Misturas de Acidos ou de Bases

Misturas de Ácidos ou de Bases
1
Ácido forte e Ácido fraco
Vamos considerar a mistura de c1 V moles de ácido forte com c2 V moles
de ácido fraco.
Como o ácido forte é totalmente ionizado, e que a base conjuguada
dele é indiferente, podemos simplesmente considerar c1 V como a concentração “inicial” de H+
*
)
H+
c1 V
c1 V + x + y
+
ini.
equ.
H2 O
n
n−x
OH−
0
x
*
)
H+
c1 V
c1 V + x + y
+
ini.
equ.
HA
c2 V
c2 V − y
A−
0
y
(agua e forte)
(fraco)
Em meio ácido podemos desprezar x na frente de c1 V + y
Para o ácido fraco podemos desprezar y na frente de c2 V
Teremos então a equação:
Ka =
(c1 + y/V )(y/V )
c2
ou ainda
y 2 + c 1 V y − Ka c 2 V 2 = 0
que admite como unica solução positiva:
p
y = 1/2(−c1 V + (c1 V )2 + 4Ka c2 V 2 )
e teremos
pH = − log (c1 + y/V )
Podemos comparar esse calculo com a situação onde teria só um dos
ácidos em solução:
1
pH = f(pc_1)
c_2 = 0.001 M, pKa = 4
7
Exato
Acido forte so
Acido fraco so
6
5
pH
4
3
2
1
0
0
1
2
3
4
5
6
-Log(c_1)
Podemos perceber que na maioria dos casos tudo se passa como se
tivesse um ácido só em solução: aquele que daria o menor pH. O erro
maximo cometido com essa hipotese é de 0.2 unidade de pH.
2
7
2
Dois ácidos fracos
*
)
H+
0
z+x+y
+
ini.
equ.
H2 O
n
n−x
OH−
0
x
*
)
H+
0
z+x+y
+
A−
0
y
(fraco 1)
ini.
equ.
HA
c1 V
c1 V − y
*
)
H+
0
z+x+y
+
B−
0
z
(fraco 2)
ini.
equ.
HB
c2 V
c2 V − z
(agua)
Vamos ter 3 equações com 3 incognitas: tem uma solução mas pode
ser complicada para um humano acha-la. Para um computador a tarefa é
facil.
3
pH = f(pc_1)
c_2 = 0.01M, pKa_1 = 3, pKa_2 = 5
5
Exato
Acido fraco 1 so
Acido fraco 2 so
pH
4
3
2
1
0
1
2
3
4
5
6
-log(c_1)
De novo podemos perceber que tudo se passa como se tivesse um
ácido só na solução: aquele que daria o menor pH. O erro maximo cometido
com essa hipotese é de 0.15 unidades de pH.
3
Dois ácidos fortes
Como todos os ácidos fortes são igualmente fortes, se somam as duas
concentrações antes de calcular o pH:
pH = − log (c1 + c2 )
4
7
4
Uma base forte e uma base fraca
Por analogia com os acidos, tudo se passa como se tivesse uma base só
em solução: aquela que daria o maior pH.
5
Duas bases fracas
Tudo se passa como se tivesse uma base só em solução: aquela que
daria o maior pH.
6
Duas bases fortes
Como todas as bases fortes são igualmente fortes, se somam as duas
concentrações antes de calcular o pH.
5