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  • Aula 11

    Equilíbrio Ácido - Base

    Universidade Tecnológica Federal do Paraná

    Departamento Acadêmico de Química e Biologia

    Dr. Tiago P. Camargo

  • Teorias Ácido - Base

    Uma das classes de compostos mais comuns em nosso cotidiano... Os ácidos e bases

  • Teoria de Arrhenius – Apenas meio aquoso

    Teorias Ácido - Base

    2H OHA H A+ −⎯⎯⎯→ + 2 H O

    BOH B OH+ −⎯⎯⎯→ +

    Teoria de Bronsted-Lowry – Par ácido-base conjugado

    2 3HCl H O H O Cl + −+ ⎯⎯→ +

    Ácido e base Forte → totalmente dissociados

    Ácido e base Fracos → parcialmente dissociados

  • Teorias Ácido - Base

    Teoria de Lewis – Compartilhamento de elétrons

    Ácido → Aceptor de um par de e-

    Base → Doador de um par de e-

  • Equilíbrio Ácido - Base

    Troca de prótons entre moléculas de água

    2 2 3H O H O H O OH + −+ ⎯⎯→ +

    Água tem caráter anfiprótico..

    3 3

    2

    [ ].[ ] [ ].[ ]

    [ ]

    H O OH K H O OH

    H O

    + − + −= =

    Em água pura a 25oC as concentrações de H3O + e OH- são ...

    O que justifica a pobre condutividade da água.

  • Exemplo 11.2 Atkins – qual a concentração de H3O + e OH- numa solução 0,0030 M de hidróxido de

    Bário a 25oC.

    Equilíbrio Ácido - Base

  • Exemplo 11.2 Atkins – qual a concentração de H3O + e OH- numa solução 0,0030 M de hidróxido de

    Bário a 25oC.

    Equilíbrio Ácido - Base

  • Equilíbrio Ácido - Base

    A concentração de H+ pode variar de 1,0 M a 1x10-14 M. Para simplificar o manuseio da escala usa- se então a forma logarítmica

    O valor de pH em uma solução básica →Maior que 7

    O valor de pH em uma solução neutra → Igual a 7

    O valor de pH em uma solução ácida →Menor que 7

    O valor de pH é uma forma simplificada de expressas a acidez da solução.

  • Exemplo 11.3 Atkins – (a) qual o pH do sangue humano sabendo que a concentração de H3O + é de

    4,0x10-8 M (b) numa solução 0,040 M de hidróxido de Potássio a 25oC.

    Equilíbrio Ácido - Base

    14

    3[ ].[ ] 10WK H O OH + − −= =

  • Exemplo 11.3 Atkins – (a) qual o pH do sangue humano sabendo que a concentração de H3O + é de

    4,0x10-8 M (b) numa solução 0,040 M de hidróxido de Potássio a 25oC.

    Equilíbrio Ácido - Base

    14

    3[ ].[ ] 10WK H O OH + − −= =

  • Equilíbrio Ácido - Base

    Escala de pOH –

    O pOH está relacionado diretamente com pH. Para achar esta relação ... A partir da equação de Kw

    Usando log AB = log A + log B

    Multiplicando os dois lados da equação por -1.

    Desta forma temos:

  • Equilíbrio Ácido - Base

    Ácidos e Bases fracos

    Vários souções de diferentes ácidos nas mesmas concentrações nao apresentam o mesmo valor de pH.

    Espécies em equilíbrio ácidos e bases conjugados.

  • De modo geral para um ácido qualquer..

    Tabela de constante de acidez a 25oC para diferentes ácidos.

    Equilíbrio Ácido - Base

  • Para quantificar melhor os valores de acidez e basicidade são usadas

    Tabela de constante de basicidade a 25oC para diferentes substâncias.

    Equilíbrio Ácido - Base

    Quanto MAIOR o Ka →MENOR o pKa →mais dissociado o ácido

    Quanto MAIOR o Kb →MENOR o pKb →mais dissociado a base

    As constantes Ka e Kb também estão relacionados..

  • Cálculo de pH de soluções de ácidos fracos:

    Equilíbrio Ácido - Base

    Como o pH depende de [H3O +] devemos usar o conceito de equilíbrio e a constante de acidez para

    determinar as quantidades de cada espécie.

    Como os ácidos fracos não se apresentam totalmente dissociados em solução, deve-se sempre analizar a quantidade do ácido que está efetivamente dissociada.

    Isso significa determinar as quantidades

  • Exemplo 11.7

    Equilíbrio Ácido - Base

    Calcular o pH de uma solução de ácido acético e a porcentagem de desprotonação do mesmo em uma solução 0,080 M. Dados: Ka = 1,8x10-5 .

  • Exemplo 11.7

    Equilíbrio Ácido - Base

  • Exemplo 11.8

    Equilíbrio Ácido - Base

    O pH de uma solução 0,010 M do ácido mandélico (C6H5CH(OH)COOH) é 2,95. Calcule Ka e pKa.

    3[ ] 10 pHH O+ −=

    3[ ] [ ]H O A + −= 3[ ] [ ] [ ]InicialHA HA H O

    += −

    Sabendo-se que :

    Usando Ka na forma: 2

    3 3

    3

    [ ].[ ] [ ]

    [ ] [ ] [ ]Inicial

    H O A H O Ka

    HA HA H O

    + − +

    + = =

    2 4(0,0011) 1,4 10

    0,010 0,0011 Ka x −= =

    − 4log(1,4 10 ) 3,85pKa x −= − =

  • (1) Água (2) 0,1 M Al2(SO4)3 (3) 0,1 M Ti2(SO4)3 (4) 0,1 M CH3COOH.

    Equilíbrio Ácido - Base

    Sais são resultados de uma reação de neutralização (ácido-base).

    Alguns sais ao serem dissolvidos em água geram um pH diferente de 7.

    Cátions originaados de bases fracas (ex. NH4+)

    Cátions com numeros de oxidação elevados (Al3+)

    Cátions com numeros de oxidação elevados (Al3+)

  • (1) Água (2) 0,1 M Al2(SO4)3 (3) 0,1 M Ti2(SO4)3 (4) 0,1 M CH3COOH.

    Equilíbrio Ácido - Base

  • Equilíbrio Ácido - Base

  • Equilíbrio Ácido - Base

    Determine o pH de uma solução de Formiato de sódio 0,100 M.

  • Equilíbrio Ácido - Base

    Determine o pH de uma solução de Formiato de sódio 0,100 M.

  • Equilíbrio Ácido - Base

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