O HCl quanto ao número de hidrogênios ácidos elementos químicos

Alternativa “c”. Para ser diácido, a substância deve possuir dois hidrogênios ionizáveis, lembrando que nos hidrácidos (ácidos que não contêm oxigênio em sua molécula) todos os hidrogênios são ionizáveis. Já nos oxiácidos (ácidos que contêm oxigênio em sua molécula) somente os hidrogênios ligados diretamente aos oxigênios são ionizáveis.

Por isso, temos:

a) O H3PO4 não é diácido, mas sim triácido, e o H3PO2 é monoácido:

                 O                                                   O
                 ↑                                                     ↑

H ─ O ─ P ─ O ─ H                     H ─ O ─ P ─ H
                │                                                     │                
                O ─ H                                            H

 b) O HCN é um monoácido, pois só possui um hidrogênio na sua molécula, e o H3PO4 é um triácido, como mostrado no item anterior.

c) Correta.

d) O HCl é um monoácido, pois só possui um hidrogênio na sua molécula.

e) O HNO3 é um monoácido e o H3PO2 também é um monoácido, como mostrado na letra a.

A classificação dos ácidos é importante para sabermos qual é a sua força, quantos hidrogênios se ionizam em meio aquoso e se são voláteis ou não.

Os ácidos são compostos que, segundo a Teoria de Arrhenius, ionizam-se ao serem colocados na água, liberando como único cátion o H+(aq) (ou H3O+(aq)). Esse conceito faz parte dos vários critérios usados para a classificação dos ácidos. Veja os principais:

• Quanto à presença de oxigênio:

-Hidrácido: não possui oxigênio. Exemplos: HCl, HBr, H2S;
-Oxiácido: possui oxigênio: Exemplos: H2SO4, HClO4, HNO3.

• Quanto ao número de hidrogênios ionizáveis (hidrogênios liberados em meio aquoso na forma de seu cátion H+(aq)):

-Monoácido: libera um H+(aq);
-Diácido: libera dois H+(aq);
-Triácido: libera três H+(aq);
-Tetrácido: libera quatro H+(aq).

No caso dos hidrácidos, todos os hidrogênios que ele possuir serão ionizáveis. Portanto, temos:

HCl: monoácido = 1 HCl + 1 H2O → 1 H3O++ 1 Cl-
H2S: diácido = 1 H2S + 2 H2O → 2 H3O++ 1 S2-

Porém, no caso dos oxiácidos, somente os hidrogênios ligados diretamente com os átomos de oxigênio é que serão ionizáveis. Veja os exemplos:

H3BO3: triácido = 1 H3BO3 + 3 H2O → 3 H3O++ 1 BO33-

H − O − B − O − H → Todos os hidrogênios são ionizáveis,
              |             porque os três estão ligados aos oxigênios.
             O
              |
             H

H2SO4: diácido = 1 H2SO4 + 2 H2O → 2 H3O++ 1 SO42-

              O
              ↑
H − O − S − O − H → Todos os hidrogênios são ionizáveis,
              ↓             porque os dois estão ligados aos oxigênios.
             O

H3PO3: diácido = 1 H3PO3 + 2 H2O → 2 H3O++ 1 HPO33-

              O
              ↑
H − O − P − O − H → Apesar de possuir três hidrogênios na molécula,
              |                             somente dois são ionizáveis.
             H

H3PO2: monoácido = 1 H3PO2 + 1 H2O → 1 H3O++ 1 H2 PO23-

              O
              ↑
H − O − P − H → Apesar de possuir três hidrogênios na molécula,
              |                           somente um é ionizável.
             H

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Observe que o HCl é um monoácido, enquanto o H3BO3 é um triácido. No entanto, em solução aquosa, o HCl forma um ácido forte, o ácido clorídrico, que é corrosivo, sendo, por isso, usado em produtos de limpeza e em decapagem de metais; enquanto o H3BO3 forma um ácido fraco, o ácido bórico, que é usado até mesmo em colírios graças à sua ação antisséptica.

Isso nos leva a concluir que não é a quantidade de hidrogênios ionizáveis que torna um ácido forte ou fraco. Na verdade, a força de um ácido é definida de acordo com o próximo critério de classificação dos ácidos:

• Grau de ionização (α):

O grau de ionização de um ácido é calculado da seguinte forma:

α =              quantidade de moléculas que se ionizaram_________ . 100%
       quantidade de moléculas que inicialmente foram dissolvidas

Isso quer dizer que quanto maior for o grau de ionização, maior será a concentração de íons presentes na solução, o que faz com que o ácido tenha maior condutibilidade elétrica e seja mais forte.

Assim, temos:

- α > 50%: ácido forte.
Exemplos: Como mostra a imagem inicial, o HNO3 e o HCl são fortes porque o grau de ionização de cada um é, respectivamente, igual a 92% e 92,5% a 18ºC;

- 5 % > α > 50%: ácido semiforte.
Exemplos: A 18ºC, temos o H2SO3 (α = 30%), o H3PO4 (α = 27%) e o HF (α = 8,5%);

- α < 5%: ácido fraco.
Exemplos: A 18ºC, temos o H2S (α = 0,076%), o H3BO3 (α = 0,075%) e o HCN (α = 0,008%).

Mais um critério usado para se classificar os ácidos e que é importante para garantir a segurança:

• De acordo com a volatilidade (ponto de ebulição):

- Fixos: seu ponto de ebulição é superior a 100ºC e, em temperatura ambiente, passam muito lentamente para o estado de vapor. Exemplos: H2SO4 (340ºC) e H3PO4 (213ºC);

- Voláteis: seu ponto de ebulição é inferior a 100ºC e, em temperatura ambiente, passam facilmente para o estado de vapor. Exemplos: HCl (-85ºC) e H2S (-59,6ºC).

Os ácidos voláteis liberam vapores tóxicos e, por isso, devem ser manuseados em uma capela que aspira esses vapores.

Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química

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Por Jennifer Rocha Vargas Fogaça

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