Equação de ionização do ácido fosfórico

O grau de ionização dos ácidos (?) indica a força dessas substâncias, sendo a relação entre as moléculas que efetivamente se ionizaram e as moléculas que foram dissolvidas.

Os ácidos, segundo a teoria de dissociação eletrolítica de Arrhenius, são aquelas substâncias que, em meio aquoso, reagem com a água, sofrendo ionização e liberando como único cátion o hidrogênio (H+) ou, mais corretamente, o cátion hidrônio (H3O+):

HA(aq)→ H+(aq)+ A-(aq)

ou

HA+ H2O→ H3O+(aq)+ A-(aq)

Geralmente, quando a palavra “ácido” é usada no cotidiano, ela remete à ideia de algo corrosivo e tóxico. Existem realmente ácidos assim, como é o caso do ácido clorídrico (HCl) usado em limpezas pesadas, sendo conhecido comercialmente como ácido muriático, e o ácido sulfúrico (H2SO4) presente nas baterias dos automóveis. Esses ácidos são considerados como fortes.

Mas existem também ácidos fracos, como o ácido bórico (H3BO3), que é usado em colírios em razão de sua ação antisséptica.

No entanto, não podemos classificar um ácido como forte ou fraco somente com base no mal que ele pode ou não nos causar, pois o próprio ácido bórico é também usado em inseticidas para matar baratas e formigas, e o ácido cianídrico (HCN), que é um ácido fraco, libera um gás extremamente tóxico que era usado em câmaras de execução de pessoas nos Estados Unidos.

Então, como determinamos a força dos ácidos?

Por meio do seu grau de ionização simbolizado por α.

“O grau de ionização (α) é a porcentagem de moléculas do ácido dissolvido em água que efetivamente sofreram ionização.”

Seu cálculo é feito pela relação entre a quantidade de moléculas que se ionizaram e a quantidade total de moléculas que foram dissolvidas:

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α =        número de moléculas que se ionizaram        
     número total de moléculas que foram dissolvidas

Por exemplo, quando dissolvemos 1000 moléculas do ácido clorídrico (HCl) em água, a 18 ºC, 925 delas sofrem ionização, o que é uma quantidade grande e, por isso, ele é considerado um ácido forte. Dizemos que seu grau de ionização é igual a 92,5%.

Por outro lado, quando dissolvemos 1000 moléculas do ácido bórico (H3BO3), a 18 ºC, apenas 75 delas sofrem ionização, um valor muito pequeno. O grau de ionização do ácido bórico (H3BO3) é, portanto, 0,075%, sendo por isso considerado um ácido fraco.

Assim, basta calcular o grau de ionização dos ácidos e fazer a seguinte associação para classificá-los como fortes, moderados ou fracos:

Veja mais alguns exemplos de ácidos fortes, moderados e fracos, e o valor dos seus respectivos graus de ionização:

Ácidos fortes:

- Ácido nítrico (HNO3): α = 92%;
- Ácido sulfúrico (H2SO4): α = 61%.

Ácidos moderados:

- Ácido sulfuroso (H2SO3): α = 30%;
- Ácido fosfórico (H3PO4): α = 27%;
- Ácido florídrico (HF): α = 8,5%.

Ácidos fracos:

- Ácido sulfídrico (H2S): α = 0,076%;
- Ácido cianídrico (HCN): α = 0,008%.

Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química

Por Jennifer Rocha Vargas Fogaça

As equações de ionização dos ácidos são representações da produção de cátions hidrônios e ânions quaisquer quando um ácido é dissolvido em água.

Ácidos são substâncias inorgânicas que, quando dissolvidas em água, sofrem o fenômeno químico da ionização, no qual há a formação de um cátion hidrônio (H3O+ ou H+) e um ânion (X-) qualquer. A reação de ionização de um ácido é representada, de forma geral, por:

HaX + a H2O → a H+ + X-a

ou

HX + H2O → H3O+ + X-

Analisando as equações acima, podemos observar que, em uma equação de ionização de ácidos, sempre vamos ter a presença da água, além do ácido, nos reagentes (à esquerda da seta), bem como do hidrônio com um ânion qualquer nos produtos (à direita da seta).

Para montar uma equação de ionização, podemos seguir alguns passos, que funcionarão com a grande maioria dos ácidos:

• Passo 1: A carga do hidrônio nunca será diferente de +1;

• Passo 2: Se o ácido apresentar mais de um hidrogênio ionizável, ele produzirá a mesma quantidade de hidrônios. Por isso, devemos indicar essa quantidade por meio de um coeficiente na frente do hidrônio;

OBS.: Todo hidrogênio de um hidrácido (ácido que não apresenta oxigênio) é ionizável, mas, nos oxiácidos (ácidos que apresentam oxigênio), só é ionizável o hidrogênio que está ligado diretamente a um átomo de oxigênio. Na imagem abaixo, os hidrogênios ionizáveis do oxiácido H2SO4 estão destacados:

• Passo 3: O mesmo coeficiente (a) utilizado para indicar a quantidade de hidrônios produzidos deve ser rescrito na fórmula da água;

HaX + a H2O → a H+ + X-a

• Passo 4: a carga do ânion sempre será igual à quantidade de hidrônios produzidos;

Vamos acompanhar agora a montagem das equações de ionização de alguns ácidos:

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Exemplo 1: Ácido cianídrico (HCN)

HCN + 1 H2O → 1 H+ + CN-1

Como o ácido cianídrico possui apenas um único hidrogênio ionizável, teremos a formação de apenas um mol de hidrônio, será utilizado apenas 1 mol de água e o ânion cianeto terá carga -1.

Exemplo 2: Ácido Sulfúrico (H2SO4)

H2SO4 + 2 H2O → 2 H+ + SO4-2

Como o ácido sulfúrico possui três hidrogênios ionizáveis, teremos a formação de dois mols de hidrônio, serão utilizados dois mols de água e o ânion sulfato (SO4) terá carga -2.

Exemplo 3: Ácido Bórico (H3BO3)

H3BO3 + 3 H2O → 3 H+ + BO3-3

Como o ácido bórico possui três hidrogênios ionizáveis, teremos a formação de três mols de hidrônio, serão utilizados três mols de água e o ânion borato (BO3) terá carga -3.

Exemplo 4: Ácido Pirofosfórico (H4P2O7)

H4P2O7 + 4 H2O → 4 H+ + P2O7-4

Como o ácido pirofosfórico possui três hidrogênios ionizáveis, teremos a formação de quatro mols de hidrônio, serão utilizados quatro mols de água e o ânion pirofosfato (P2O7) terá carga -4.

Exemplo 5: Ácido hipofosforoso (H3PO2)

H3PO2+ 1 H2O → 1 H+ + H2PO2-

Como o ácido fosforoso possui apenas um hidrogênio ionizável, teremos a formação de um mol de hidrônio, será utilizado um mol de água e o ânion hipofosfito (H2PO2) terá carga -1. Abaixo podemos observar por que o ácido hipofosforoso apresenta apenas um hidrogênio ionizável:

Analisando a fórmula estrutural, podemos perceber que apenas um dos seus três hidrogênios está ligado diretamente ao átomo de oxigênio, por isso, ele só pode apresentar um hidrogênio ionizável.

Qual a ionização do ácido fosfórico?

Qual a equação de ionização do ácido fosfórico?

Qual a equação de ionização do ácido?

Qual a ionização H2SO4?