Ácidos e Bases no ENEM

Fala Gás Nobre, tudo bem? Preparado para reagir? Nesse artigo, vou falar sobre os ácidos e bases no ENEM.

Você já deve estar antenado(a) que sou muito preocupado com as coisas que escrevo aqui, e que procuro sempre trazer o maior número de informações possíveis, focando bastante no “aspecto prático da coisa”.

Pensando nisso, resolvi começar esse artigo compartilhando (e organizando) a linha de raciocínio, para abordar esse tema com você, pois tendo em visto que o tema “ácidos e bases” é bastante extenso, nada melhor do que informar e orientar, mostrando os aspectos mais importante desse conteúdo, você não acha?

O QUE DIZ A MATRIZ DE REFERÊNCIA SOBRE ESSE TEMA?

A matriz de referência do ENEM, aborda em dois momentos algo que considero importante mostrar para você. Resolvi tirar um print dessas partes, e já marcar o que vou abordar aqui. Observe:

Talvez você tenha interesse de ler esse documento na íntegra, e imaginando que você vai procurá-lo, resolvi me adiantar e colocar o link logo aqui. CLIQUE AQUI e continue a leitura depois. Por enquanto, continue aqui comigo.

TRECHOS DA MATRIZ DE REFERÊNCIA QUE VAMOS ABORDAR NESSE ARTIGO

Como você pôde reparar nas marcações, é importante saber como definir, classificar, identificar as propriedades, formulação e nomenclatura, dos ácidos e bases. Essas competências, por si só, já são muitas coisas para abordar. Mas como há um tópico, que fala sobre a Indústria Química, e esse tópico relaciona a Química com as Tecnologias, a Sociedade e o Meio ambiente, resolvi juntar a “fome com a vontade de comer”, e vou focar no hidróxido de sódio, ácido sulfúrico e ácido nítrico, passando pelas principais características.

Então fique até o final desse artigo, pois temos muitas coisas para abordar.

ÁCIDO SULFÚRICO E O ÁCIDO NÍTRICO

Começando pelos ácidos, nada melhor do que começar falando da sua definição, você não acha? Afinal de contas, o que seria considerado ácido?

Essa não é uma pergunta simples de se responder, pois há diversas teorias que definem o que é ácido. O mesmo serve para as bases. Mas para não “embolar o meio de campo”, vou utilizar da teoria mais simples, que é a Teoria de Arrhenius.

A Teoria de Arrhenius nos diz que, um ácido vem ser uma substância que ao colocarmos em água, tem-se exclusivamente a liberação de cátion o H⁺, que modernamente é representado por H₃O⁺ (chamamos de cátion hidrônio).

Logo abaixo, estou representando as equações de ionização do ácido nítrico (HNO₃) e ácido sulfúrico (H₂SO₄). Observe:

HNO_3(aq) + H₂O_(l) → H₃O⁺_(aq) + NO₃^–_(aq)

H₂SO_4(aq) + 2 H₂O_(l) → 2 H₃O⁺_(aq) + SO₄^2-_(aq)

A solução formada é classificada como solução eletrolítica, pois é capaz de conduzir eletricidade.

Tendo em vista que acabamos de abordar a definição, nomenclatura e formulação desses ácidos, quais são as suas propriedades?

Tanto o ácido nítrico, quanto o sulfúrico, são classificados (quando o critério é a força de um ácido) como ácidos fortes. Não sei se você se recorda, mas comentei sobre esses dois ácidos no artigo sobre Chuva Ácida, você se recorda?

Caso não, clique aqui para ver esse artigo.

Existem ácidos fortes, moderados e fracos.

Mas afinal de contas, como identificar a força de um ácido?

Para responder essa pergunta, temos uma regrinha que ajuda bastante. É claro que há exceções, mas não vamos entrar nesse mérito, tá?

A regra nos diz que os ácidos que não contém oxigênio (chamamos de hidrácidos), temos o seguinte direcionamento:

ÁCIDOS FORTES: ácido clorídrico (HCl), ácido bromídrico (HBr) e ácido iodídrico (HI)

ÁCIDO MODERADO: ácido fluorídrico (HF)

ÁCIDOS FRACOS: demais hidrácidos

Os ácidos que apresentam oxigênio (chamamos de oxiácidos), existe um pequeno cálculo para se fazer, visando identificar a força. Nesse cálculo, pegamos o número de oxigênios (x) e subtraímos do número de hidrogênios (y).

H_yElementoO_x

ÁCIDOS FORTES: x – y ≥ 2 | ácido sulfúrico (H₂SO₄), ácido nítrico (HNO₃), ácido perclórico (HClO₄), etc

ÁCIDOS MODERADOS: x – y = 1 | ácido nitroso (HNO₂), ácido fosfórico (H₃PO₄), ácido sulfuroso (H₂SO₃), etc

ÁCIDOS FRACOS: x – y = 0 | ácido carbônico (H₂CO₃), ácido hipocloroso (HClO), etc

Antes que você pense em me corrigir, saiba que o ácido carbônico é um ácido fraco. Eu tinha comentado que não ia entrar nas exceções, mas essa exceção é importante. Muito embora o cálculo seria 1, que nos indicaria um ácido moderado, o ácido carbônico é um ácido fraco, e além disso, é um ácido instável.

Inclusive, falo sobre ele no artigo de Chuva Ácida 😀

O ácido sulfúrico possui diversas aplicações na indústria, dentre eles: produção de fertilizantes (que é o mais aplicado), síntese química, tratamento de águas residuais, refinamento de petróleo, e muito mais. De tão importante, a quantidade que um país utiliza deste ácido pode ser utilizado como indicativo da força industrial.

