equilÍbrio iÔnico

EQUILÍBRIO IÔNICOEQUILÍBRIO IÔNICO

O que você deve saber sobre

O equilíbrio iônico é um caso isolado de equilíbrio químico, em que o sistema em estudo é uma solução aquosa contendo íons em contato com moléculas ou compostos iônicos pouco solúveis. Dependendo da quantidade de íons livres que a solução apresentar, ela pode ser classificada como eletrólito forte ou fraco. Existem vários tipos de equilíbrios iônicos produzidos pela dissolução de eletrólitos fracos em água, e cada um desses equilíbrios recebe um nome específico.

I. Constante de ionização dos ácidos e das bases (Ka e Kb)

+ –

+ –+

+

+ –

+ –

EQUILÍBRIO IÔNICO

Quanto maior o valor da constante, maior a força do ácido ou da base.

I. Constante de ionização dos ácidos e das bases (Ka e Kb)

EQUILÍBRIO IÔNICO

Para eletrólitos fracos (em solução aquosa, pequena quantidadede íons livres), a constante de ionização é calculada por:

II. Lei da diluição de Ostwald

Ki = M α 2

M = concentração molar (mol/L)

α = grau de ionização

Ki = constante de ionização

EQUILÍBRIO IÔNICO

Efeito do íon comum

A adição de um íon já existente no equilíbrio desloca-opara o lado da substância não ionizada ou não dissociada.

III. Deslocamento de equilíbrios iônicos

Equilíbrio existente numa solução aquosa de ácido acético:

Ao adicionarmos acetato de sódio (solúvel em água), obtemos:

EQUILÍBRIO IÔNICO

Efeito do íon não comum

Um íon não participante de um equilíbrio pode deslocá-lo se houverreação com um dos participantes do equilíbrio.

A adição de uma base (Na OH, por exemplo) consome íons H+

desloca o equilíbrio para a esquerda.

III. Deslocamento de equilíbrios iônicos

EQUILÍBRIO IÔNICO

Aplicando a expressão da constante, temos:

IV. Equilíbrio iônico da água (Kw)

EQUILÍBRIO IÔNICO

Produto iônico da água, a 25 °C, tem o valor de 1,0 10-14.

Soluções ácidas: [H+] >10-7 e [OH-] < 10-7 a 25 °C

Soluções básicas: [OH-] >10-7 e [H+] < 10-7 a 25 °C

IV. Equilíbrio iônico da água (Kw)

EQUILÍBRIO IÔNICO

Água pura ou solução neutra: [H+] = [OH-] pH = 7 Solução ácida: [H+] > [OH-] pH < 7 Solução básica: [H+] < [OH-] pH > 7

V. pH e pOH

IV. Equilíbrio iônico da água (Kw)

EQUILÍBRIO IÔNICO

Equilíbrio que se estabelece entre o íon e moléculas de água,dando origem a um ácido ou a uma base fracos.

VI. Hidrólise dos sais e constante de hidrólise

EQUILÍBRIO IÔNICO

Solução básica: sal formado por ácido fraco e base forte.

Solução ácida: sal formado por ácido forte e base fraca.

Solução neutra: sal formado por ácido forte e base forte.

Sal formado por um ácido fraco e uma base fraca:

• Se Kb > Ka: solução básica.

• Se Ka > Kb: solução ácida.

• Se Ka = Kb: solução neutra.

VII. Previsão da acidez ou basicidade de uma solução de sal

EQUILÍBRIO IÔNICO

EQUILÍBRIO IÔNICO

VIII. Equilíbrio de solubilidade (Ks ou Kps)

(UFRJ)Quando um atleta pratica exercícios físicos vigorosos, o oxigênio disponível na corrente sanguínea é rapidamente consumido,levando seu metabolismo a trabalhar em condições anaeróbicas. Nessas condições, o processo de geração de energia para acontração de músculos envolve a quebra de glicose (C6H12O6), produzindo ácido lático (C3H6O3) e provocando fadiga muscular.O gráfico a seguir mostra a variação da concentração de ácido lático no sangue de um atleta durante uma competição em funçãodo tempo t.

a) Calcule a taxa de formação de ácido lático entre o estadode repouso (t = 0 s) e o instante t = 200 s.

