Ácido fraco

Exemplos de ácido fraco

O que é um ácido fraco?

Um ácido fraco é aquele que em solução aquosa tem pouca capacidade de se dissociar em hidrogênio (h⁺) e em sua base conjugada correspondente. Ao contrário dos ácidos fortes, cuja dissociação está completa (100%) e praticamente irreversível, os ácidos fracos são quase dissociados e reversíveis.

Portanto, um ácido fraco gera menos tons h⁺ Na água do que seria esperado. Entre os ácidos fracos mais representativos, temos ácido acético, o principal componente do vinagre, que está aproximadamente em um 0.5 % em condições normais.

Isso significa que a maior proporção de uma solução de ácido acético na água, como 5%de vinagre de cozimento, está em forma não dissociada (CH₃COOH); Enquanto uma pequena porção é encontrada como a base do conjugado (escolha₃COO^-), acompanhado por íons h⁺, ou mais corretamente, íons h₃QUALQUER⁺.

Então, como a quantidade de hidrogênio que é liberada por um ácido fraco em solução aquosa é baixa, o pH que eles produzem é maior (básico) do que o produzido por um ácido forte. Por exemplo, o vinagre tem um pH de 2.5, suco de laranja pH 3.3. 4.2 e o suco de limão 2 de 2.

Esses pH, embora sejam ácidos, são mais altos que o pH que produz uma solução de um ácido forte (hcl, h₂SW₄, etc.) que eles podem atingir o valor de 1 ou menos (valores de pH negativos).

Características de ácidos fracos

Ph de suas soluções

Ácidos fracos geralmente têm um pH entre 2.0 e menos de 7.0, então eles giram a cor do papel de panasol em vermelho. Esses valores de pH são muitos maiores que os valores de pH produzidos por ácidos fortes, embora existam exceções.

Por exemplo, uma solução de ácido clorídrico de 1 mm (um ácido forte), tem um pH de 3.0, enquanto uma solução de 1 mm de ácido fluorérico (um ácido "fraco") tem um pH de 3.2, que é próximo ao de ácido forte.

Ionização parcial

Os ácidos fracos em solução são pouco ionizados ou parcialmente em água, dissociando -se na base conjugada de ácido e íon hidrogênio. Então, um ácido fraco em solução aquoso é principalmente dissociado, com uma pequena proporção dissociada.

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Quando a quantidade de hidrogênio liberada por um ácido fraco na água é baixa, o pH produzido por esse ácido é maior do que o produzido por um ácido forte dissolvido na água, pois estes são geralmente ionizados por 100 %.

Ionização reversível

A ionização de um ácido fraco geralmente é esquematizada da seguinte forma:

Tem ⇌ a^-    +     H₃QUALQUER^-

Onde está há ácido fraco, para^- sua base conjugada, e H₃QUALQUER⁺ o cátion do hidrônio, que é o caminho em H⁺ Existe ou manifestado na água. A concentração (ou atividade) de H₃QUALQUER⁺ É usado em vez de h⁺ Para a determinação da solução da solução.

Grau de ionização

Alguns ácidos são mais fracos que outros, o que é o mesmo a dizer, eles são menos ionizados. Portanto, o grau de ionização nos permite vislumbrar o quão ácido um ácido sob certas condições é.

Para expressar o grau de ionização, foram introduzidos vários parâmetros, como a ionização ou constante de acidez (KA) e a PKA: uma maneira de expressar Ka em um número simples que omite o uso de um número expresso em poderes negativos de dez (10 ), como existe no ka.

As constantes de ka e pka são usadas principalmente para ácidos fracos.

Ka = [a^-] [H⁺] / [Ha]

Os colchetes presentes na fórmula representam concentrações.

pka = - log ka

O valor da PKA de um ácido fraco geralmente varia entre 2 e 12. Mas há exceções. Por exemplo: e e ácido odagical (hio₃) tem um PKA de 0.77, que é considerado um valor relativamente pequeno, mas sem ser negativo, para um ácido fraco em um sentido estrito.

Estabilidade da base conjugada

Os ácidos fracos têm uma ligação forte com átomo de hidrogênio ácido (h^δ+-X^δ-), então eles têm um baixo grau de dissociação de hidrogênio. Isso resulta na base conjugada de ácido fraco tem grande avidez pelo hidrogênio, sendo uma base conjugada forte.

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Isto é, a base conjugada de um ácido fraco é muito instável, porque aceita h⁺ retornou com muita facilidade. Quanto mais instável essa base conjugada, mais fraco o ácido estará em questão.

