paulo - Kopenoti

ESCOLA KOPENOTI PROFESSOR LUCIO DIAS
•ALUNO:
Paulo Marques
Seminário de Química
O que você deve saber sobre
EQUILÍBRIO IÔNICO
O equilíbrio iônico é um caso isolado de equilíbrio químico, em que o
sistema em estudo é uma solução aquosa contendo íons em contato
com moléculas ou compostos iônicos pouco solúveis. Dependendo da
quantidade de íons livres que a solução apresentar, ela pode ser
classificada como eletrólito forte ou fraco. Existem vários tipos de
equilíbrios iônicos produzidos pela dissolução de eletrólitos fracos em
água, e cada um desses equilíbrios recebe um nome específico.
I. Constante de ionização dos ácidos e das
bases (Ka e Kb)
–
+
+
+
EQUILÍBRIO IÔNICO
–
+
+
–
+
–
I. Constante de ionização dos ácidos e das
bases (Ka e Kb)
Quanto maior o valor da constante, maior a força do ácido ou da base.
EQUILÍBRIO IÔNICO
II. Lei da diluição de Ostwald
Para eletrólitos fracos (em solução aquosa, pequena quantidade
de íons livres), a constante de ionização é calculada por:
Ki = constante
de ionização
Ki = M  α
M = concentração
molar (mol/L)
EQUILÍBRIO IÔNICO
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α = grau de
ionização
III. Deslocamento de equilíbrios iônicos
Efeito do íon comum
A adição de um íon já existente no equilíbrio desloca-o
para o lado da substância não ionizada ou não dissociada.
Equilíbrio existente numa solução aquosa de ácido acético:
Ao adicionarmos acetato de sódio (solúvel em água), obtemos:
EQUILÍBRIO IÔNICO
III. Deslocamento de equilíbrios iônicos
Efeito do íon não comum
Um íon não participante de um equilíbrio pode deslocá-lo se houver
reação com um dos participantes do equilíbrio.
A adição de uma base (Na OH, por exemplo) consome íons H+
desloca o equilíbrio para a esquerda.
EQUILÍBRIO IÔNICO
IV. Equilíbrio iônico da água (Kw)
Aplicando a expressão da constante, temos:
EQUILÍBRIO IÔNICO
IV. Equilíbrio iônico da água (Kw)
Produto iônico da água, a 25 °C, tem o valor de 1,0
 10-14.
 Soluções ácidas: [H+] >10-7 e [OH-] < 10-7 a 25 °C
 Soluções básicas: [OH-] >10-7 e [H+] < 10-7 a 25 °C
EQUILÍBRIO IÔNICO
IV. Equilíbrio iônico da água (Kw)
V. pH e pOH
 Água pura ou solução neutra: [H+] = [OH-] pH = 7
 Solução ácida: [H+] > [OH-] pH < 7
 Solução básica: [H+] < [OH-] pH > 7
EQUILÍBRIO IÔNICO
VI. Hidrólise dos sais e constante de hidrólise
Equilíbrio que se estabelece entre o íon e moléculas de água,
dando origem a um ácido ou a uma base fracos.
EQUILÍBRIO IÔNICO
VII. Previsão da acidez ou basicidade de
uma solução de sal
 Solução básica: sal formado por ácido fraco e base forte.
 Solução ácida: sal formado por ácido forte e base fraca.
 Solução neutra: sal formado por ácido forte e base forte.
Sal formado por um ácido fraco e uma base fraca:
• Se Kb > Ka: solução básica.
• Se Ka > Kb: solução ácida.
• Se Ka = Kb: solução neutra.
EQUILÍBRIO IÔNICO
VIII. Equilíbrio de solubilidade (Ks ou Kps)
EQUILÍBRIO IÔNICO
EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
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(UFRJ)
Quando um atleta pratica exercícios físicos vigorosos, o oxigênio disponível na corrente sanguínea é rapidamente consumido,
levando seu metabolismo a trabalhar em condições anaeróbicas. Nessas condições, o processo de geração de energia para a
contração de músculos envolve a quebra de glicose (C6H12O6), produzindo ácido lático (C3H6O3) e provocando fadiga muscular.
O gráfico a seguir mostra a variação da concentração de ácido lático no sangue de um atleta durante uma competição em função
do tempo t.
a) Calcule a taxa de formação de ácido lático entre o estado
de repouso (t = 0 s) e o instante t = 200 s.
RESPOSTA:
EQUILÍBRIO IÔNICO — NO VESTIBULAR
EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
1
b) Como o ácido lático é um ácido fraco, de cada 100 moléculas
de ácido lático dissolvidas em água, apenas quatro sofrem ionização.
