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reconhecimento da ocorrência de uma reação química (saída de gás; mudança de cor; variação de temperatura; formação de compostos pouco solúveis e de compostos pouco dissociados); Observação Observação Reações em solução Reações em solução

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pH, pOH, hidrolise de sais

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reconhecimento da ocorrência de uma reação química (saída de gás; mudança de cor; variação de temperatura; formação de compostos pouco solúveis e de compostos pouco dissociados);

ObservaçãoObservação

Reações em soluçãoReações em solução

Page 2: Apostila - Produto Iônico

Casa: Cozinhando: - fermento (NaHCO3) (base)

- vinagre (HOAc) (ácido)

Limpeza: - ajax (NH3) (base)

Frutas: Limão; laranja (ácidos)

Solo: adição de Ca(OH)2/CaCO3 (base)

Automóvel: bateria = ácido sulfúrico

Medicina : antiácidos: Mg(OH)2 e NaHCO3 (base)

Grupo de SubstânciasGrupo de Substâncias

Page 3: Apostila - Produto Iônico

Friendrich Kohrausch (1840-1910) Friendrich Kohrausch (1840-1910)

a auto- ionização da água pura produz concentração muito baixa de íons H3O+ e OH-

HH22O + HO + H22O HO H33OO++(aq) + OH(aq) + OH--

(aq)(aq)

K =K = [H[H33OO++]][OH[OH--]]

[H[H22O] O] 22

KK [H[H22O] O] 22 = = [H[H33OO++]] [OH[OH--]]

KKww = = [H[H33OO++]] [OH[OH--]]constante de constante de

ionização da águaionização da água[H[H22O] = 55,5 O] = 55,5

mol/L mol/L constante (25 constante (25

ºC)ºC)

Reação de auto-ionização da águaReação de auto-ionização da água

Page 4: Apostila - Produto Iônico

HH22O + HO + H22O HO H33OO++(aq) + OH(aq) + OH--

(aq)(aq)Medida de condutividade elétrica: Medida de condutividade elétrica:

[H[H33OO++] =] =[OH[OH--] = 1,0 x 10] = 1,0 x 10-7-7 mol/L 25 ºC mol/L 25 ºC

KKww = 1,0 x 10 = 1,0 x 10-14 -14 25 ºC25 ºC constante de ionização da constante de ionização da

águaágua

Reação de auto-ionização da águaReação de auto-ionização da água

KKww = = [H[H33OO++]][OH[OH--]]

= (1,0 x 10= (1,0 x 10-7-7) (1,0 x ) (1,0 x 1010-7-7) ) = 1,0 x 10= 1,0 x 10-14-14

Page 5: Apostila - Produto Iônico

Para soluções aquosas, 25 ºC:Para soluções aquosas, 25 ºC:

Solução neutra: [HSolução neutra: [H33OO++] = [OH] = [OH--] ] [H[H33OO++] = [OH] = [OH--] = 1,0 x 10] = 1,0 x 10-7-7 mol/L mol/L

Solução ácida: [HSolução ácida: [H33OO++] > [OH] > [OH--] ] [H[H33OO++] > 1,0 x 10] > 1,0 x 10-7-7 mol/L e mol/L e

[OH[OH--] < 1,0 x 10] < 1,0 x 10-7-7 mol/L mol/L

Solução básica: [HSolução básica: [H33OO++] < [OH] < [OH--] ] [H[H33OO++] < 1,0 x 10] < 1,0 x 10-7-7 mol/L e mol/L e

[OH[OH--] > 1,0 x 10] > 1,0 x 10-7-7 mol/L mol/L

Equilíbrio Ácido-BaseEquilíbrio Ácido-Base

Page 6: Apostila - Produto Iônico

Ácidos e Bases: Uma breve Ácidos e Bases: Uma breve revisãorevisão

Arrhenius:Arrhenius: ácidos aumentam a [H+] e bases aumentam a [OH-] em uma solução aquosa.

Arrhenius: ácido + base sal + água.Problema: a definição se aplica a soluções aquosas.

ÁcidosÁcidos = substâncias que produzem íons H3O+ (H+), quando dissolvidos em água

BasesBases = substâncias que produzem íons OH-, ao serem dissolvidos em água

Ácido: gosto azedo e causa mudança de cor em pigmentos. Bases: gosto amargo e sensação

escorregadia.

Page 7: Apostila - Produto Iônico

HCl(aq) + HHCl(aq) + H22O(aq) HO(aq) H33OO++(aq) + Cl(aq) + Cl--

(aq)(aq)HCl em água= ácido forte (100% dissociado)

ArrheniusArrhenius

NaOH(aq) + HNaOH(aq) + H22O(aq) NaO(aq) Na++(aq) + OH(aq) + OH--

(aq)(aq)

NaOH em água= base forte (100% dissociada)

Ácidos e Bases - ExemplosÁcidos e Bases - Exemplos

Page 8: Apostila - Produto Iônico

Ácidos e Bases - Ácidos e Bases - ArrheniusArrhenius

Clusters H5O2+

• Em água, H+(aq) forma clusters.

• O cluster mais simples H3O+(aq).

• Usa-se ou H+(aq) ou H3O+(aq).

