Química · 9.ª–12.ª classe

O que é um ácido?

  • 7 min de leitura
  • 4 exemplos resolvidos
  • 5 exercícios com solução
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Resposta curta

Um ácido é uma substância que, em solução aquosa, liberta iões H+ (segundo Arrhenius) ou, de modo mais geral, que cede protões (H+) a outra espécie (segundo Brønsted-Lowry). As soluções ácidas têm pH inferior a 7 (a 25 °C), sabor azedo e tornam vermelho o papel azul de tornesol. Exemplos: HCl, H2SO4, ácido acético.

Definição e características

Definição de Arrhenius

Ácido é a substância que, ao dissolver-se em água, aumenta a concentração de iões H+ (na realidade, H3O+, o ião hidrónio). Exemplo:

HCl → H+ + Cl−

Definição de Brønsted-Lowry

Ácido é a espécie que doa um protão (H+); base é a que o aceita. Esta definição é mais geral e não se limita a soluções em água. Exemplo: HCl + H2O → H3O+ + Cl−; o HCl cede um protão à água.

Propriedades gerais

  • Sabor azedo (nunca se prova nenhuma substância num laboratório).
  • Tornam vermelho o papel azul de tornesol; a fenolftaleína fica incolor.
  • Têm pH < 7 (a 25 °C).
  • Reagem com metais ativos, libertando hidrogénio: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2.
  • Reagem com carbonatos, libertando dióxido de carbono: CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2.
  • Reagem com bases (neutralização), formando sal e água.
  • As soluções aquosas conduzem a corrente elétrica, pois contêm iões.

Ácidos fortes e fracos

TipoO que acontece em águaExemplos
Forteioniza-se praticamente por completoHCl, HBr, HNO3, H2SO4 (1.ª ionização)
Fracoioniza-se só em parteCH3COOH (ácido acético), H2CO3, HF

A força de um ácido é diferente da sua concentração: pode haver uma solução diluída de ácido forte ou uma solução concentrada de ácido fraco.

pH

O pH mede a acidez de uma solução:

pH

pH = −log [H3O+] (a concentração em mol/dm3) Se [H3O+] = 1 × 10−n mol/dm3, então pH = n

Cada unidade de pH corresponde a uma variação de 10 vezes na concentração de H3O+. Um pH mais baixo significa uma solução mais ácida.

Exemplos do quotidiano

  • Vinagre: contém ácido acético (CH3COOH).
  • Limão e laranja: contêm ácido cítrico.
  • Estômago: o suco gástrico contém ácido clorídrico, que ajuda a digestão.
  • Bateria de automóvel: usa ácido sulfúrico diluído.
  • Refrigerantes gaseificados: contêm ácido carbónico (CO2 dissolvido em água).

Importância e aplicações

Os ácidos servem para produzir fertilizantes, detergentes, medicamentos, baterias e conservantes de alimentos. O ácido sulfúrico é uma das substâncias químicas mais produzidas no mundo. Também são essenciais ao organismo (digestão, ácidos nucleicos, aminoácidos).

Atenção

Os ácidos concentrados são corrosivos. Em laboratório use sempre óculos e luvas e, ao diluir, adicione o ácido à água, nunca o contrário.

Exemplos resolvidos

Exemplo 1 — Identificar o ácido e escrever a ionização

Enunciado: Escreva a equação de ionização do ácido nítrico (HNO3) em água e indique o catião responsável pela acidez.

Resolução:

  1. O HNO3 cede um protão à água.
  2. HNO3 + H2O → H3O+ + NO3−.
  3. O ião que dá acidez à solução é o H3O+.

Resposta: HNO3 + H2O → H3O+ + NO3−; catião: H3O+. Verificação: cargas: 0 no reagente e +1 − 1 = 0 no produto.

Exemplo 2 — Calcular o pH

Enunciado: Calcule o pH de uma solução de HCl 0,001 mol/dm3, admitindo ionização total.

Resolução:

  1. HCl é ácido forte, monoprótico: [H3O+] = 0,001 mol/dm3 = 1 × 10−3.
  2. pH = −log(10−3) = 3.

Resposta: pH = 3. Verificação: é menor do que 7, como esperado para um ácido.

Exemplo 3 — Comparar duas soluções

Enunciado: Uma solução tem pH 3 e outra tem pH 5. Qual é mais ácida e quantas vezes tem mais H3O+?

Resolução:

  1. A de pH 3 é a mais ácida (pH mais baixo).
  2. [H3O+] a pH 3: 10−3; a pH 5: 10−5.
  3. Razão: 10−3 ÷ 10−5 = 102 = 100.

