6- EQUILÍBRIO ÁCIDO

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EQUILÍBRIO ÁCIDO-BASE
Conceitos ácido-base
•  Conceito de Arrhenius
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•  Conceito de Brönsted
1 em 10240 moléculas é dissociada
Conceitos: par ácido-base conjugado
Ka
Kb
Equilíbrios de ionização de ácidos:
Ácido acético, HC2H3O2(aq), Ka = 1,7 x 10-5, a 25o C:
HC2H3O2(aq) + H2O(l) ⇌ H3O+(aq) + C2H3O2-(aq)
Equilíbrios de ionização de bases:
Amônia, NH3(aq), Kb = 1,8 x 10-5, a 25o C
NH3(aq) + H2O(l) ⇌ NH4+(aq) + OH-(aq)
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Definição de substância prótica, aprótica e anfiprótica
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A água comporta-se como um eletrólito muito fraco:
H2O(l) ⇌ H+ (aq) + OH-(aq) Kw=[H+]x[OH-] = 1,0 10-14 a 25o C
Na água pura, [H+] = [OH-] = 10-7 mol/L.
Dependendo das substâncias que estejam dissolvidas em
água, poderemos ter as seguintes situações:
[H+] > [OH-] ! meio ácido
[OH-] > [H+] ! meio básico
[H+] = [OH-] ! meio neutro
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Cáculos para determinação do pH
Qual é o pH de uma solução de ácido clorídrico 0,10 mol L-1 ?
Qual é o pH de uma solução de ácido acético 0,10 mol L-1 ?
Qual é o pH de uma solução de hidróxido de sódio 0,10 mol L-1 ?
Determinação da constante Ka pelo pH da solução
Uma solução de ácido nicotínico, HC6H4NO2, preparada a 0,012
mol L-1 tem o pH 3,39 a 25 oC. Calcule o valor da constante de
ionização do ácido nicotínico na solução.
Cálculo das concentrações numa solução de ácido fraco
usando Ka
Quais são as concentrações das espécies presentes numa solução
de ácido nicotínico, HC6H4NO2, preparada a 0,10 mol L-1, a 25 oC?
Qual é o pH da solução?
Qual é o grau de ionização do ácido nicotínico?
Dado: a constante de ionização do ácido nicotínico, Ka, é 1,4 x 10-5.
Grau de ionização de um eletrólito fraco é a fração das
moléculas do eletrólito que reagem com a água para formar
íons.
Quando essa fração é expressa em percentagem, tem-se a
ionização percentual.
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Hipótese simplificadora: pode-se mostrar que o erro
introduzido pela hipótese simplificadora é menor que 5% se o
quociente entre a concentração do ácido, Ca, e a constante de
ionização, Ka, for ≥ 100.
Por exemplo, numa solução de um ácido a 10-2 mol L-1 e com Ka
de 10-5:
Ca/Ka = 10-2/ 10-5 = 1000; neste caso a simplificação é aceitável
-------------------------------------Recalcular o exemplo 2 usando a hipótese simplificadora (se for
aceitável) e calcular o erro introduzido ao resultado ao usar o
método aproximado.
Uma solução de ácido acético, HC2H3O2, contém no equilíbrio
0,0987 mol L-1 de ácido acético, 0,0013 mol L-1 do íon H+ e
0,0013 mol L-1 do íon acetato. Dado: Ka=1,7 x 10-5.
1)  Qual é o pH da solução?
2)  Se a essa mistura em equilíbrio forem adicionados 0,2000 mol
L-1 de ácido acético, qual será o pH da solução resultante?
Bases
Qual é o pH de uma solução de NaOH 0,10 mol L-1?
Qual é o pH de uma solução de NH3 0,10 mol L-1, a 25 oC? Dado:
Kb = 1,8 x 10-5, a 25 oC.
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A morfina, C17H19NO3, é uma droga analgésica de uso médico. É
uma base de ocorrência natural, um alcalóide. Qual é o pH de uma
solução de morfina 0,0075 mol L-1, a 25 oC? A constante de
ionização da base é Kb = 1,6 x 10-6, a 25 oC.
Em solução aquosa, derivados ácidos da piridina comportam-se como
representado na reação abaixo:
HC5H4NX+(aq)
H+(aq) + C5H4NX(aq)
Considere que X no composto HC5H4NX+ representa NO2, Cl, H ou CH3,
formando assim quatro derivados distintos da piridina, que estão listados na
Tabela abaixo com seus respectivos valores de Ka, a 25oC.
X
NO2
Cl
H
CH3
Ka
5,9 x 10-2
1,5 x 10-4
6,8 x 10-6
1,0 x 10-6
a) Suponha que cada ácido listado na Tabela seja dissolvido em água e que
todas as soluções obtidas tenham a mesma concentração. Qual solução
teria o maior pH? E o menor pH? Justifique.
b) Calcule a concentração de íons hidrogênio, no equilíbrio, em 1,0 L de
solução aquosa preparada com 0,25 mol da piridina substituída com Cl.
Qual é o pH da solução?
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