Pares conjugados ácido-base

RKA - Neste vídeo, nós vamos conversar sobre pares conjugados ácido-base. Nós vamos entender a ideia desses pares usando o exemplo de uma reação. A reação que nós vamos fazer será entre o ácido fluorídrico e a água. Então, vou começar colocando aqui: HF... Não vamos esquecer do "aq" aqui. E eu tenho mais H₂0. Então, mais água aqui junto. O ácido fluorídrico é um ácido fraco, então, ele vai se dissociar parcialmente. Quando a gente perde um próton, a gente vai formar, ou a gente vai ficar aqui com o resto, que seria F-. Então, eu tenho aqui F-. Aqui do lado esquerdo, eu ainda vou ter prótons do ácido fluorídrico porque eles vão vir aqui e se ligar com a água, então a gente vai formar o íon hidrônio, que seria H₃O+. Esse processo está dinamicamente em equilíbrio, então ele pode ir tanto adiante ou ele pode ser revertido. E, eventualmente, essas duas velocidades serão iguais. Essas coisas estarão acontecendo ao mesmo tempo. Bom, nessa reação, nós temos algumas coisas acontecendo. Nós vamos pensar nisso em termos de íons de hidrogênio sendo trocados. Se nós pensarmos no ácido fluorídrico, ele está saindo dessa condição de ácido e vai se transformar em íons de flúor, íons F-. Então, eu estaria formando isso daqui, indo no sentido do lado direito da minha reação. Bom, isso acontece porque o ácido fluorídrico está doando, está perdendo um próton. Então, eu vou colocar aqui: menos H+. Quando o HF perde esse próton, vai se transformar no íon de flúor. E nós podemos ver o mesmo processo acontecendo na direção contrária. Por exemplo, se eu saio daqui do íon de flúor e venho aqui para o ácido fluorídrico, eu estou ganhando um próton. Então, aqui eu tenho mais H+, e eu estou formando novamente o HF, o ácido fluorídrico. Você pode ver, então, que o ácido fluorídrico e o íon de flúor têm uma relação especial, onde você pode formar um ou outro perdendo ou ganhando um próton. E nós podemos ver uma relação parecida entre a água e o íon hidrônio. Aqui, nesse caso, a gente está dizendo que a água está aceitando um próton do ácido fluorídrico, então a gente está saindo daqui e vindo para cá, formando o íon hidrônio. Isso significa que a gente está aceitando um próton. Então, mais H+. Quando a água aceita esse próton, a gente pode fazer o reverso. Por exemplo: o íon hidrônio pode perder esse próton que ele ganhou, e a gente vai formar novamente a água. Então, eu posso botar aqui: menos H+... Eu formaria água novamente. Então, novamente, a gente viu aqui que a água e o íon hidrônio são relacionados, ganhando ou perdendo um próton. Em química, a gente chama isto... Por exemplo, essas espécies são relacionadas dessa forma, essa forma de par conjugado ácido-base. A definição oficial ou, no caso, a minha definição, é que quando você tem duas espécies... Duas espécies... que são relacionados por um próton, por um H+... Duas espécies relacionadas... por um H+ ou por um próton. Nesse caso aqui, a gente tem o HF e a gente tem o F-, que são relacionados por um próton. Então, aqui a gente vai ter um par conjugado ácido-base. Novamente, a gente vai ter aqui a água e íon hidrônio, que também vão ser um par conjugado ácido-base. Você pode dizer isso pelo nome, mas toda vez que você tem um par conjugado ácido-base, uma dessas coisas nesse par vai ser um ácido e a outra, necessariamente, tem que ser uma base. A definição de qual deles será o ácido e de qual deles será a base vem da definição de Bronson Larry. A definição diz que qualquer coisa que pode doar um H+ é um ácido, e nós podemos ver que, nesse caso que a gente tem aqui, o HF é o nosso ácido. Então, vamos escrever aqui: 'ácido". Já que o HF é o nosso ácido, F- vai ser a nossa base. Então, vou marcar aqui: "base". Isso faz sentido porque a definição de Bronson Larry diz que uma base, por exemplo, é uma coisa que vai aceitar um próton, vai aceitar um H+, e é exatamente o que está acontecendo aqui: o nosso íon de flúor vai aceitar esse próton e vai formar novamente o ácido fluorídrico. Nós também podemos ver isso com a água e com o íon hidrônio. A água vai aceitar, vai ganhar prótons. Então, quando