Teoria de ácidos e bases de Bronsted Lowry

A teoria ácido-base de Brønsted-Lowry (ou teoria de Bronsted Lowry) identifica ácidos fortes e fracos e bases baseadas em se a espécie aceita ou doa prótons ou H⁺. De acordo com a teoria, um ácido e uma base reagem entre si, fazendo com que o ácido forme sua base conjugada e a base para formar a sua ácido conjugado trocando um próton. A teoria foi proposta independentemente por Johannes Nicolaus Brønsted e Thomas Martin Lowry em 1923.

Em essência, a teoria ácido-base de Brønsted-Lowry é uma forma geral de a teoria de Arrhenius de ácidos e bases. De acordo com a teoria de Arrhenius, um ácido de Arrhenius é aquele que pode aumentar o íon hidrogênio (H⁺) em solução aquosa, enquanto uma base de Arrhenius é uma espécie que pode aumentar o íon hidróxido (OH^-) concentração na água. A teoria de Arrhenius é limitada porque apenas identifica reações ácido-base na água. A teoria de Bronsted-Lowry é uma definição mais abrangente, capaz de descrever o comportamento ácido-base sob uma ampla gama de condições. Independentemente do solvente, uma reação ácido-base de Bronsted-Lowry ocorre sempre que um próton é transferido de um reagente para o outro.

Principais tópicos: Teoria de ácido-base de Brønsted-Lowry

• Um ácido de Bronsted-Lowry é uma espécie química capaz de doar um próton ou cátion de hidrogênio.
• Uma base de Bronsted-Lowry é uma espécie química capaz de aceitar um próton. Em outras palavras, é uma espécie que tem um par de elétrons solitário disponível para ligação a H⁺.
• Depois que um ácido de Bronsted-Lowry doa um próton, ele forma sua base conjugada. O ácido conjugado de uma base de Bronsted-Lowry se forma uma vez que aceita um próton. O par ácido-base conjugado tem a mesma fórmula molecular que o par ácido-base original, exceto que o ácido tem mais um H⁺ comparado com a base conjugada.
• Ácidos e bases fortes são definidos como compostos que se ionizam completamente em água ou solução aquosa. Ácidos e bases fracos dissociam-se apenas parcialmente.
• De acordo com essa teoria, a água é anfotérica e pode atuar como uma base de ácido de Bronsted-Lowry e de base de Bronsted-Lowry.

Diferentemente do ácido e das bases Arrhenius, os pares ácido-base de Bronsted-Lowry podem se formar sem um reação em solução aquosa. Por exemplo, amônia e cloreto de hidrogênio podem reagir para formar cloreto de amônio sólido de acordo com a seguinte reação:

NH₃(g) + HCl (g) → NH₄Cl (s)

Nesta reação, o ácido Bronsted-Lowry é HCl porque doa um hidrogênio (próton) ao NH₃, a base de Bronsted-Lowry. Porque a reação não ocorre na água e porque nenhum reagente formou H⁺ ou OH^-, isso não seria uma reação ácido-base, de acordo com a definição de Arrhenius.

Para a reação entre o ácido clorídrico e a água, é fácil identificar os pares ácido-base conjugados:

HCl (aq) + H₂O (l) → H₃O⁺ + Cl^-aq)

O ácido clorídrico é o Ácido Bronsted-Lowry, enquanto a água é a base de Bronsted-Lowry. A base conjugada do ácido clorídrico é o íon cloreto, enquanto o ácido conjugado da água é o íon hidrônio.

Quando solicitado a identificar se uma reação química envolve ácidos ou bases fortes ou fracas, ajuda a observar a flecha entre os reagentes e os produtos. Um ácido ou base forte se dissocia completamente em seus íons, não deixando íons não dissociados após a conclusão da reação. A seta normalmente aponta da esquerda para a direita.

Por outro lado, ácidos e bases fracos não se dissociam completamente, então a seta da reação aponta para a esquerda e para a direita. Isso indica que um equilíbrio dinâmico é estabelecido no qual o ácido ou base fraco e sua forma dissociada permanecem ambos presentes na solução.

Um exemplo se a dissociação do ácido acético ácido fraco para formar íons hidrônio e íons acetato na água:

CH₃COOH (aq) + H₂O (l) ⇌ H₃O⁺(aq) + CH₃COO^-aq)

Na prática, você pode ser solicitado a escrever uma reação em vez de lhe dar. É uma boa ideia lembrar o curto lista de ácidos fortes e bases fortes. Outras espécies capazes de transferência de prótons são ácidos e bases fracos.

Alguns compostos podem atuar como um ácido fraco ou uma base fraca, dependendo da situação. Um exemplo é fosfato de hidrogênio, HPO₄^2-, que pode atuar como um ácido ou uma base na água. Quando diferentes reações são possíveis, as constantes de equilíbrio e o pH são usados ​​para determinar para que lado a reação continuará.