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  • EQUILBRIO CIDO BASE

    Profa. Marcia M. Meier

    QUMICA GERAL II

    1

  • EQUILBRIO CIDO BASEcidos e bases so dois tipos muito comuns de substncias encontradas no laboratrio e no mundo cotidiano. Inclusive o equilbrio entre cidos e bases tem grande influncia em nossa sade.

    2

  • EQUILBRIO CIDO BASERELEMBRANDO A TEORIA DE BRONSTED E LOWRY.......

    Considere:HCl(g) + H2O(l) H3O

    +(aq) + Cl-(aq)

    cido base Base conjugada

    cido conjugado

    A molcula de HCl doa um prton para a molcula de H2O.Segundo a definio de Bronsted e Lowry:

    Um cido uma substncia (molcula ou on) que pode

    doar um prton para outra substncia.

    3

  • EQUILBRIO CIDO BASERELEMBRANDO A TEORIA DE BRONSTED E LOWRY.......

    Considere:NH3(aq) + H2O(l) NH4

    +(aq) + OH-(aq)

    cidobase Base conjugada

    cido conjugado

    A molcula de NH3 abstrai um prton damolcula de H2O que, logicamente, transformando-se em hidroxlaSegundo a definio de Bronsted e Lowry:

    Uma base uma substncia (molcula ou on) que pode

    receber um prton de outra substncia.

    A gua surpreendente: atua doando ou recebendo prtons anfiprtica! 4

  • EQUILBRIO CIDO BASEQUANDO EXISTE EQUILBRIO, estamos

    falando de cidos e bases FRACOS.

    VEJA QUAIS SO OS FORTES!!

    cidos Fortes

    Bases Fortes100 % de dissociao!

    HCl LiOH

    HBr NaOH

    HI KOH

    HNO3

    HClO4

    H2SO4

    HCl + H2O H3O+(aq) + Cl-(aq)

    5

  • EQUILBRIO CIDO BASEQuando um composto se dissolve gerando ons, estes ons individuaisinteragem com as molculas do solvente (solvatao). Se o solvente gua, o processo chamado de hidratao. O on cercado pormolculas de gua com as quais interagem de forma no covalente,estas molculas de solvente so conhecidas como primeira camada desolvatao. Um segundo grupo de molculas de gua forma ligaesde hidrognio com as molculas de gua da primeira camada,formando a segunda camada de solvatao.formando a segunda camada de solvatao.

    (aq)

    6

  • EQUILBRIO CIDO BASEQuando o solvente atua como uma fonte de prtons nas reaes,chama-se de solvente prtico.

    Quando o solvente no dispe de tomos de hidrognio para fonte deprtons nas reaes, chama-se de solvente aprtico.

    Doador de prtons = solvente prtico. Ento gua participa da reao!

    Considere:NH3(aq) + H2O(l) NH4

    +(aq) + OH-(aq)

    cidobase Base conjugada

    cido conjugado

    Kb = 1,8 x 10-5

    OupKb = 4,75 (pKb = -log Kb )

    7

  • EQUILBRIO CIDO BASE

    Base Kb pKb

    nicotina 1,0 x 10-6

    Exerccio: calcule pKb e coloque as substncias em ordem crescente de basicidade.

    nicotina 1,0 x 10

    morfina 1,6 x 10-6

    Ureia 1,3 x 10-14

    anilina 4,3 x 10-10

    8

  • EQUILBRIO CIDO BASE

    9

  • EQUILBRIO CIDO BASE

    HX (aq) + H2O H3O+(aq) + X-(aq)

    Vamos comparar a fora da base e base conjugada em remover H+

    Se a fora da base conjugada (X-) em remover o H+ de H O+ for MAIOR

    cido base Base conjugada

    cido conjugado

    Se a fora da base conjugada (X-) em remover o H+ de H3O+ for MAIOR

    que a fora da base (H2O) em remover H+ de HX, volta a formar-se o

    cido associado. Portanto o cido ser FRACO!

    Se a fora da base conjugada (X-) em remover o H+ do on hidrnio for MENOR que a fora da base (H2O) em remover H

    + de HX, o cido ir dissociar. Portanto o cido ser FORTE!

