6 tópicos fundamentais sobre ácidos no Enem

Reunimos para você que vai fazer Enem alguns tópicos fundamentais sobre ácidos, um tema de Química que pode aparecer no exame.

Tópicos importantes sobre ácidos no Enem

Um ramo da Química bastante cobrado no Enem é a Química Inorgânica, que estuda substâncias como ácidos, bases, sais, óxidos, hidretos etc. Em várias questões, o enfoque é dado aos ácidos inorgânicos.

Assim, neste texto, separamos para você seis tópicos fundamentais sobre ácidos, os quais vão auxiliá-lo na resolução de questões que, porventura, envolvam esse assunto no Enem.

1º: Propriedades dos ácidos

Os ácidos são substâncias que, segundo Arrhenius, possuem a capacidade de produzir hidrônios quando em água;
A fórmula de um ácido, geralmente, sempre se inicia com a sigla do elemento hidrogênio (por exemplo: HI);
Apresentam sabor azedo;
Muitos possuem um alto grau de corrosão;
São formados por ligações covalentes, logo, são moleculares;
São líquidos em temperatura ambiente;
São solúveis em água.

2º: Ionização dos ácidos

Os ácidos são substâncias que, quando misturadas com a água, sofrem o fenômeno da ionização, no qual há a produção de dois íons: o cátion hidrônio (H⁺ ou H₃O⁺) e um ânion qualquer (X^-).

A ionização de um ácido é representada por uma equação, como a proposta abaixo:

HX + H₂O → H⁺ + X^-

HX + H₂O → H₃O⁺ + X^-

A dissociação de um ácido faz com que um meio aquoso passe a ser condutor de corrente elétrica. A intensidade dessa condução está diretamente relacionada com a quantidade de íons formados na ionização do ácido em água (força dos ácidos).

3º) Força dos ácidos

A força de um ácido é a classificação fornecida a essa substância inorgânica em relação à capacidade dela de produzir íon hidrônio e um ânion quando dissolvida em água, ou seja, quando se ioniza.

Os ácidos são classificados, quanto à força, em fracos, moderados ou fortes, segundo os seguintes critérios a seguir:

a) Para os hidrácidos (ácidos que não possuem oxigênio na sua estrutura)

Fortes: Apenas o HCl, HBr e HI;
Moderado: Apenas o HF;
Fraco: todos os outros hidrácidos.

b) Para os oxiácidos (ácidos que possuem oxigênio na sua estrutura)

A força de um oxiácido depende de um cálculo simples, que se baseia na subtração do número de oxigênios pelo número de hidrogênios:

Força = O – H

Forte: quando a subtração do número de oxigênios pelo número de hidrogênios for igual ou maior que 2;
Moderado: quando a subtração do número de oxigênios pelo número de hidrogênios for igual a 1;
Fraco: quando a subtração do número de oxigênios pelo número de hidrogênios for igual a 0.

Se uma questão fornecer o ácido fosfórico (H₃PO₄), por exemplo, ele deve ser considerado moderado, já que o resultado da subtração entre o número de oxigênios e hidrogênios é igual a 1.

4º) Neutralização

Neutralização é a reação química na qual um ácido é transformado em um sal e há formação de água quando misturado com uma das substâncias abaixo:

a) Base inorgânica

Quando um ácido reage com uma base, temos a formação de um sal e água. Nessa reação temos a reação entre o cátion hidrônio do ácido e o ânion hidróxido da base para a formação da água. Veja um exemplo de equação que representa essa reação:

2 HCl + Mg(OH)₂ → MgCl₂ + 2H₂O

b) Sal básico

Quando um ácido interage com um sal básico (apresenta cátion proveniente de base forte e ânion proveniente de ácido fraco), os produtos formados são um sal qualquer e um ácido instável (H₂CO₃, H₂S₂O₃ ou H₂SO₃) ou mais fraco que o ácido presente no reagente.

O ácido instável formado sofre decomposição, formando água, um gás (SO₂ ou CO₂, dependendo do ácido) e ainda um sólido (no caso do H₂S₂O₃). Veja um exemplo de equação que representa o processo:

HCl + NaHCO₃ → H₂CO₃ + NaCl

c) Óxido básico

Quando um ácido reage com um óxido básico, o qual atua no processo como uma verdadeira base, temos a formação de um sal e água. Veja um exemplo de equação que representa essa reação:

2 HCl + BaO → BaCl₂ + H₂O

d) Óxido anfótero

Quando um ácido reage com um óxido anfótero, temos a formação de um sal e água. Isso acontece porque o óxido anfótero atua no processo como se fosse um óxido básico. Veja um exemplo de equação que representa essa reação:

6 HCl + Al₂O₃ → 2AlCl₃ + 3H₂O

5º) pH (potencial hidrogeniônico)

O pH é a medida do potencial hidrogeniônico de uma solução, ou seja, é a indicação da relação entre o teor de hidrônios e hidróxidos dispersos no solvente.

Geralmente são utilizadas algumas fórmulas para realizar o cálculo do pH de uma solução:

Envolvendo logaritmo

pH = -log[H⁺] ou pH = -log[H₃O⁺]

Envolvendo apenas a concentração de hidrônios

[H⁺] = 10^-pH ou [H₃O⁺] = 10^-pH

OBS.: Todas as fórmulas acima podem ser utilizadas para calcular o pOH de uma solução, ou seja, a concentração de íons hidróxido (OH^-), caso haja relevância na determinação do pH.

