Reações Ácido-Base Datei - Moodle @ FCT-UNL

Reacções
Ácido - Base
Um ácido de Arrhenius é uma substância que produz H+
(H3O+) em água.
Uma base de Arrhenius é uma substância que produz
OH– em água.
Um ácido de Brønsted é um dador de protões.
Uma base de Brønsted é um aceitador de protões.
Um ácido de Lewis é uma substância que pode aceitar um par
de electrões.
Uma base de Lewis é uma substância que pode doar um par de
electrões.
base
ácido
ácido
conjugado
base
conjugada
Propriedades Ácido-Base da Água
H+ (aq) + OH- (aq)
H2O (l)
Auto-ionização da água
H
O
H
+ H
[
O
H
]
H
base
H2O + H2O
ácido
+
H O H
+ H O
ácido
conjugado
H3O+ + OHbase
conjugada
-
Produto Iónico da Água
H2O (l)
H+ (aq) + OH– (aq)
Kc =
[H+][OH–]
[H2O] = const.
[H2O]
Kc[H2O] = Kw = [H+][OH–]
Constante do produto-iónico (Kw) ― o produto das concentrações
molares dos iões H+ e OH–, a uma dada temperatura.
A solução é
250C
A
Kw = [H+][OH–] = 1,0 × 10–14
[H+] = [OH–]
neutra
[H+] > [OH–]
ácida
[H+] < [OH–]
básica
pH — Uma Medida de Acidez
pH = –log [H+]
A 250C
A solução é
neutra
[H+] = [OH–]
[H+] = 1 × 10–7
pH = 7
ácida
[H+] > [OH–]
[H+] > 1 × 10–7
pH < 7
básica
[H+] < [OH–]
[H+] < 1 × 10–7
pH > 7
pH
[H+]
A escala do pH
Ácido clorídrico
Ácido Sulfúrico de uma bateria
Suco gástrico
Vinagre
Coca Cola
Cerveja
Sumo de limão
Aspirina
Chuva Ácida
Sumo de frutos
Café
Urina
Leite
Água pura desarejada
Sangue Humano
Fermento para bolos
Lixívia
Detergentes com amónia
Detergente para roupa
Depilador
Hidróxido de sódio
Limpa Fornos
Química em Acção:
Antiácidos e o Balanço de pH no Estômago
NaHCO3 (aq) + HCl (aq)
Mg(OH)2 (s) + 2HCl (aq)
NaCl (aq) + H2O (l) + CO2 (g)
MgCl2 (aq) + 2H2O (l)
Química em Acção:
Chuvas ácidas nos EUA
pOH = –log [OH-]
[H+][OH–] = Kw = 1,0 × 10-14
–log [H+] – log [OH–] = 14,00
pH + pOH = 14,00
Ácidos Fracos
Ácidos Fortes
Força de ácidos e bases em água
Força de ácidos e bases em água
pKa = –log Ka
pKb = –log Kb
Ácido forte
Ácido fraco
Estrutura Molecular e Força dos Ácidos
H X
H + + X–
Quanto
mais forte
a ligação
Mais fraco
é o ácido
HF << HCl < HBr < HI
Ácidos Fracos e Constantes de Ionização Ácida
HA (aq) + H2O (l)
HA (aq)
H3O+ (aq) + A– (aq)
H+ (aq) + A– (aq)
[H+][A–]
Ka =
[HA]
Ka é a constante de ionização ácida
Ka
força
do ácido fraco
Bases Fracas e Constantes de Ionização Básicas
NH3 (aq) + H2O (l)
NH4+ (aq) + OH– (aq)
[NH4+][OH–]
Kb =
[NH3]
Kb é a constante de ionização básica
Kb
força
da base fraca
Constantes de Ionização
de Pares Ácido-Base Conjugados
HA (aq)
A– (aq) + H2O (l)
H2O (l)
H+ (aq) + A– (aq)
OH– (aq) + HA (aq)
H+ (aq) + OH– (aq)
Ka
Kb
Kw
KaKb = Kw
Ácidos Fracos e as Suas Bases Conjugadas
Kw
Ka =
Kb
Kw
Kb =
Ka
Soluções tampão
Uma solução tampão é uma solução de:
1. Um ácido fraco ou uma base fraca, e
2. O sal do ácido fraco ou da base fraca.
Devem estar ambos presentes!
Uma solução tampão tem a capacidade de resistir a variações de pH
quando se adicionam pequenas quantidades quer de ácido quer de base.
Considere a mistura de CH3COONa (electrólito forte) e CH3COOH
(ácido fraco):
CH3COONa (s)
CH3COOH (aq)
Na+ (aq) + CH3COO– (aq)
H+ (aq) + CH3COO– (aq)
ião
comum
Química em Acção:
Mantendo o pH do Sangue
Soluções tampão
Hidrogenoftalato de
potássio, 0.05 M
pH (25ºC)
4.008
KH2PO4, 0.025 M
+
Na2HPO4, 0.025 M
6.865
KH2PO4, 0.00870 M
+
Na2HPO4, 0.03043 M
7.413
Titulação de um ácido forte com uma base forte
base forte
ácido forte
Volume adicionado de base
Titulação de uma base forte com um ácido forte
ácido forte
base forte
Volume adicionado de ácido
Titulação de um ácido fraco com uma base forte
base forte
½ de Volume do PE
ácido fraco
Volume adicionado de base
Ponto de Equivalência (PE)
Titulação de uma base fraca com um ácido forte
ácido forte
base fraca
Volume adicionado de ácido
½ de Volume do PE
Ponto de Equivalência (PE)
Uso de indicadores numa titulação ácido/base
Indicadores Ácido-Base
HIn (aq)
H+ (aq) + In– (aq)
Predomina a
[HIn]
≥ 10 cor do ácido
–
[In ]
(HIn)
Predomina a
[HIn]
cor da base
≤
10
[In–]
conjugada
(In–)
Gama óptima
Volume adicionado de base
½ de Volume do PE
Ponto de
Equivalência (PE)
Uso de indicadores numa Titulação ácido/base
Fenolftaleína
Volume adicionado de ácido
Fenolftaleína
Alaranjado de
metilo
Volume adicionado de base
Volume adicionado de ácido
Soluções de couve-roxa
pH