    10

  • EQUILBRIO CIDO BASE

    Qual ser a base mais forte H2O ou Cl- ?

    HCl + H O H O+(aq) + Cl-(aq) H O+ + Cl-(aq) HCl + H O

    Considere:HCl(g) + H2O(l) H3O

    +(aq) + Cl-(aq)

    baseBase

    conjugada

    ouHCl + H2O H3O+(aq) + Cl-(aq) H3O+ + Cl-(aq) HCl + H2Oou

    O cido clordrico considerado forte, indicando que se ioniza quase totalmente em gua!

    11

  • EQUILBRIO CIDO BASE

    H2O a base mais forte em relao ao on Cl- ?

    Considere:HCl(g) + H2O(l) H3O

    +(aq) + Cl-(aq)

    BaseFORTE

    Base FRACA

    12

  • EQUILBRIO CIDO BASE

    Qual ser a base mais forte H2O ou CH3COO- ?

    H+ + H O H O+(aq) H O+ + CH COO-(aq) CH COOH + H O

    Considere:CH3COOH + H2O(l) H3O

    +(aq) + CH3COO-(aq)

    baseBase

    conjugada

    ou

    H+ + H2O H3O+(aq) H3O+ + CH3COO-(aq) CH3COOH + H2Oou

    O Ka do cido actico 1,8 x 10-5

    13

  • EQUILBRIO CIDO BASE

    CH3COO- a base mais forte em relao a H2O.

    Considere:CH3COOH + H2O(l) H3O

    +(aq) + CH3COO-(aq)

    BaseFRACA

    Base FORTE

    FORTE

    14

  • EQUILBRIO CIDO BASE

    O que h de incomum nestes dois exemplos?

    CH3COOH + H2O(l) H3O+(aq) + CH3COO

    -(aq)

    BaseFRACA

    Base FORTE

    H2O o padro para comparao

    da fora!

    HCl(g) + H2O(l) H3O+(aq) + Cl-(aq)

    BaseFORTE

    Base FRACA

    da fora!

    15

  • EQUILBRIO CIDO BASE

    Analisando sob outra perspectiva:

    CH3COOH + H2O(l) H3O+(aq) + CH3COO

    -(aq)

    BaseFRACA

    Base FORTE

    HCl(g) + H2O(l) H3O+(aq) + Cl-(aq)

    cidoFRACO

    HCl(g) + H2O(l) H3O+(aq) + Cl-(aq)

    BaseFORTE

    Base FRACA

    cidoFORTE

    Todo cido forte, forma uma base conjugada fraca!

    Todo cido fraco, est em equilbrio com uma base conjugada forte, que desloca o equilbrio para reagentes.

    Toda base forte, forma um cido conjugado fraco!

    Toda base fraca, est em equilbrio com um cido conjugado forte, que desloca o equilbrio para reagentes.

    16

  • EQUILBRIO CIDO BASE

    Exerccio: complete as reaes qumicas abaixo e conclua quais bases so mais fortes em cada par

    a) HCN + H2O(l)

    CN-(aq) + H2O(l)

    Ka HCN = 4,0 x 10-10

    a) HF + H2O(l)

    F-(aq) + H2O(l)

    Kb HF =7,2x 10-4

    17

  • Exerccio

    Utilize a tabela de cidos entregue em sala de aula e determine pKa. Considere solues 0,10 mol/L de cada um destes cidos e determine a concentrao de ons hidrnios em equilbrio, concentrao de ons hidrnios em equilbrio, o pH da soluo e o percentual de ionizao de cada cido.

    18

  • AUTOPROTLISE DA GUA

    14-3

    -3

    22

    22

    -3

    100.1]OH][OH[

    ]OH][OH[]OH[

    ]OH[

    ]OH][OH[

    +

    +

    +

    ==

    =

    =

    w

    eq

    eq

    K

    K

    K]OHlog[pOH ]Hlog[]OHlog[pH -3 ===

    ++

    19

  • AUTOPROTLISE DA GUA

    ]OHlog[pOH ]Hlog[]OHlog[pH -3 ===++

    Na maioria das solues a [H+(aq)] bem pequena.