Envolvendo o pOH de uma solução

pH = 14 – pOH

O valor do pH é utilizado para determinar se uma solução é ácida, básica ou neutra, de acordo com o seguinte critério:

Solução ácida: pH < 7, logo, [H⁺]>[OH^-];

Solução básica: pH > 7, logo, [OH^-]>[H⁺];

Solução neutra: pH = 7, logo, [OH^-] = [H⁺].

6º) Ácidos no meio ambiente

A abordagem da relação de ácidos com o meio ambiente geralmente ocorre com os seguintes assuntos:

a) Chuva ácida

A chuva ácida é formada a partir da interação de alguns óxidos ácidos, os quais, quando interagem com a água na atmosfera, formam ácidos, geralmente fortes, deixando o pH da chuva abaixo de 7.

Alguns óxidos ácidos envolvidos na formação da chuva ácida são o dióxido de enxofre (SO₂), o dióxido de nitrogênio (NO₂) e o trióxido de enxofre (SO₃). Os ácidos formados na chuva ácida são o ácido sulfúrico (H₂SO₄) e o ácido nítrico (HNO₃).

b) Derramamento de ácido em um rio

Quando um volume de ácido é derramado de forma acidental em um rio, é necessária a administração de uma quantidade de sal básico para promover a neutralização da água e evitar a morte de peixes, por exemplo.

Um exemplo muito comum é a utilização de bicarbonato de sódio para neutralizar a água de um rio que recebeu um determinado volume de ácido sulfúrico.

Agora acompanhe exemplos de questões aplicadas no Enem que abordaram o tema “Ácidos”:

(Enem 2009) O processo de industrialização tem gerado sérios problemas de ordem ambiental, econômica e social, entre os quais se pode citar a chuva ácida. Os ácidos usualmente presentes em maiores proporções na água da chuva são o H₂CO₃, formado pela reação do CO₂ atmosférico com a água, o HNO₃, o HNO₂, o H₂SO₄ e o H₂SO₃. Esses quatro últimos são formados principalmente a partir da reação da água com os óxidos de nitrogênio e de enxofre gerados pela queima de combustíveis fósseis. A formação de chuva mais ou menos ácida depende não só da concentração do ácido formado, como também do tipo de ácido. Essa pode ser uma informação útil na elaboração de estratégias para minimizar esse problema ambiental. Se consideradas concentrações idênticas, quais dos ácidos citados no texto conferem maior acidez às águas das chuvas?

a) HNO₃ e HNO₂.

b) H₂SO₄ e H₂SO₃.

c) H₂SO₃ e HNO₂.

d) H₂SO₄ e HNO₃.

e) H₂CO₃ e H₂SO₃.

Resolução:

A reposta é a alternativa d) porque, para conferir maior acidez à chuva ácida, é necessária a presença de um ácido forte. Como todos os ácidos utilizados são oxigenados, basta subtrair o número de oxigênios pelo número de hidrogênios e verificar em que caso o ácido é forte (resultado maior ou igual a 2):

HNO₃ → 3-1 = 2

HNO₂ → 2-1 = 1

H₂SO₄ → 4-2 = 2

H₂SO₃ → 3-2 = 1

H₂CO₃ → 3-2 = 1

(Enem 2009) Visando a minimizar impactos ambientais, a legislação brasileira determina que resíduos químicos lançados diretamente no corpo receptor tenham pH entre 5,0 e 9,0. Um resíduo líquido aquoso gerado em um processo industrial tem concentração de íons hidroxila igual a 1,0 x 10^-10 mol/L. Para atender a legislação, um químico separou as seguintes substâncias, disponibilizadas no almoxarifado da empresa: CH₃COOH, Na₂SO₄, CH₃OH, K₂CO₃ e NH₄Cl. Para que o resíduo possa ser lançado diretamente no corpo receptor, qual substância poderia ser empregada no ajuste do pH?

a) CH₃COOH

b) Na₂SO₄

c) CH₃OH

d) K₂CO₃

e) NH₄Cl.

Resolução:

O exercício exige a determinação de uma substancia que realize o ajuste do pH, ou seja, promova a neutralização do meio. Para isso, é necessário conhecer inicialmente a característica do meio (ácido, básico ou neutro). Para isso, devemos fazer o seguinte:

1^o Passo: Determinar o pOH a partir da concentração de hidróxidos:

pOH = -log[OH^-]

pOH = -log10^-10

pOH = 10

2^o Passo: Determinar o pH do meio utilizando o pOH encontrado:

pH + pOH = 14

pH + 10 = 14

pH = 14-10

pH = 4

Como sabemos a caraterística do meio (ácido), já que o pH é menor que 7, para realizar o ajuste do pH, deve-se realizar a neutralização dele com uma substância básica.

3^o Passo: Determinação da substância básica

Uma substância básica geralmente apresenta um metal ligado a grupo OH. Como não temos nenhuma opção, devemos escolher um sal que apresente metal em sua composição, o que temos nas alternativas b e d. Porém, esse metal deve estar acompanhado de um ânion proveniente de ácido fraco, logo: