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Conceito de ácido e de base

No início do século XIX, ácidos e bases eram definidos por suas propriedades. Reconheciam-se nos ácidos: sabor azedo; poder de colorir de vermelho o tornassol azul (indicador de pH); dissolver metais ativos desprendendo hidrogênio; neutralizar as bases. As bases eram destacadas por: sabor amargo; tato saponáceo; poder de colorir de azul o tornassol vermelho; neutralizar os ácidos. Hoje, há vários critérios para classificar essas substâncias. Os três critérios mais utilizados são:
 
 
 
1a. Modelo de Arrhenius
Este cientista considerava um ácido a substância que, em solução aquosa, se dissociava em um ânion ( ) e cátions (H+): imagem 
 
Base, ao contrário, era a substância que, em solução aquosa, dissociava-se gerando um cátion (+) e ânions hidroxila (OH  ): imagem 
 
1b. Modelo de Brönsted-Lowry

Em 1923, J.N. Brönsted e T.M. Lowry propuseram um modelo no qual os ácidos são capazes de ceder prótons (íons H+) e as bases são substâncias capazes de aceitá-los.
A definição tem pontos importantes: não exige que seja em solução; como a cisão é reversível, a substância que recebe o próton transforma-se automaticamente num ácido e a que cede o próton transforma-se numa base, podendo recuperar o próton ao inverter-se o processo.
 
1c. Modelo de Lewis

Também em 1923, G.N. Lewis considerou ácido como a substância capaz de aceitar um par de elétrons de outra substância, chamada base, para se unir a ela por uma ligação covalente coordenada: o ácido possuiria orbitais vazios e a base ficaria saturada eletronicamente.
 
Força dos ácidos e das bases

Progressivamente, os critérios anteriores tornaram-se mais abrangentes. Com diferença de matizes, os pesquisadores coincidiram em que a força de um ácido reside na sua tendência a ceder prótons e a de uma base, em sua tendência a captá-los. Mede-se essa força pelo grau de dissociação do ácido ou da base alfa d, onde:
Quanto maior o valor de alfa , mais forte é o ácido ou a base.
 
2a. Constantes de acidez e de basicidade
Como a troca de prótons é um processo de equilíbrio, pode-se aplicar a ela as leis do equilíbrio químico. Assim, para o processo HX + H2O setadupX + H3O+, onde a concentração da água [H2O] é praticamente constante, a constante de acidez Ka é calculada:
 
Da mesma forma, pode-se calcular Kb, a constante de basicidade. Seria, para o processo MOHsetadup M+ + OH  :

 
 
Quanto maior Ka e Kb maiores também alfad. Assim, um ácido é forte se Ka for seta5x10  2 e uma base é forte se Kb também forseta 5x10  2.
 
Medida de acidez

A acidez de uma solução é medida pela concentração de íons H+ presentes, usando-se uma escala exponencial: o logaritmo decimal da concentração com o sinal trocado, conhecido como pH =  log[H+].
 
Titulação ácido-base

É a determinação da concentração de base desconhecida por meio de sua reação com um volume de ácido de concentração conhecida ou vice-versa. Dependendo da força relativa entre ácidos e bases, o final da reação (ponto de equivalência) ocorre em um pH diferente:

 
4a. Indicadores
São substâncias ácidas ou básicas que mudam de cor conforme o pH da solução. Como o ponto final da reação pode se realizar com diferentes pH, existe uma série de indicadores que mudam de cor em diferentes graus de acidez.
 
O NaOH (soda cáustica) misturado com a fenolftaleína tem cor vermelha. Ao se acrescentar HCl (ácido clorídrico), a base vai sendo consumida. Com uma gota
em excesso de ácido, a solução perderá a cor. Assim, determina-se o ponto de equivalência.
 

IndicadorIntervalo de viragem em unidades de pH
Alaranjado de metila

3,1 a 4,6

Verde de bromocresol

3,8 a 5,4

Vermelho de metila

4,2 a 6,3

Azul de bromotimol

6,0 a 7,6

Vermelho de fenol

6,6 a 8,6

Fenolftaleína

8,0 a 9,8

Timolftaleína

9,8 a 10,6

 
 
4b. Soluções com pH constantes
O químico dispõe de soluções para atenuar as variações de acidez. Elas recebem o nome de soluções-tampão. São obtidas com uma mistura de soluções de ácido fraco e um sal do mesmo ácido e um cátion proveniente de base forte ou com uma base fraca e um sal da referida base com um ânion proveniente de ácido forte. Os seres vivos possuem soluções-tampão em seus fluidos corporais.


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