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Aula 11 Equilíbrio Ácido - Base Universidade Tecnológica Federal do Paraná Departamento Acadêmico de Química e Biologia Dr. Tiago P. Camargo

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Aula 11

Equilíbrio Ácido - Base

Universidade Tecnológica Federal do Paraná

Departamento Acadêmico de Química e Biologia

Dr. Tiago P. Camargo

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Teorias Ácido - Base

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

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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

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Teorias Ácido - Base

Teoria de Lewis – Compartilhamento de elétrons

Ácido → Aceptor de um par de e-

Base → Doador de um par de e-

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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.

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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

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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

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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.

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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+ − −= =

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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+ − −= =

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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:

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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.

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De modo geral para um ácido qualquer..

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

Equilíbrio Ácido - Base

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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..

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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

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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 .

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Exemplo 11.7

Equilíbrio Ácido - Base

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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 −= − =

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(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+)

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

Equilíbrio Ácido - Base

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Equilíbrio Ácido - Base

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Equilíbrio Ácido - Base

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

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Equilíbrio Ácido - Base

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

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Equilíbrio Ácido - Base

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