UMA oxácido u oxoácido é um ácido ternário composto de hidrogênio, oxigênio e um elemento não metálico que constitui o chamado átomo central. Dependendo do número de átomos de oxigênio e, conseqüentemente, dos estados de oxidação do elemento não metálico, vários oxácidos podem ser formados.
Essas substâncias são puramente inorgânicas; No entanto, o carbono pode formar um dos oxácidos mais conhecidos: ácido carbônico, HdoisCO3. Como mostra apenas sua fórmula química, ele tem três átomos de O, um de C e dois de H.
Os dois átomos de H de HdoisCO3 são liberados para o meio como H+, o que explica suas características ácidas. O aquecimento de uma solução aquosa de ácido carbônico emitirá um gás.
Este gás é dióxido de carbono, COdois, uma molécula inorgânica que se origina da combustão de hidrocarbonetos e da respiração celular. Se CO for devolvidodois para o recipiente de água, o HdoisCO3 seria formado novamente; portanto, o oxoácido é formado quando uma determinada substância reage com a água.
Esta reação não é observada apenas para COdois, mas para outras moléculas covalentes inorgânicas chamadas óxidos de ácido.
Os oxácidos têm um grande número de utilizações, difíceis de descrever em geral. Sua aplicação vai depender muito do átomo central e do número de oxigênios.
Podem ser utilizados desde compostos para síntese de materiais, fertilizantes e explosivos, até fins analíticos ou produção de refrigerantes; como com ácido carbônico e ácido fosfórico, H3PO4, fazendo parte da composição dessas bebidas.
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Uma fórmula H.E.O genérica para oxácidos é mostrada na imagem acima. Como pode ser visto, possui hidrogênio (H), oxigênio (O) e um átomo central (E); que, no caso do ácido carbônico, é carbono, C.
O hidrogênio em oxácidos está geralmente ligado a um átomo de oxigênio e não ao átomo central. Ácido fosforoso, H3PO3, representa um caso particular onde um dos hidrogênios está ligado ao átomo de fósforo; portanto, sua fórmula estrutural é melhor representada como (OH)doisOPH.
Enquanto para ácido nitroso, HNOdois, tem um backbone H-O-N = O, então tem um grupo hidroxila (OH) que se dissocia para liberar hidrogênio.
Portanto, uma das principais características de um oxácido não é apenas que ele tem oxigênio, mas também que tem um grupo OH.
Por outro lado, alguns oxácidos possuem o que é chamado de grupo oxo, E = O. No caso do ácido fosforoso, possui um grupo oxo, P = O. Eles não têm átomos de H, então eles "não são responsáveis" pela acidez.
O átomo central (E) pode ou não ser um elemento eletronegativo, dependendo de sua localização no bloco p da tabela periódica. Por outro lado, o oxigênio, um elemento ligeiramente mais eletronegativo que o nitrogênio, atrai elétrons da ligação OH; permitindo assim a liberação do íon H+.
E está, portanto, ligado a grupos OH. Quando um íon H é liberado+ ocorre ionização ácida; ou seja, ele adquire uma carga elétrica, que no seu caso é negativa. Um oxácido pode liberar tantos íons H+ como grupos OH ele possui em sua estrutura; e quanto mais houver, maior será a carga negativa.
O ácido sulfúrico, poliprótico, tem a fórmula molecular HdoisSW4. Esta fórmula também pode ser escrita da seguinte forma: (OH)doisSWdois, enfatizar que o ácido sulfúrico tem dois grupos hidroxila ligados ao enxofre, seu átomo central.
As reações de sua ionização são:
HdoisSW4 => H+ + HSO4-
Então o segundo H é liberado+ do grupo OH restante, mais lentamente até que um equilíbrio possa ser estabelecido:
HSO4- <=> H+ + SW4dois-
A segunda dissociação é mais difícil do que a primeira, pois uma carga positiva (H+) de uma carga duplamente negativa (SO4dois-).
A força de quase todos os oxácidos que possuem o mesmo átomo central (não metal) aumenta com o aumento do estado de oxidação do elemento central; que por sua vez está diretamente relacionado ao aumento no número de átomos de oxigênio.
Por exemplo, três séries de oxácidos são mostradas cujas forças de acidez são ordenadas do menor ao maior:
HdoisSW3 < HdoisSW4
HNOdois < HNO3
HClO < HClOdois < HClO3 < HClO4
Na maioria dos oxácidos que possuem elementos diferentes com o mesmo estado de oxidação, mas pertencendo ao mesmo grupo na tabela periódica, a intensidade da acidez aumenta diretamente com a eletronegatividade do átomo central:
HdoisSeO3 < HdoisSW3
H3PO4 < HNO3
HBrO4 < HClO4
Conforme mencionado no início, os oxácidos são gerados quando certas substâncias, chamadas de óxidos ácidos, reagem com a água. Isso será explicado usando o mesmo exemplo para ácido carbônico.
COdois + HdoisOU <=> HdoisCO3
Óxido ácido + água => oxácido
O que acontece é que a molécula HdoisOu está covalentemente ligado ao de COdois. Se a água for removida pelo calor, o equilíbrio muda para a regeneração de COdois; ou seja, um refrigerante quente perderá sua sensação efervescente mais cedo do que um refrigerante.
Por outro lado, os óxidos ácidos são formados quando um elemento não metálico reage com a água; embora, mais precisamente, quando o elemento reagente forma um óxido covalente, cuja dissolução em água gera íons H+.
