Olá, colegas da Casa da Química!
Hoje vamos conversar um pouco sobre as teorias ácido-base.
O termo ácido vem do latim acetum, que quer dizer "azedo". As substâncias que possuíam essa propriedade organoléptica era considerada um ácido. As substâncias que neutralizavam a sensação azeda dos ácidos eram conhecidas como álkalis, do árabe al-kali, que significa "cinzas de flor". Hoje, conhecemos os álkalis como base.
- Ácidos e bases de Arrhênius
- ÁCIDOS: Substâncias que liberam um próton (H+) em solução aquosa;
- BASES: Substâncias que liberam uma hidroxila (OH-) em solução aquosa.
Diante disso, temos que espécies químicas como HCl, H2SO4, HCN são ácidos de Arrhênius, pois liberam um próton H+ em solução aquosa. Ex:
HCl + H2O > H+ + Cl-
E as seguintes espécies químicas são bases: NaOH, LiOH, Ca(OH)2 e etc. Por exemplo, o NaOH em água, temos:
NaOH + H2O > Na+ + Cl-
A visão de Arrhênius apresenta basicamente duas limitações:
- Se resume a apenas soluções aquosas;
- Considera o H+ como um próton livre.
Teoria propostas pelo químico inglês Johannes Nicolaus Brönsted e o químico dinarmaquês Thomas Martin Lowry em 1923 (isso mesmo... já no século XX).
A teoria ácido-base de Bronsted – Lowry explica os processos nas reações ácido-base. Dentro desta visão, temos uma relação entre as substâncias. Um ácido só existe se tiver uma base. Não existe ácido ou base por si só. Diante disso:
- BASES: Substâncias que recebem um próton (H+).
Ora, se uma substância doa um próton, sendo ácido, alguma outra espécie deve receber, fazendo o papel da base. Isso explica a natureza do íon H+ em solução aquosa, visto que o mesmo, sendo um próton, interage com outras espécies que estão no sistema. Portanto, na seguinte ionização:
HCl + H2O > H+ + Cl-
HCl + H2O > H3O+ + Cl-
Concluímos que o HCl é um ácido de Bronsted-Lowry e a água é a base.
- Ácidos e bases de Lewis
Teoria proposta pelo químico americano Gilbert Newton Lewis, também no século XX. Dentro de sua visão, também temos um jogo relacional, porém, diferentemente da teoria de Bronsted-Lowry, ele não cita transferência de prótons, e sim de pares eletrônicos. Diante disso:
- ÁCIDOS: são “receptores” de pares de elétrons;
- BASES: são “doadores” de pares de elétrons.
Cu2+ + 4NH3 > [Cu(NH3)4]2+
Na formação do íon complexo acima, temos que o cobre irá atuar como ácido de Lewis, pois irá “receber” o par de elétrons livres do nitrogênio, afim de forma a esfera de coordenação. Neste sentido, a amônia será a base de Lewis. Algumas bases de Lewis comuns são os compostos de Grignard e sais como BF3 e AlCl3.
Obviamente, eu não falei tudo sobre as três teorias ácido-base. Não gosto de escrever posts longos, pois, em sua maioria, são cansativos. Aqui, ofereci apenas uma breve explicação, em linhas gerais, acerca dos ácidos e bases. Existe muita coisa além daquilo que escrevi neste post. Portanto, continue suas pesquisas! Veja a questão dos pares conjugados ácido-base da teoria de Bronsted-Lowry, do caráter anfótero que alguns ácidos/bases de Bronsted-Lowry apresentam e aprofunde sua leitura sobre a teoria da dissociação iônica de Arrhênius e a teoria de Lewis aplicada na formação de íons complexos.
Bons estudos e até a próxima!
O quanto do palito de fósforo você usa ao acender o fogão de sua casa?
Pesquisei um pouco na Internet algum dado referente à quantos palitos de fósforos são produzidos com uma árvore. Infelizmente, depois de muito procurar, não achei (quem souber este dado, favor, deixar um comentário.. obrigado!). Então, vamos fazer um cálculo simples:
- Descobri que palitos de fósforo podem ser produzidos a partir de um tipo de árvore que se chama Embaúba. Este tipo de árvore pode chegar a 15 m de altura e tronco com 15 a 20cm de diâmetro. Imaginemos que uma árvore dessa pesa 200kg (sou péssimo em estimativas.. mas vamos lá...). Então, temos 200kg de madeira para fabricar palitos de fósforo. Se cada palito tem uma massa de 2g, temos que uma árvore como essa nos fornece 200.000 palitos de fósforo.
