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Abordagem sistemática para

resolver problemas de equilíbrio

Álvaro José dos Santos Neto

SQM5767: Química Analítica Avançada

1. Equacionar todos os

equilíbrios envolvidos

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2. Balanço de Cargas

• É a formulação algébrica da eletroneutralidade.

As soluções sempre tem carga total zero.

[cargas positivas] = [cargas negativas]

n1[C1] + n2[C2] + ... = m1[A1] + m2[A2] + ...

NaHCO3(s) Na+(aq) + HCO3-(aq)

Exemplo: solução 0,10M de NaHCO3

HCO3-(aq) + H2O(l) H3O

+(aq) + CO32-(aq)

HCO3-(aq) + H2O(l) OH-(aq) + H2CO3(aq)

Balanço de carga: [Na+] + [H3O+] = [OH-] + [HCO3

-] + (2 x [CO32-])

3. Balanço de Massa • Conseqüência da lei de conservação das massas. Na

realidade refere-se à conservação dos átomos (ou

grupos desses), os quais foram transferidos para a

solução.

NaHCO3(s) Na+(aq) + HCO3-(aq)

Exemplo 1: solução 0,10M de NaHCO3

HCO3-(aq) + H2O(l) H3O

+(aq) + CO32-(aq)

HCO3-(aq) + H2O(l) OH-(aq) + H2CO3(aq)

Balanço de massa: 0,10M = [H2CO3] + [HCO3-] + [CO3

2-]

Balanço de massa: 0,10M = [Na+]

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Procedimento

1. Escrever todas as reações apropriadas.

2. Escrever a equação de balanco de carga.

3. Escrever a equação de balanço de

massa. (Pode haver mais de uma).

4. Escrever a constante de equilíbrio para

cada reação.

5. Contar as equações e as incógnitas. Devem existir tantas equações quanto forem as

incógnitas (espécies químicas).

6. Resolver o conjunto de equações para

todas as incógnitas.

Exemplo simples: Dissociação da água

H2O H+ + OH- KW

KW = 1,0 x 10-14 a 25 ºC

1. Reações apropriadas:

[H+] = [OH-]

2. Balanço de carga:

[H+] = [OH-]

3. Balanço de massa:

KW = [H+] x [OH-] = 1,0 x 10-14

4. Constantes de equilíbrio:

[H+] e [OH-] / Eq.1 e Eq.2

5. Incógnitas e equações:

(Eq.1)

(Eq.2)

6. Resolução

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Exemplo simples: Solubilidade do Hg2Cl2

Hg2Cl2 Hg2+ + 2Cl- Kps

1. Reações apropriadas:

[H+] + 2[Hg22+] = [Cl-] + [OH-]

2. Balanço de carga:

[Cl-] = 2[Hg22+]

3. Balanço de massa:

Kps = [Hg22+] [Cl-]2 = 1,2 x 10-18

4. Constantes de equilíbrio:

[H+], [OH-], [Hg22+] e [Cl-] / Eq.1 a Eq.4

5. Incógnitas e equações:

(Eq.1)

(Eq.2)

6. Resolução

H2O H+ + OH- KW

KW = [H+] [OH-] = 1,0 x 10-14

(Eq.3)

(Eq.4)

Exemplo: solução 0,25M de H3PO4

Balanço de massa: 0,25M = [H3PO4] + [H2PO4-] + [HPO4

2-] + [PO43-]