Resposta: a de pH 3 é mais ácida e tem 100 vezes mais H3O+. Verificação: diferença de 2 unidades de pH = 102.

Exemplo 4 — Reação de um ácido com um carbonato

Enunciado: Um pedaço de calcário (CaCO3) é colocado em ácido clorídrico e observa-se efervescência. Escreva a equação e identifique o gás.

Resolução:

  1. Ácido + carbonato → sal + água + dióxido de carbono.
  2. CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2.
  3. A efervescência é a libertação de CO2.

Resposta: CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2; o gás é o dióxido de carbono. Verificação: Ca: 1 e 1; C: 1 e 1; O: 3 e 1 + 2 = 3; H: 2 e 2; Cl: 2 e 2.

Erros e confusões frequentes

  • Dizer que todos os compostos com hidrogénio são ácidos. A água e o metano têm H e não são ácidos.
  • Confundir ácido forte com ácido concentrado. Força refere-se à ionização; concentração, à quantidade dissolvida.
  • Achar que um pH mais alto é mais ácido. É o contrário: pH baixo, acidez alta.
  • Trocar o sinal no cálculo do pH. pH = −log[H3O+]; com 10−3, pH = 3, não −3.
  • Dizer que o H+ existe isolado em água. Está ligado a uma molécula de água, H3O+.
  • Provar ou cheirar ácidos para os identificar. Use indicadores.

Exercícios propostos

Tente resolver primeiro no caderno; depois confira.

1Exercício 1

Calcule o pH de uma solução de ácido nítrico (HNO3) 0,1 mol/dm3, admitindo ionização total.

Ver solução

[H3O+] = 0,1 = 10−1 mol/dm3, logo pH = 1.

2Exercício 2

Calcule o pH de uma solução de HBr 0,0001 mol/dm3.

Ver dica

0,0001 = 10−4.

Ver solução

HBr é ácido forte monoprótico: [H3O+] = 10−4, logo pH = 4.

3Exercício 3

Qual é a concentração de H3O+ numa solução de pH 2? E quantas vezes é maior do que a de uma solução de pH 4?

Ver solução

[H3O+] = 10−2 = 0,01 mol/dm3. Em relação ao pH 4 (10−4): 10−2 ÷ 10−4 = 102 = 100 vezes.

4Exercício 4

Escreva a equação da reação do zinco com o ácido clorídrico e indique o gás libertado.

Ver solução

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2. O gás é o hidrogénio. Verificação: Zn 1 e 1; H 2 e 2; Cl 2 e 2.

5Exercício 5

Duas soluções têm a mesma concentração de 0,1 mol/dm3: uma de HCl, outra de ácido acético. Qual terá o pH mais baixo e porquê?

Ver solução

A de HCl. É um ácido forte, ioniza-se praticamente por completo e dá [H3O+] ≈ 0,1 mol/dm3 (pH ≈ 1). O ácido acético, fraco, ioniza-se só em parte, tem menos H3O+ e pH mais alto.

Perguntas frequentes

Qual é a diferença entre ácido e conceitos parecidos?

Um ácido liberta ou cede H+, enquanto uma base liberta OH− ou aceita H+. Uma solução ácida tem pH inferior a 7; uma básica, superior a 7; uma neutra, igual a 7 (a 25 °C). Um sal não é ácido nem base por si, é o resultado da neutralização.

Onde se aplica o ácido na prática?

Na indústria (fertilizantes, baterias), na cozinha (vinagre, sumo de limão), na digestão (ácido clorídrico do estômago) e na limpeza (desincrustantes). Também em análises químicas, por titulação.

Que erros os estudantes cometem sobre ácido?

Confundir força com concentração, achar que pH baixo é menos ácido e trocar o sinal no cálculo do pH. Veja «Erros e confusões frequentes».

Resumo

  • Ácido: liberta H+ em água (Arrhenius) ou cede protões (Brønsted-Lowry).
  • Soluções ácidas: pH < 7 a 25 °C, tornesol azul fica vermelho.
  • Reagem com metais (H2), carbonatos (CO2) e bases (sal + água).
  • Força (ionização) não é o mesmo que concentração.
  • pH = −log[H3O+]; cada unidade de pH é um fator 10 na concentração.

Onde aprofundar

  • Manual de Química da sua classe e programa oficial (INIDE / Ministério da Educação de Angola) — confirme a edição em vigor.
  • O manual aberto OpenStax Chemistry (em inglês), capítulos sobre ácidos e bases e sobre equilíbrio ácido-base.
  • A IUPAC, para a nomenclatura de ácidos.

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