- Somos 190 milhões de brasileiros. Vamos supor que temos uma caixa de fósforo a cada família de 4 pessoas. Deste modo, temos cerca de 47,5 milhões de caixinhas de fósforos sendo usadas. Como cada caixinha tem 40 palitos (em média) temos, então, 19 bilhões de palitos de fósforos. Como cada palito tem em média 8cm, temos aí 152 bilhões de centímetros de palitos de fósforo. Vamos considerar que a cada palitinho que usamos, queimamos em média 0,5cm. Então, consumimos 9,5 bilhões de centímetros e os outros 142,5 bilhões de centímetros são jogados no lixo. Esses 142,5 bilhões de centímetros equivalem a 17,9 bilhões de palitinhos que, por sua vez, é o equivalente a 89.062 árvores de Embaúbas que vão para o lixo!!! Muito, não acha?
Obviamente, fizemos estes cálculos com aproximações grosseiras. Porém, se você analisar de forma qualitativa, verá que realmente, estamos jogando mais árvores no lixo que usando efetivamente... não duvido que o valor real seja próximo do nosso encontrado nos cálculos acima...
Como resolver isso? boa pergunta... que tal começarmos a usar aquele isqueiro velho para acendermos o fogão? ou usar um acendedor elétrico? bem... se cada um achar uma alternativa, podem ter certeza, que várias Embaúbas serão salvas..
É isso! Química para um Mundo melhor!
Até mais!
Cristais de Bismuto
Aquiles, o herói grego, e a tartaruga decidem apostar uma corrida de 100m. Como a velocidade de Aquiles é 10 vezes a da tartaruga, esta recebe a vantagem de começar a corrida 80m na frente da linha de largada.
No intervalo de tempo em que Aquiles percorre os 80m que o separam da tartaruga, esta percorre 8m e continua na frente de Aquiles. No intervalo de tempo em que ele percorre mais 8m, a tartaruga já anda mais 0,8m; ele anda esses 0,8m, e a tartaruga terá andando mais 0,08 metros. Esse raciocínio segue assim sucessivamente, levando á conclusão de que Aquiles jamais poderá ultrapassar a tartaruga, uma vez que sempre que ele se aproximar dela, ela já terá andado mais um pouco. Em termos matemáticos, seria dizer que o limite, com o espaço entre a tartaruga e Aquiles tendendo a 0, do espaço de Aquiles, é a tartaruga. Ou seja, ele virtualmente alcança a tartaruga, mas nessa linha de raciocínio, não importa quanto tempo se passe, Aquiles nunca alcançará a tartaruga nem, portanto, poderá ultrapassá-la.
Esse paradoxo vale-se fortemente do conceito de referencial. Dada uma corrida somente de Aquiles, sem estar contra ninguém, seu movimento é ilimitado. Ao se colocar, porém, a tartaruga, cria-se um referencial para o movimento de Aquiles, que é o que causa o paradoxo. De fato, o movimento dele é independente do movimento da tartaruga; se adotamos a tartaruga como um padrão para determinar o movimento dele, criamos uma situação artificial em que Aquiles é regido pelo espaço da tartaruga. É uma visão do problema que pode remeter à mecânica quântica e ao Princípio da Incerteza formulado por Werner Heisenberg em 1927. Esse princípio rege que quão maior a certeza da localização de uma partícula, menor a certeza de seu momento, e isso é implicado pela existência de um observador no sistema físico. Analogamente, o paradoxo de Aquiles e da tartaruga tem sua interpretação mudada conforme a existência ou não da última.
Ao se afirmar que, por tal argumento explícito acima, Aquiles nunca alcançará a tartaruga, Zeno desconsidera qualquer reflexão sobre o que é o tempo. A conclusão de que a tartaruga sempre estará a frente se sustenta sobre o argumento de infinitos deslocamentos simultânteos, de Aquiles e da tartaruga, mas que representam sempre um décimo em relação ao deslocamento anterior. Analogamente, o tempo transcorrido para cada deslocamento irá ser de um décimo do tempo do deslocamento anterior. Logo, tem-se que o tempo transcorrido é uma progressão geométrica de razão inferior a "um", o que significa que somando-se os infinitos intervalos de tempo dessa progressão, haverá um valor limite ao qual a somatória converge. Encontra-se, então, uma incoerência no paradoxo, porque ele define que a tartaruga nunca será alcançada, porém a análise temporal demonstra que isto acontecerá apenas neste intervalo de tempo fixo.
Supondo agora uma extensão da mecânica quântica (ainda em discussão na comunidade científica) na qual o tempo pode ser caracterizado por unidades mínimas indivisíveis, o paradoxo perde sua lógica à medida que os intervalos de tempo se aproximam da unidade fundamental, na qual o valor absoluto da velocidade de Aquiles é superior a da tartaruga, e consequentemente haverá a ultrapassagem, tornando Aquiles o vencedor da corrida.
