TEORIA DE ARRHENIUS

Ácido: espécie capaz de libertar H⁺, em H₂O, formando H₃O⁺ (ionização)

Exemplo:

HCl + H₂O → H₃O⁺_(aq) + Cl^– _(aq)

solução ácida

Base: espécie capaz de liberar OH ^–, em H2O (dissociação).

Exemplo:

NaOH + H₂O → Na⁺_(aq) + OH^– _(aq)

solução básica

TEORIA DE BRÖNSTED-LOWRY (TEORIA PROTÔNICA)

Ácido: espécie química (molécula ou íon) que cede prótons (H⁺) em meio aquoso.

Base: espécie química (molécula ou íon) que recebe prótons (H⁺) em meio aquoso.

Exemplo:

Uma definição importante é que ácidos e bases conjugados são os que diferem entre si por H⁺. Observe:

TEORIA DE LEWIS

Ácido: espécie que aceita par de elétrons pois possuem orbitais vazios, de menor energia, ou que conseguem fazer uma ligação polar com o hidrogênio.

Base: espécie que cede par de elétrons para formar ligações.

COMPARANDO AS TRÊS TEORIAS DE ÁCIDO E BASE

A teoria de Arrhenius é restrita ao meio aquoso e à presença de hidrogênio no ácido e de hidroxila na base.

A teoria de Brönsted-Lowry abrange a de Arrhenius e amplia o conceito para substâncias que não se encontram em meio aquoso, mas é restrita à presença de H⁺ (próton).

A teoria de Lewis engloba as teorias de Arrhenius e Brönsted-Lowry e amplia o conceito para substâncias que não se encontram em meio aquoso e não fazem transferência de H⁺ (próton).

Esquematizando:

ACIDEZ NA QUÍMICA ORGÂNICA

Todos os compostos orgânicos que se ionizam e liberam H⁺ em solução são ácidos.

Ácidos carboxílicos, álcoois e fenóis

O caráter “ácido” do ácido carboxílico é fraco quando comparado aos ácidos inorgânicos. Lembre-se que a força do ácido pode ser medida pela constante de ionização (Ka). Quanto maior o Ka, mais forte será o ácido e vice-versa.

A força do ácido diminui com o aumento da cadeia. Isto ocorre porque a cadeia tem efeito indutivo positivo (+I), empurrando os elétrons para a carboxila, aumentando a densidade eletrônica e dificultando a saída (ionização) do H+.

Exemplo:

CH₃ – COOH Ka = 1,8 x 10^–5

CH₃ – CH₂ – COOH Ka = 1,4 x 10^–5

Ao contrário, qualquer radical de efeito eletrônico negativo (–I) irá aumentar a força do ácido.

Exemplo:

Cl – CH₂ – COOH Ka = 1,4 x 10^–3

Cl – CH – COOH Ka = 5,0 x 10^–2

|

Cl

Os álcoois e fenóis têm constantes de ionização bem menores que as dos ácidos carboxílicos.

Comparando com a Ka da água (Ka =  10^–14), observamos que o álcool possui caráter mais básico que a água. Logo temos:

álcool < água < fenol < ácido carboxílico

Aumento da acidez

AMINAS E AMIDAS

As aminas são consideradas “bases orgânicas”. Este caráter básico é devido ao par eletrônico livre que existe no nitrogênio.

As aminas alifáticas primárias (R – NH₂) são bases mais fortes que o amoníaco (NH₃), pois o grupo alquila (R^–) empurra os elétrons (efeito +I) em direção ao grupo amino, aumentando a densidade eletrônica do nitrogênio e facilitando a captura ao H⁺ para formar o R – NH⁺³.

As aminas alifáticas secundárias (R2 – NH) são mais fortes que as aminas primárias, por ter dois grupos alquila empurrando os elétrons.

As aminas alifáticas terciárias (R3 – N) são bases mais fracas (onde, pelo raciocínio seguido, deveriam ser mais fortes). Isto ocorre porque a existência de três grupos alquila ao redor do nitrogênio deixam pouco espaço para o H⁺. Este fenômeno é conhecido como impedimento estéreo (ou impedimento espacial).

As aminas aromáticas são bases fraquíssimas, pois o par eletrônico do nitrogênio “foge” para o anel (ressonância), de modo que o H⁺, dificilmente, poderá protonizá-lo.

Generalizando, podemos dizer que qualquer grupo que tenha efeito +I para o nitrogênio aumenta a basicidade da amina, caso contrário, a basicidade diminui.

Em ordem decrescente de basicidade, temos:

R2NH > R-NH2 > NH > R3N > Ar-NH2 > Ar-NH2 > Ar3N

Nas amidas, ocorre o efeito de ressonância:

Logo, em virtude da fuga do par eletrônico do nitrogênio, as amidas perdem sua basicidade, consideradas, portanto, como substâncias neutras.

OBSERVAÇÃO

O nitrogênio é essencial para o crescimento de vegetais, em geral os adubos e fertilizantes são ricos em substâncias nitrogenadas entre elas a amônia (NH₃), que pode ser adicionada ao vinhoto produzido na fermentação da cana-de-açúcar para diminuir sua acidez e propiciar sua deposição em plantações com a função de fertilizantes.