    Definimos

    Em gua neutra a 25 C, pH = pOH = 7,00. Em solues cidas, a [H+] > 1,0 10-7, ento o pH < 7,00. Em solues cidas, a [H+] > 1,0 10-7, ento o pH < 7,00. Em solues bsicas, a [H+] < 1,0 10-7, ento o pH > 7,00. Quanto mais alto o pH, mais baixo o pOH e mais bsica a

    soluo.

    20

  • AUTOPROTLISE DA GUA

    A auto ionizao da gua dependente da temperatura.Calcule o pH da gua a 25 oC e a 60 oC. R.: pH = 7,0 e 6,5

    21

  • RELAO ENTRE Ka e Kb

    Para um par cido-base conjugado

    Conseqentemente, quanto maior o Ka, menor o Kb. Isto , quanto maisforte o cido, mais fraca a base conjugada.

    Tomando o negativo dos logaritimos:

    baw KKK =

    Tomando o negativo dos logaritimos:

    baw pKpKpK +=A soma do pKa de um cido(laranja) e do pKb de sua baseconjugada (azul) constante, eigual a pKw, que 13,00 a 25

    oC. Osvalores das constantes permitemorganizar os cidos e as bases emordem de fora em uma nicatabela.

    22

  • RELAO ENTRE Ka e Kb

    baw pKpKpK +=

    Esta equao demonstra a relao de troca entre as foras dos cidos e bases conjugadas, onde pKa deve ser baixo e pKb alto, ou vice versa, para satisfazer a equao.

    Exemplo 1:Para amnia pK = 4,75Para amnia pKb = 4,75Para amnio pKa = ? Resposta: 9,25

    Exemplo 2: Determine o valor de Kb para a reao de cianeto e gua. Para o clculo considere:cido Fraco: HCN(aq) + H2O(l) H3O

    +(aq) + CN-(aq) Ka = 4,0 x 10-10

    Base conjugada: CN-(aq) + H2O(l) HCN(aq) + OH-(aq) Kb = ???

    2H2O(l) H3O+(aq) + OH-(aq) Kw = 1,0 x 10

    -14

    Quando somam-se duas equaes qumicas, multiplica-se os valores de K.

    2,5 x 10-5

    23

  • RELAO ENTRE Ka e Kb

    Exemplo 3: Determine o valor de Kb do benzoato de sdio a partir das informaes abaixo:

    C6H5 COOH(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + C6H5 COO- (aq) Ka = 6,3 x 10

    -5

    C6H5 COO- (aq) + H2O(l) C6H5 COOH(aq) + OH-(aq) Kb = 1,6 x 10-10

    24

  • RELAO ENTRE Ka e Kb

    Exemplo 4: Qual o pH de uma soluo de um sal fracamente bsico, acetato de sdio? Considere uma soluo de acetato de sdio, 0,015 mol/L de NaCH3CO2.

    Dado:Ka do CH3COOH = 1,8 x 10

    -5

    Resposta: Kb: 5,6x 10-10

    X = 3,5 10-9 mol/L = [OH-]pOH: 5,53 pH: 8,46

    25

    Exemplo 5: O on carbonato, CO32-, uma base em gua, formando o

    on hidrogenocarbonato, que por sua vez pode formar cido carbnico. Qual o pH de uma soluo de Na2CO3 0,10 mol/L?Resposta: [OH-] = 4,6x10-3 mol/L, pOH 2,34, pH =11,66

  • ESCALA DE pH

    pH + pOH =14

    26

  • ESCALA DE pH

    Exercite:Determine o pH dea) Uma soluo de 0,028 mol/L de NaOH; R: 12,45

    b) Uma soluo de 0,0011 mol/L de Ca(OH)2 R: 11,34

    c) Uma soluo de 0,0011 mol/L de amnia, Kb = 1,8 x 10-5.

    Forte

    Forte

    c) Uma soluo de 0,0011 mol/L de amnia, Kb =