a água aceita esse próton, ela vai atuar como uma base. Então, vou escrever aqui: "base". E o íon hidrônio vai perder um próton para formar água novamente. Isso indica, então, que ele vai ser o nosso ácido. Vamos marcar aqui: "ácido". Nós podemos descrever essa relação de pares conjugados de uma maneira mais genérica. Você pode representar um ácido... Então, vamos marcar aqui. ...um ácido como sendo HA, um ácido genérico. Então, eu tenho aqui "HA". Bom, a gente disse que uma coisa é um ácido quando ela está doando um próton. Então, se eu fizer uma setinha aqui, vou estar perdendo um H+ e aqui eu teria, então, uma base que iria receber esse próton. Então, essa base a gente pode chamar de A-. Genericamente, A-. Na reação reversa, nossa base pode doar o próton que ela recebeu, então a gente formaria, novamente, nosso ácido. Então, na reação reversa, teria aqui mais H+ e eu formaria novamente o ácido. Então, toda vez que você tiver duas espécies que basicamente têm a mesma fórmula, que nós abreviamos aqui por HA e A-, exceto que uma, com certeza, vai ter um próton a mais, você já sabe que vai ter um par conjugado ácido-base. Vamos dar uma olhada em alguns outros exemplos de pares conjugados. Nós já vimos, antes, o ácido fluorídrico. Então, vamos marcar aqui "HF", e a base conjugada do ácido fluorídrico a gente viu que era F-. O HF, com certeza, é o nosso ácido, e quando ele perde um próton, a gente vai formar F-, que é a nossa base conjugada. Agora, nós vimos a mesma reação, em que a água pode atuar como uma base. Então, se a água é o nosso A-, vamos marcar aqui "H₂O", o íon hidrônio seria o nosso HA porque, se você perceber, o íon hidrônio vai ter um próton a mais, vai ter um hidrogênio a mais aqui. Então, H₃O+ é o nosso ácido. No exemplo que nós fizemos, utilizamos um ácido fraco, mas também a gente pode conversar um pouco sobre uma base conjugada de um ácido forte, como, por exemplo, o HCL, o ácido clorídico. Então, "HCL". O ácido clorídrico é um ácido forte, o que significa que ele vai se dissociar completamente. Então, ele vai doar todos os prótons que tem. Quando isso acontece, a gente só vai ficar com CL-. Então, os íons de cloro. CL- vai ser a base conjugada do ácido clorídrico. Mesmo que esse íon de cloro não seja particularmente básico, ele ainda vai ser a base conjugada do HCL. Por último, mas não menos importante, a gente vai falar de dois exemplos onde parece que a gente tem um par cojugado, mas, na realidade, a gente não tem. Bom, nosso primeiro exemplo é: qual a relação entre o íon hidrônio, "H₃O+", e OH-, o íon hidróxido. Bom, se nós pensarmos aqui como o íon hidrônio sendo um ácido, a gente viu que quando ele perde um próton, vai formar água, e a água vai ser a base conjugada do meu íon hidrônio. Agora, se a água perde um próton, a gente vai formar OH-. Então, ao invés de um próton, a gente vai ter dois prótons que vão estar aqui entre o íon hidrônio e o íon hidróxido. Então, esses dois não são um par conjugado ácido-base porque eles não são relacionados por um próton. Então, vamos colocar aqui que eles diferem... Diferem... por dois prótons. Por dois H+. O último exemplo é: nós dissemos que, por exemplo, o íon de flúor é a base conjugada do meu ácido fluorídrico. Então, qual é a relação do fluoreto de sódio, vamos marcar aqui "NaF", com o meu íon de flúor? Bom, esses dois aqui também não são um par conjugado porque se nós pegarmos um íon de flúor e se ele aceitar um próton, a gente viu que a gente vai formar o ácido fluorídrico, a gente não vai formar o fluoreto de sódio. Então, eles não são relacionados por um próton, eles são relacionados por um íon de sódio. Então, eles não são par conjugado, vou riscar isso aqui, e eu vou colocar que eles são relacionados... por... Na+, por um íon de sódio. Neste vídeo, a gente aprendeu que um par conjugado ácido-base é quando você tem duas espécies que têm, praticamente, a mesma fórmula, exceto que uma vai ter um próton extra, um hidrogênio extra... Ou seja, você vai ter um ácido que terá um próton a mais, e quando você perde esse próton, vai formar a base conjugada desse ácido.