aula 11 equilíbrio Ácido - base · cálculo de ph de soluções de ácidos fracos: equilíbrio...
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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+ −⎯⎯⎯→ + 2H OBOH 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..
33
2
[ ].[ ][ ].[ ]
[ ]
H O OHK 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
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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 OKa
HA HA H O
+ − +
+= =
−
24(0,0011)
1,4 100,010 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
Equilíbrio Ácido - Base