Baixa condutividade iônica

Sendo pouco ionizados, os ácidos fracos são condutores de eletricidade pobres, ao contrário de ácidos fortes que são bons condutores de eletricidade.

Presença na natureza

Os ácidos fracos são amplamente distribuídos na natureza, por exemplo, estão em frutas cítricas (limão, toranja, laranja, etc.).

Eles também estão presentes em vários processos que ocorrem em todos os seres vivos. Alguns desses ácidos fracos biológicos são piruvicos, láticos, cítricos, fumáticos, succínicos, glutâmicos, etc., e até a hemoglobina oxigenada libera hidrogenions, por isso se comporta como um ácido fraco.

Então, pode -se concluir que o homem vive em contato permanente com ácidos fracos.

Como calcular o pH de um ácido fraco?

O pH de um ácido fraco pode ser calculado usando a constante de acidização (KA) ou usando a equação de Henderson-Haselbalch. No primeiro exemplo, o KA será usado.

Com constante de acidez

Calcule o pH de uma solução 0.5 m de ácido benzóico (C₆H₅COOH), que possui uma constante de ionização (ka) = 1.8 x 10^-5

C₆H₅COOH ⇌ c₆H₅COO^-   +             H⁺  (1)

Se a quantidade de ácido que se dissocia for chamada x, então 0.5 M-X será a concentração de ácido fraco não dissociado em equilíbrio, sendo a concentração da base do conjugado de ácido benzóico e concentração de íons de hidrogênio.

A equação (1) pode ser representada da seguinte maneira:

0.5 m-x ⇌ x +x

Os ácidos fracos são ionizados em uma proporção muito baixa, portanto a concentração de ácido benzóico no equilíbrio de (0.5 m-x), pode ser assumido como 0.5 m, desde x <<< 0.5. Sustituyendo en la expresión de Ka resolvemos para X:

Ka = [a^-] [H⁺] / [Ha]

1.8 x 10^-5 = (X) (x) / 0.5m

X² = (1.8 x 10^-5) (0.5m)

X = 3 x 10^-3 M

Portanto, [H⁺] é igual a 3 x 10^-3 M. Nós resolvemos então calculando o pH:

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ph = - log [h⁺]

= - log [3 x 10^-3]

pH = 2.52

Observe que o pH é relativamente ácido, pois está localizado abaixo de 3 ou 4.

Com a equação de Henderson-Haselbalch

A equação de Henderson-Haselbalch é usada para calcular o pH de uma solução tampão:

ph = pka + log [base conjugada] / [ácido]

Exemplo:

O hidróxido de sódio (NaOH) é adicionado a uma solução de ácido acético, produzindo uma concentração final de ácido acético (CH₃COOH) 1.11 x 10^-2 mol/l e uma concentração de base conjugada (escolha₃COO^-) de 0.44 x 10^-2 mol/l. Se o ácido acético PKA for 4.75 Calcule o pH da solução.

pH = 4.75 +log [a^-] / [Ha]

pH = 4.75 +log (0.44 x 10^-2 / 1.11 x 10^-2)

= 4.75+ log 0.396

= 4.348

Exemplos de ácido fraco

Vários ácidos fracos acompanhados por seus valores de PKA serão listados abaixo:

• CH₃COOH (ácido acético), PKA 4.75
• HCOOH (ácido fórmico), PKA 3.74
• C₆H₅COOH (ácido benzóico), PKA 5.59
• CH₂CLCOOH (ácido cloroacético), PKA 2.85
• HCN (ácido canífrico), PKA 9.31
• HF.17
• C₂H₅COOH (ácido propiônico), PKA 4.89
• Hno₂ (Ácido nitroso), pka 3.35
• H₂S (ácido sulfeto), pka₁ 6.0 e pka₂ 12.92
• Ccl₃COOH (ácido tricloroacético), pka 0.52
• H₂Co₃ (ácido carbônico), pka₁ 6.37 e PKA₂ 10.22
• H₃Po₄ (ácido fosfórico), pka₁ 2.12, pka₂ 4.21 e pka₃ onze.0
• C₆H₅SW₃H (ácido benzefônico), pka 0.70
• Hio₃ (Ácido yodium), pka 0.77
• HCLO₂ (Ácido cloro), pka 2.0
• CH₃CH₂(OH) COOH (ácido lático), PKa 3.08

Ácidos fracos com usos terapêuticos

• Ácido salicílico, pka 3.00
• Ácido acetilsalicílico, pka 3.49
• Furosemida, pka 3.90
• Ibuprofeno, pka 4.40
• Levodopa, pka 2.30
• Fenobarbital, PKa 7.40
• Warfarina, PKA 5.0
• Teofilina, PKA 8.80

Referências

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