EQUILÍBRIO IÔNICO — NO VESTIBULAR

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RESPOSTA:

b) Como o ácido lático é um ácido fraco, de cada 100 moléculasde ácido lático dissolvidas em água, apenas quatro sofrem ionização.Calcule o pH de uma solução aquosa de ácido lático com concentraçãoigual a 2,5 mMol/L.

EQUILÍBRIO IÔNICO — NO VESTIBULAR

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RESPOSTA:[H] = M · α. Então, 2,5 · 10-3 · 0,04 = 1 · 10-4

pH = 4

(UFSCar-SP)A acidose metabólica é causada pela liberação excessiva, na corrente sanguínea, de ácido lático e de outras substâncias ácidas resultantes do metabolismo. Considere a equação envolvida no equilíbrio ácido-base do sangue e responda.

a) Explique de que forma o aumento da taxa de respiração, quando sepraticam exercícios físicos, contribui para a redução da acidez metabólica.

b) O uso de diuréticos em excesso pode elevar o pH do sangue, causando uma alcalose metabólica. Explique de que forma um diurético perturba o equilíbrio ácido-base do sangue.

RESPOSTA: Analisando o equilíbrio:CO2(g) + H2O(g) H2CO3(aq) H+

(aq) + HCO3-(aq)

De acordo com o princípio de Le Chatelier, o equilíbrio sedesloca para a esquerda e a concentração de H+

(aq) diminui, pois o

aumento da taxa de respiração provoca grande liberação de CO2

(expiração), ou seja, a diminuição de sua concentração no sangue.

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RESPOSTA: Com o uso de diuréticos ocorrerá uma diminuiçãode H2O no sangue. O equilíbrio será deslocado no sentido da

formação de CO2 e a concentração de H+ diminuirá, acarretando

a elevação do pH do sangue.

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(Unesp)Na tabela a seguir são fornecidos os valores de pH de soluções aquosas 0,1 mol/L de dois ácidos monopróticos.

a) Explique os diferentes valores de pH medidos para as duas soluções.

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RESPOSTA:

EQUILÍBRIO IÔNICO — NO VESTIBULAR

b) A neutralização estequiométrica das soluções de HCl e de HCNcom uma solução de NaOH resultará em soluções que terão o mesmopH? Justifique.

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RESPOSTA:

EQUILÍBRIO IÔNICO — NO VESTIBULAR

(UFRN)Um experimento simples, sempre presente em feiras de ciências, demonstra a condutividade elétrica das soluções.A figura abaixo mostra que o circuito elétrico se fecha quando os eletrodos são postos em contato com material condutor.Estando esses eletrodos imersos numa solução, a lâmpada brilha com intensidade proporcional à passagem da corrente. Portanto, quanto maior a concentração de íons livres na solução testada, maior a condutividade elétrica e também a luminosidade da lâmpada.

Com o objetivo de apresentar esse experimento numa feira de ciências, um estudante preparou quatro soluçõesaquosas, cada uma com um dos solutos abaixo, diluídos na mesma concentração:I. Ácido acético (CH3COOH) : Ka = 1,8 · 10-5

II. Ácido cloroso (HCO2) : Ka = 1,1 · 10-2

III. Fenol (C6H5OH) : Ka = 1,3 · 10-10

IV. Hidróxido de amônio (NH4OH) : Kb = 1,8 · 10-5

Tendo em vista as propriedades dessas soluções:

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EQUILÍBRIO IÔNICO — NO VESTIBULAR

a) indicar, justificando, quais soluções apresentam,respectivamente, a maior e a menor condutividade elétrica.

b) explicar o que acontece com a luminosidade da lâmpada quandose adiciona água destilada à solução IV (hidróxido de amônio).

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IS7

RESPOSTA:

EQUILÍBRIO IÔNICO — NO VESTIBULAR

RESPOSTA:

c) explicar, considerando o estado de equilíbrio, o que aconteceCom a luminosidade da lâmpada quando a solução de ácido acético (resultante de uma ionização endotérmica) é aquecida.

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IS7

RESPOSTA:

EQUILÍBRIO IÔNICO — NO VESTIBULAR

(Uece)O conceito de pH foi introduzido na química pelo químico dinamarquês Soren Peter Lauritz Sorensen, em 1909, para facilitara caracterização da acidez de uma substância. Assinale a alternativa que contém o pH da solução que se obtém ao ser feitaa dissolução de 5,6 g de KOH em um litro de água.

a) 1,0 b) 3,0 c) 11,0 d) 13,0E

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RESPOSTA: D

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