REAÇÕES DE NEUTRALIZAÇÃO Uma reação de neutralização

REAÇÕES DE NEUTRALIZAÇÃO
Uma reação de neutralização ocorre entre um ácido e uma base que se neutralizam
mutuamente.
Esta reação obedece normalmente ao seguinte esquema:
Ácido + Base  Sal + Água
O sal formado nestas reações determina o caráter ácido, básico ou neutro da solução
obtida, já que o mesmo pode, ou não, sofrer hidrólise.
TITULAÇÕES ÁCIDO-BASE
Estas titulações correspondem a técnicas de determinação da concentração de um
ácido ou de uma base (titulado) a partir da concentração conhecida, respetivamente,
de uma base ou ácido (titulante).
A reação entre o titulante e o titulado corresponde a uma reação de neutralização.
SOLUÇÕES TAMPÃO
Chama-se solução tampão a uma solução que mantém o pH praticamente inalterável
face à adição de pequenas quantidades de ácido ou de base.
TAMPÕES ÁCIDOS
Existem dois tipos:
1. Solução de ácido forte
2. Solução contendo um ácido fraco e um sal, sendo a base conjugada do ácido
fraco igual ao anião do sal.
TAMPÕES BÁSICOS
Existem dois tipos:
1. Solução de base forte
2. Solução contendo uma base fraca e um sal, sendo o ácido conjugado da base
fraca igual ao catião do sal.
TITULAÇÃO DE UM ÁCIDO FORTE COM UMA BASE FORTE
Nesta titulação, o titulante é uma base forte e o titulado é um ácido forte.
A representação gráfica do pH em função do volume de titulante adicionado ao
titulado é dada pela figura:
P. E. – ponto de equivalência
VE – volume de titulante no P. E.
VT – volume de titulante
VE
VT
No início da titulação, o pH permanece praticamente inalterável, porque o titulado é
um tampão ácido do tipo 1.
O pH no ponto de equivalência é igual a 7, porque o sal formado não sofre hidrólise.
Após o ponto de equivalência, o pH volta a permanecer praticamente constante
devido à existência de um tampão básico do tipo 1.
TITULAÇÃO DE UMA BASE FORTE COM UM ÁCIDO FORTE
Nesta titulação, o titulante é um ácido forte e o titulado é uma base forte.
A representação gráfica do pH em função do volume de titulante adicionado ao
titulado é dada pela figura:
P. E. – ponto de equivalência
VE – volume de titulante no P. E.
VT – volume de titulante
VE
VT
No início da titulação, o pH permanece praticamente inalterável, porque o titulado é
um tampão básico do tipo 1.
O pH no ponto de equivalência é igual a 7, porque o sal formado não sofre hidrólise.
Após o ponto de equivalência, o pH volta a permanecer praticamente constante
devido à existência de um tampão ácido do tipo 1.
TITULAÇÃO DE UM ÁCIDO FRACO COM UMA BASE FORTE
Nesta titulação, o titulante é uma base forte e o titulado é um ácido fraco.
A representação gráfica do pH em função do volume de titulante adicionado ao
titulado é dada pela figura:
P. E. – ponto de equivalência
VE – volume de titulante no P. E.
VT – volume de titulante
VE
VT
No início da titulação, o pH aumenta acentuadamente e, depois permanece
praticamente inalterável, porque passa a existir um tampão ácido do tipo 2, devido à
formação de um sal.
O pH no ponto de equivalência é superior a 7, devido à hidrólise do sal formado.
Após o ponto de equivalência, o pH volta a permanecer praticamente constante
devido à existência de um tampão básico do tipo 1.
TITULAÇÃO DE UMA BASE FRACA COM UM ÁCIDO FORTE
Nesta titulação, o titulante é um ácido forte e o titulado é uma base fraca.
A representação gráfica do pH em função do volume de titulante adicionado ao
titulado é dada pela figura:
P. E. – ponto de equivalência
VE – volume de titulante no P. E.
VT – volume de titulante
VE
VT
No início da titulação, o pH diminui acentuadamente e, depois permanece
praticamente inalterável, porque passa a existir um tampão básico do tipo 2, devido
à formação de um sal.
O pH no ponto de equivalência é inferior a 7, devido à hidrólise do sal formado.
Após o ponto de equivalência, o pH volta a permanecer praticamente constante
devido à existência de um tampão ácido do tipo 1.
TITULAÇÕES DE ÁCIDOS POLIPRÓTICOS
Neste caso, as curvas de titulação têm mais do que um ponto de inflexão, sendo o
número de pontos de inflexão igual ao número de iões H+ que cada molécula de
ácido pode ceder.
Como exemplo deste tipo de titulação pode-se considerar a titulação do ácido
carbónico (H2CO3), cuja representação gráfica do pH em função do volume de
titulante adicionado ao titulado é dada pela figura:
0,5VE
VE
VT
TITULAÇÕES DE BASES POLIPRÓTICAS
Neste caso as curvas de titulação têm mais do que um ponto de inflexão, sendo esse
número igual ao número de iões H+ que uma base pode receber.
CÁLCULO DO pH DE UM TAMPÃO ÁCIDO DO TIPO 2
Para a dissolução de um ácido de fórmula genérica, HA, numa solução aquosa que
contém um sal, cujo anião coincide com a base conjugada o ácido, tem-se:
C / mol dm3
HA(aq)
Equilíbrio
CA
+
H 2 O()


A - (aq)
H 3O  (aq)
+
x
CS
CA – Concentração do ácido na mistura; CS – Concentração do sal na mistura
[A- ]e  [H3O ]e
C x
K  CA
Ka 
 Ka  S
x a
[HA]e
CA
CS
pH   log[ H3O ]e  pH   log x 
pH   log
K a  CA
CS
CÁLCULO DO pH DE UM TAMPÃO BÁSICO DO TIPO 2
Para a dissolução de uma base de fórmula genérica, B, numa solução aquosa que
contém um sal, cujo catião coincide com o ácido conjugado da base, tem-se:
C / mol dm3
B(aq)
Equilíbrio
CB
+
H 2 O()


BH  (aq)
CS
+
OH (aq)
x
CB – Concentração da base na mistura; CS – Concentração do sal na mistura
[BH ]e  [OH ]e
C x
K  CB
Kb 
 Kb  S
x b
[B]e
CB
CS
pOH   log[ OH ]e  pOH   log x 
pOH   log
K b  CB
CS
EFEITO TAMPÃO DO DIÓXIDO DE CARBONO NO SANGUE
Dissolvido no plasma sanguíneo existe o dióxido de carbono, que origina as seguintes
reações químicas:
CO2 (g)  H 2O()
H 2CO3 (aq)




H 2CO3 (aq)
H  (aq)  HCO3- (aq)
CO2 (g)  H 2O()


H  (aq)  HCO3- (aq)
O par conjugado H 2 CO3 /HCO3- dá origem a uma solução tampão. Mas como o H2CO3
provem do CO2, pode referir-se que é o par CO 2 /HCO3- que origina a solução tampão.
DEPENDÊNCIA DA HEMOGLOBINA DO pH DO MEIO
O dióxido de carbono e a água originam H2CO3, um ácido fraco que se ioniza segundo
a equação:
H 2CO3 (aq)


H  (aq)  HCO3- (aq)
(1)
A hemoglobina (Hb) pode estabelecer uma ligação covalente dativa com as espécies
O2, CO2 e H+, havendo ligação preferencial de cada espécie, variável com os valores
de pH:
Hb  O2


HbO2  H 
HbO2
(2)


(3)
HHb  O2
A hemoglobina transporta assim O2 desde os pulmões aos tecidos e transporta
também os produtos finais da respiração, H+ e CO2, desde os tecidos aos pulmões e
aos rins que excretarão estes produtos.
Os equilíbrios (1), (2) e (3) e a Lei de Le Châtelier a eles aplicada evidenciam que a
absorção do oxigénio pela hemoglobina depende do pH do meio.