Equilibrio Quimico - Aula 4y2z5a

Equilíbrio Ácido-base Química dasTransformações Slides da semana 10 a 14/maio,2010 Fabricio R.Sensato

Ácidos e bases de Bronsted

Fonte: KOTZ, John C.; TREICHEL Jr, Paul M.; TOWNSEND, John R. Chemistry & Chemical Reactivity. 7ed. Belmont:Thomson, 2009

Pares ácido-base conjugados


Alguns pares ácido-base conjugados


Auto-ionização da água


pH

Fonte (figure) BROWN, Theodore L.; LEMAY Jr, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E.; BURDGE, Julia R. Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005.

Constante de equilíbrio de ácidos e bases


Fonte: KOTZ, John C.; TREICHEL Jr, Paul M. Química geral e reações químcas . São Paulo; Pioneira Thomson Learning, 2005, v.2

Forças relativas de ácidos e bases

Fonte (figura) BROWN, Theodore L.; LEMAY Jr, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E.; BURDGE, Julia R. Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005.

Soluções aquosas de sais


Mais sobre Soluções aquosas de sais


Exercício

Propriedades ácido-base de sais Decida se cada um dos seguintes sais formará uma solução ácida,básica ou neutra em água (a) NaNO3 (b) K3PO4 (c) FeCl2 (d) NaHCO3 (e) NH4F

Fonte: KOTZ, John C.; TREICHEL Jr, Paul M. Química geral e reações químicas . São Paulo; Pioneira Thomson Learning, 2005, v.2.

Escala logarítmica de Força relativa de ácidos, pKa


Escala logarítmica de força relativa de ácidos, pKa

Exercício

(a) Qual é o valor de pKa do ácido

benzóico,C6H5CO2H? (b) O ácido cloroacético (ClCH2CO2H), pKa = 2,87,é mais forte ou mais fraco do que o ácido benzóico? (c) Qual é o pKa do ácido conjugado da

amônia? Esse ácido é mais forte ou mais fraco do que o ácido acético)


Relacionando as constantes de ionização de um ácido e de sua base conjugada


Exercício

Ka Kb = Kw Ka para o ácido lático,CH3CHOHCO2H,é 1,4 × 10-4.Qual é o valor de Kb para a base conjugada desse ácido,CH3CHOHCO2-?

Fonte: KOTZ, John C.; TREICHEL Jr, Paul M. Química geral e reações químcas . São Paulo; Pioneira Thomson Learning, 2005, v.2.

Prevendo a direção de reações ácido-base: Ácido forte com H2O


Prevendo a direção de reações ácidobase: Ácido fraco com H2O


Prevendo a direção de reações ácidobase: Generalização

Todas as reações de transferência de próton procedem do ácido e da base mais fortes para o ácido e a base mais fracos; isto é,um equilíbrio favorece o ácido fraco e a base fraca

Prevendo a direção de uma reação ácido base H3PO4(aq) + CH3COO-(aq) H2PO4-(aq) + CH3COOH(aq) H3PO4 (Ka= 7,5 × 10-3) CH3COOH (Ka= 1,8 × 10-5) CH3COO- (Kb= 5,6 × 10-10) H2PO4-(Kb= 1,3 × 10-10)


Exercício

Reações ácido base Escreva uma equação global balanceada para a reação que ocorre entre o ácido acético e o bicarbonato de sódio. Decida se o equilíbrio está deslocado predominantemente para a esquerda ou para a direita.


Exercício

Reações ácido base Indique a direção da seguinte reação em solução aquosa HNO2(aq) + CN-(aq) HCN(aq) + NO2-(aq) Ka(HNO2) = 4,5 × 10-4 Ka(HCN) = 4,0 × 10-10 Kb(CN-) = 2,5 × 10-5 Kb(NO2-) = 2,2 × 10-11

Fonte: CHANG, Raymond Química geral: conceitos essenciais. 4. ed. São Paulo; McGraw-Hill, 2007, 778p

Tipos de reação ácido-base Reação de um ácido forte com uma base forte Reação de um ácido fraco com uma base forte Reação de um ácido forte com uma base fraca Reação de um ácido fraco com uma base fraca