Calcule o pH de uma solução aquosa de ácido lático com
concentração
igual a 2,5 mMol/L.
RESPOSTA:
[H] = M · α. Então, 2,5 · 10-3 · 0,04 = 1 · 10-4
pH = 4
EQUILÍBRIO IÔNICO — NO VESTIBULAR
EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
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(UFSCar-SP)
A acidose metabólica é causada pela liberação excessiva, na corrente sanguínea, de ácido lático e de outras substâncias ácidas
resultantes do metabolismo. Considere a equação envolvida no equilíbrio ácido-base do sangue e responda.
a) Explique de que forma o aumento da taxa de respiração, quando se
praticam exercícios físicos, contribui para a redução da acidez metabólica.
RESPOSTA: Analisando o equilíbrio:
CO2(g) + H2O(g)  H2CO3(aq)  H+(aq) + HCO3-(aq)
De acordo com o princípio de Le Chatelier, o equilíbrio se
desloca para a esquerda e a concentração de H+(aq) diminui, pois o
aumento da taxa de respiração provoca grande liberação de CO2
(expiração), ou seja, a diminuição de sua concentração no sangue.
b) O uso de diuréticos em excesso pode elevar o pH do sangue,
causando uma alcalose metabólica. Explique de que forma um diurético
perturba o equilíbrio ácido-base do sangue.
RESPOSTA: Com o uso de diuréticos ocorrerá uma diminuição
de H2O no sangue. O equilíbrio será deslocado no sentido da
formação de CO2 e a concentração de H+ diminuirá, acarretando
a elevação do pH do sangue.
EQUILÍBRIO IÔNICO — NO VESTIBULAR
EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
5
(Unesp)
Na tabela a seguir são fornecidos os valores de pH de soluções aquosas 0,1 mol/L de dois ácidos monopróticos.
a) Explique os diferentes valores de pH medidos para as duas soluções.
RESPOSTA:
EQUILÍBRIO IÔNICO — NO VESTIBULAR
EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
5
b) A neutralização estequiométrica das soluções de HCl e de HCN
com uma solução de NaOH resultará em soluções que terão o mesmo
pH? Justifique.
RESPOSTA:
EQUILÍBRIO IÔNICO — NO VESTIBULAR
EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
7
(UFRN)
Um experimento simples, sempre presente em feiras de ciências, demonstra a condutividade elétrica das soluções.
A figura abaixo mostra que o circuito elétrico se fecha quando os eletrodos são postos em contato com material condutor.
Estando esses eletrodos imersos numa solução, a lâmpada brilha com intensidade proporcional à passagem da corrente.
Portanto, quanto maior a concentração de íons livres na solução testada, maior a condutividade elétrica e também a
luminosidade da lâmpada.
Com o objetivo de apresentar esse experimento numa feira de ciências, um estudante preparou quatro soluções
aquosas, cada uma com um dos solutos abaixo, diluídos na mesma concentração:
I. Ácido acético (CH3COOH) : Ka = 1,8 · 10-5
II. Ácido cloroso (HCO2) : Ka = 1,1 · 10-2
III. Fenol (C6H5OH) : Ka = 1,3 · 10-10
IV. Hidróxido de amônio (NH4OH) : Kb = 1,8 · 10-5
Tendo em vista as propriedades dessas soluções:
EQUILÍBRIO IÔNICO — NO VESTIBULAR
EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
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a) indicar, justificando, quais soluções apresentam,
respectivamente, a maior e a menor condutividade elétrica.
RESPOSTA:
b) explicar o que acontece com a luminosidade da lâmpada quando
se adiciona água destilada à solução IV (hidróxido de amônio).
RESPOSTA:
EQUILÍBRIO IÔNICO — NO VESTIBULAR
EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
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c) explicar, considerando o estado de equilíbrio, o que acontece
Com a luminosidade da lâmpada quando a solução de ácido
acético (resultante de uma ionização endotérmica) é aquecida.
RESPOSTA:
EQUILÍBRIO IÔNICO — NO VESTIBULAR
EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
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(Uece)
O conceito de pH foi introduzido na química pelo químico dinamarquês Soren Peter Lauritz Sorensen, em 1909, para
facilitar
a caracterização da acidez de uma substância. Assinale a alternativa que contém o pH da solução que se obtém ao ser feita
a dissolução de 5,6 g de KOH em um litro de água.
a) 1,0
b) 3,0
c) 11,0
d) 13,0
RESPOSTA: D
EQUILÍBRIO IÔNICO — NO VESTIBULAR