Já foi dito que os íons H+ são o produto da ionização do oxácido resultante.
Óxido de cloro, CldoisOU5, reage com a água para dar ácido clorídrico:
CldoisOU5 + HdoisO => HClO3
Óxido sulfúrico, SO3, reage com a água para formar ácido sulfúrico:
SW3 + HdoisO => HdoisSW4
E a ferrugem periódica, eudoisOU7, reage com a água para formar ácido periódico:
eudoisOU7 + HdoisO => HIO4
Além desses mecanismos clássicos de formação de oxácidos, existem outras reações com a mesma finalidade..
Por exemplo, tricloreto de fósforo, PCl3, reage com a água para produzir ácido fosforoso, um oxácido, e ácido clorídrico, um ácido hidrohálico.
PCl3 + 3HdoisO => H3PO3 + HCl
E pentacloreto de fósforo, PCl5, reage com água para dar ácido fosfórico e ácido clorídrico.
PCl5 + 4 hdoisO => H3PO4 + HCl
Alguns metais de transição formam óxidos ácidos, ou seja, eles se dissolvem em água para dar oxácidos.
Óxido de manganês (VII) (permangânico anidro) MndoisOU7 e óxido de cromo (VI) são os exemplos mais comuns.
MndoisOU7 + HdoisO => HMnO4 (ácido permangânico)
CrO3 + HdoisO => HdoisCrO4 (ácido crômico)
Para nomear corretamente um oxácido, deve-se começar determinando a valência ou número de oxidação do átomo central E. A partir da fórmula genérica HEO, considera-se o seguinte:
-O O tem valência -2
-A valência do H é +1
Com isso em mente, o oxácido HEO é neutro, portanto a soma das cargas das valências deve ser igual a zero. Assim, temos a seguinte soma algébrica:
-2 + 1 + E = 0
E = 1
Portanto, a valência de E é +1.
Deve-se então recorrer às possíveis valências que E. pode ter. Se os valores +1, +3 e +4 estão entre suas valências, E então "trabalha" com sua valência mais baixa.
Para nomear HEO, comece chamando-o de ácido, seguido do nome de E com os sufixos -ico, se trabalhar com a valência mais alta, ou -oso, se funcionar com a valência mais baixa. Quando houver três ou mais, os prefixos hipo- e per- são usados para se referir às menores e maiores valências.
Assim, HEO seria chamado de:
Ácido soluço(Nome de E)suportar
Uma vez que +1 é a menor de suas três valências. E se fosse HEOdois, então E teria valência +3 e seria chamado de:
Ácido (nome E)suportar
E o mesmo para HEO3, com E trabalhando com a valência +5:
Ácido (nome E)ico
Uma série de oxácidos com suas respectivas nomenclaturas são mencionadas abaixo..
Os halogênios intervêm formando oxácidos com as valências +1, +3, +5 e +7. Cloro, bromo e iodo podem formar 4 tipos de oxácidos correspondentes a essas valências. Mas o único oxácido que foi preparado com sucesso a partir do flúor é o hipofluoroácido (HOF), que é instável..
Quando um oxácido do grupo utiliza a valência +1, é denominado da seguinte forma: ácido hipocloroso (HClO); ácido hipobromoso (HBrO); ácido de hipoiodo (HIO); ácido hipofluoro (HOF).
Com a valência +3, nenhum prefixo é usado e apenas o sufixo urso é usado. Ácidos clorosos (HClOdois), bromous (HBrOdois), e iodo (HIOdois).
Com a valência +5, nenhum prefixo é usado e apenas o sufixo ico é usado. Ácidos clóricos (HClO3), brômico (HBrO3) e iodo (HIO3).
Já quando trabalham com a valência +7, o prefixo per e o sufixo ico são usados. Ácidos perclóricos (HClO4), perbrômico (HBrO4) e periódico (HIO4).
Os elementos não metálicos deste grupo têm as valências mais comuns -2, +2, +4 e +6, formando três oxácidos nas reações mais conhecidas.
Com a valência +2, o prefixo soluço e o sufixo urso são usados. Ácidos hipossulfurosos (HdoisSWdois), hiposselenioso (HdoisSeOdois) e hipotélico (HdoisTeOdois).
Com a valência +4, nenhum prefixo é usado e o sufixo urso é usado. Ácidos sulfurosos (HdoisSW3), selenious (HdoisSeO3) e telúrio (HdoisTeO3).
E quando trabalham com a valência + 6, nenhum prefixo é usado e o sufixo ico é usado. Ácidos sulfúricos (HdoisSW4), selênico (HdoisSeO4) e telúrico (HdoisTeO4).
O boro tem valência +3. Eles têm ácidos metabólicos (HBOdois), pirobórico (H4BdoisOU5) e ortobórico (H3BO3) A diferença está no número de água que reage com o óxido bórico.
O carbono tem valências +2 e +4. Exemplos: com valência +2, ácido carbonáceo (HdoisCOdois), e com valência +4, ácido carbônico (HdoisCO3).
O cromo tem valências +2, +4 e +6. Exemplos: com valência 2, ácido hipocrômico (HdoisCrOdois); com valência 4, ácido crômico (HdoisCrO3); e com valência 6, ácido crômico (HdoisCrO4).
O silício tem valências -4, +2 e +4. Possui o ácido metassilícico (Hdoissim3), e ácido pirossilícico (H4sim4) Observe que em ambos o Si tem valência +4, mas a diferença está no número de moléculas de água que reagiram com seu óxido ácido.
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