Reação de um ácido forte com uma base forte

A equação iônica global para a reação entre qualquer ácido forte e qualquer base forte é sempre a simples união entre íons hidrônio e hidróxido para formar água A mistura de quantias molares iguais de uma base forte com um ácido forte produz uma solução neutra (pH = 7 a 25 oC)

Reação de um ácido fraco com uma base forte

A mistura de quantias molares iguais de uma base forte com um ácido fraco produz um sal cujo ânion é a base conjugada do ácido fraco.A solução é básica,e o pH depende de Kb para o ânion

Exercício:Mostre que a constante de equilíbrio para a reação entre o ácido fórmico e o hidróxido de sódio é 1,8 × 1010.

Reação de um ácido forte com uma base fraca

A mistura de quantias molares iguais de um ácido forte com uma base fraca produz um sal cujo cátion é o ácido conjugado da base fraca,e o pH depende de Ka para o cátion

Exercício:Mostre que a constante de equilíbrio para a reação entre o ácido forte e a amônia é 1,8 × 109.

Reação de um ácido fraco com uma base fraca

A mistura de quantias molares iguais de um ácido fraco com uma base fraca produz um sal cujo cátion é o ácido conjugado da base fraca e cujo ânion é a base conjugada do ácido fraco.O pH da solução depende dos valores relativos de Ka e Kb

Exercício:Mostre que a constante de equilíbrio para a reação entre o ácido fraco e uma base fraca é K = (KaKb)/Kw

Tipos de reação ácido-base: Resumo


Exercício

Tipos de Reações ácido base (a) Misturam-se quantias molares iguais de HCl(aq) e NaCN(aq).A solução resultante é ácida,básica ou neutra (b) Misturam-se quantias molares iguais de ácido acético e sulfito de sódio, Na2SO3. A solução resultante é ácida,básica ou neutra?


Cálculos com Constantes de equilíbrio

O ácido lático é um ácido monoprótico que ocorre naturalmente no leite azedo.Uma solução aquosa 0,10 M d ácido lático,CH3CHOHCO2H,tem pH de 2,43.Qual é o valor de Ka para o ácido lático?

Fonte: KOTZ, John C.; TREICHEL Jr, Paul M. Química geral e reações químicas. 5ed. São Paulo; Pioneira Thomson Learning, 2005, v.2.

Cálculo do valor de Ka a partir de uma medida de pH

O ácido lático é um ácido monoprótico que ocorre naturalmente no leite azedo.Uma solução aquosa 0,10 M d ácido lático,CH3CHOHCO2H,tem pH de 2,43.Qual é o valor de Ka para o ácido lático?


Cálculo do valor de Ka a partir de uma medida de pH

Uma solução preparada com 0,055 mol de ácido butanóico dissolvido em água suficiente para se obter 1,0L de soluçã tem pH de 2,72.Determine Ka para o ácido butanóico.O ácido ioniza-se conforme a equação balanceada: CH3CH2CH2CO2H(aq) +H2O(l) H3O+(aq) + CH3CH2CH2CO2-(aq)


Cálculo das concentrações no equilíbrio e dO pH a partir de Ka Calcule o pH de uma solução 0,020 M de ácido benzóico (C6H5CO2H) se Ka = 6,3 × 10-5 para o ácido C6C5CO2H(aq) +H2O(l) H3O+(aq) + C6H5CO2-(aq)


Cálculo das concentrações no equilíbrio e dO pH a partir de Ka Calcule o pH de uma solução 0,0010 M de ácido fórmico (HCO2H) se Ka = 1,8 × 10-4 para o ácido.Qual a concentração de ácido fórmico no equilíbrio? HCO2H(aq) +H2O(l) H3O+(aq) + HCO2-(aq)


O pH de um sal fracamente básico, o acetato de sódio Qual é o pH de uma solução 0,015 M de acetato de sódio (NaCH3CO2).O Kb para o íon acetato é 5,6 × 10-10


Cálculo do pH depois da reação de uma base com um ácido

Qual é o pH da solução que resulta da mistura de 25 mL de NH3 0,016 M com 25 mL de HCl 0,016 M?


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