfraquecem o esmalte dos dentes ao longo do tempo.

A creme dental, que geralmente contém bases leves como fluoreto de sódio ou bicarbonato de sódio, ajuda a neutralizar esses ácidos e proteger os dentes da deterioração. Essa reação cotidiana da base ácida é uma parte importante do atendimento odontológico e da manutenção de dentes saudáveis.

Tratamento de água e água potável segura

As instalações de tratamento de água usam bases como hidróxido de sódio para equilibrar os níveis de pH na água potável. Se a água for muito ácida, pode corroer os tubos e lixiviar metais nocivos no suprimento.

Ao adicionar uma base, as estações de tratamento de água impedem esse problema e garantem que a água permaneça segura para o consumo.

Conclusão

Ácidos e bases influenciam inúmeros aspectos da vida cotidiana, moldando a maneira como cozinhamos, limpamos e mantemos a saúde. Sua capacidade de reagir entre si em neutralização os torna particularmente importantes para equilibrar processos químicos, tanto na natureza quanto na indústria.