O ácido nítrico também possui diversas aplicações, dentre eles: corantes, explosivos, fibras sintéticas, galvanoplastia, e muito mais.

Pois bem, agora que fizemos uma visão geral, com pontos importantes sobre os ácidos, visando atender características mencionadas na matriz de referência do ENEM, falta a gente abordar 2 detalhes:

1. Produção industrial do ácido nítrico e sulfúrico
2. A reação entre ácidos e bases (a reação de neutralização)

SOBRE A PRODUÇÃO INDUSTRIAL DO ÁCIDO NÍTRICO, ÁCIDO SULFÚRICO E HIDRÓXIDO DE SÓDIO (SODA CÁUSTICA), CLORO E AMÔNIA.

Gás Nobre, sabendo que o processo de produção industrial do ácido nítrico, ácido sulfúrico, hidróxido de sódio (NaOH), cloro (Cl₂) e amônia (NH₃), são tópicos mega importantes, e que abrangem uma série de reações, nós do Ciência em Ação gravamos uma aula sobre isso, falando de todos os detalhes.

No final desse artigo, vou colocar o link para você, tá? Continue a sua leitura, pois agora vou dar foco nas bases.

HIDRÓXIDO DE SÓDIO (E OUTRAS BASES)

Comentei que precisamos falar sobre a reação de neutralização, que é a reação que ocorre entre os ácidos e as bases. Mas antes de falar sobre isso, vamos seguir a mesma linha de raciocínio da abordagem dos ácidos, a aplicar nas bases.

De acordo com Arrhenius, uma base vem ser a substância que ao ser colocada em água, se dissociam e liberam exclusivamente como ânions, o ânion OH^–. Observe a dissociação em água do hidróxido de sódio (NaOH):

NaOH_(aq) → Na⁺_(aq) + OH^–_(aq)

Outras bases:

• hidróxido de magnésio: Mg(OH)_2(aq) → Mg²⁺_(aq) + 2 OH^–_(aq)
• hidróxido de alumínio: Al(OH)_3(aq) → Al³⁺_(aq) + 3 OH^–_(aq)

O hidróxido de sódio, também conhecido como soda cáustica, é bastante utilizado para a fabricação de papel, tecidos, sabões e detergentes, alimentos e outros, mas muito provavelmente você o conhece bastante na utilização como uma das soluções para desentupir encanamentos.

Assim como os ácidos, podemos analisar a força de uma base, que poderá ser classificada como forte ou fraca.

Bases fortes são formadas por metais alcalinos (grupo I da tabela periódica) e alcalinos terrosos (grupo II da tabela periódica), com exceção das formadas por Be e Mg.

As bases fracas são formadas por Be, Mg e demais cátions, como por exemplo, o alumínio e amônio (NH₄⁺).

O hidróxido de sódio é considerado uma base forte, enquanto o hidróxido de magnésio e alumínio são bases fracas.

A REAÇÃO DE NEUTRALIZAÇÃO

Essa é uma reação famosa, que você não pode ir para o ENEM sem saber do que se trata.

ácido + base → sal + água

Um exemplo clássico, é a reação entre o hidróxido de sódio e o ácido clorídrico. Observe:

NaOH_(aq) + HCl_(aq) → NaCl_(aq) + H₂O_(l)

Muito embora isso seja um mantra da química (ácido com base forma sal e água), na verdade essa reação forma apenas água. 

Calma que eu vou explicar com mais detalhes.

Tanto o hidróxido de sódio, quanto o ácido clorídrico, estão em solução aquosa. Isso significa que eu posso escrever os íons, já que estas substâncias estão dissociadas. Basicamente, vou escrever somente os reagente da reação acima, pensando na Teoria de Arrhenius.

Na⁺_(aq) + OH^–_(aq) + H⁺_(aq) + Cl^–_(aq)

Como essa reação forma o cloreto de sódio (NaCl), que se trata de um sal, devemos considerar que ele também estará dissociado. Colocando todos os participantes, teremos:

Na⁺_(aq) + OH^–_(aq) + H⁺_(aq) + Cl^–_(aq) → Na⁺_(aq) +  Cl^–_(aq) + H₂O_(l)

Observe que o cátion sódio e ânion cloreto se repetem. Com isso, podemos cancelar esses íons, permanecendo apenas:

H⁺_(aq) + OH^–_(aq)  → H₂O_(l)

A representação acima é o que chamamos de equação iônica, e o cátion sódio e ânion cloreto são classificados como íons espectadores.

Mas e se a reação fosse entre o ácido sulfúrico e o hidróxido de sódio, como seria a escrita da equação que representa essa reação, sem ser da forma iônica? Observe:

2 NaOH_(aq) + H₂SO_4(aq)  → Na₂SO_4(aq) + 2 H₂O_(l)

Repare que nessa equação temos o coeficiente estequiométrico 2 para a base e a água. É muito importante que você vá enfrentar o ENEM sabendo como efetuar o balanceamento de uma equação. Por falar nisso, caso você não saiba, eu já escrevi um artigo sobre esse tema aqui para o nosso blog. 

Se você ainda não leu, saiba que dei uma super dica, que é a “Regra do MACHO”. Você conhece essa regra? Caso não, clique aqui!

Gás Nobre, agora que já demos uma visão geral, com pontos importantes para a sua preparação, que tal um aprofundamento com mais detalhes? Acesse os vídeos logo abaixo:

Funções Inorgânicas: Ácidos

Funções Inorgânicas: Bases

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