O íon HO íon H++ em água em água

Clusters H9O4

+

Page 9: Apostila - Produto Iônico

Reações de transferência de HReações de transferência de H++

Brønsted-Lowry: ácido doa HBrønsted-Lowry: ácido doa H++ e base e base aceita Haceita H++..Base de Brønsted-Lowry não necessita conter OH-.

Ácidos e Bases - Brønsted-Ácidos e Bases - Brønsted-LowryLowry

exemplo: HCl(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + Cl-

(aq)

HCl doa um próton a água. Portanto, HCl é um ácido. H2O aceita um próton do HCl. Portanto, H2O é uma base.

Água = comportamento de ácido ou de base.

Substâncias Anfóteras = comportamento como ácidos ou como bases.

Page 10: Apostila - Produto Iônico

Conceito de Bronsted-LowryConceito de Bronsted-Lowry: conceito de pares conjugados (mais abrangente e pode ser aplicado a outros solventes, além da água).

Equilíbrio da águaEquilíbrio da água

HH22O + HO + H22O HO H33OO++(aq) + OH(aq) + OH--

(aq)(aq)espécie que doa

H+

(ácido (ácido 1)1)

espécie receptora

de prótons(base 2)(base 2)

derivado da base

2(ácido 2)(ácido 2)

derivado do ácido

1(base 1)(base 1)

Ácido:Ácido: doadores de prótons: > a concentração de íons [H3O+], acima do valor determinado pela auto dissociação da águaBase:Base: receptores de prótons: < a concentração de íons [H3O+], qualquer substância que forneça OH- (é uma base); retira H+ com formação de água

Ácidos e Bases - Brønsted-Ácidos e Bases - Brønsted-LowryLowry

Page 11: Apostila - Produto Iônico

Outros Outros solventessolventes

Bronsted-LowryBronsted-Lowry

NHNH33(aq) + NH(aq) + NH33(aq) NH(aq) NH44++(aq) + NH(aq) + NH22

--(aq)(aq)

espécie que doa

H+

(ácido (ácido 1)1)

espécie receptor

a de prótons(base 2)(base 2)

derivado da base

2(ácido 2)(ácido 2)

derivado do ácido

1(base 1)(base 1)

equilíbrio deslocadoequilíbrio deslocado

NHNH22-- é uma base mais forte que é uma base mais forte que

NHNH33

Ácidos e Bases - Brønsted-Ácidos e Bases - Brønsted-LowryLowry

Page 12: Apostila - Produto Iônico

Conceito de Lewis:Conceito de Lewis:

HH++(aq) + :OH(aq) + :OH--(aq) H(aq) H22OO

ácido de Lewis: ácido de Lewis: aceptor pares de aceptor pares de

elétronselétrons

base de Lewis: base de Lewis: doador de pares doador de pares

de elétronsde elétrons

Ácidos e Bases - LewisÁcidos e Bases - Lewis

• Ácido de Brønsted-Lowry = doador de próton.• Focalizando nos elétrons: ácido de Lewis = aceptor de par de elétrons.

Page 13: Apostila - Produto Iônico

Ácidos e Bases - Ácidos e Bases - LewisLewis

• ácidos e bases de Lewis não ácidos e bases de Lewis não necessitam conter prótons. necessitam conter prótons.

ácido de Lewis: ácido de Lewis: recebe pares de recebe pares de

elétronselétrons

base de Lewis: base de Lewis: doa pares de doa pares de

elétronselétrons

Exemplo Exemplo 1:1:

todos os íons metálicos = ácidos de Lewis (diferente afinidade por ligante) e os ligantes = bases de Lewis

FeFe3+3+(aq) + SCN(aq) + SCN--(aq) [FeSCN](aq) [FeSCN]2+2+

((aq)aq)

Exemplo 2:Exemplo 2:

base de Lewisbase de Lewis ácido de Lewisácido de Lewis

HH33N + BFN + BF33 HH33N:BFN:BF33

Page 14: Apostila - Produto Iônico

Ácidos e BasesÁcidos e Bases

Ácido BaseÁcido Base

LewisLewis

Produzem íons H3O+ (H+)

= dissolvidos em H2O

Produzem íons OH-

= dissolvidos em H2O

BronsteBronsted - d -

LowryLowry

H+(aq) + :OH-(aq) H2O

Doa pares

de elétrons

Aceita pares de elétrons

ArrheniusArrhenius

Aceita um próton [H+]

=[H3O+]

H2O + H2O H3O+(aq) + OH-

(aq)a1a1

a2a2b2b2b1b1

Doa próton [H+] =[H3O+]

Page 15: Apostila - Produto Iônico

Reações opostas e competitivas entre ácidos e bases: temos duas bases competindo pelo mesmo próton: HOH e Cl-: a água tem maior afinidade pelo próton que o Cl- (a água é uma base a água é uma base mais forte que o Clmais forte que o Cl--);); HCl é melhor doador de prótons que o íon H3O+ (HCl = HCl = ácido forte, 100% dissociadoácido forte, 100% dissociado)

equilíbrio deslocadoequilíbrio deslocado

espécie que doa

H+

(ácido (ácido 1)1)

espécie receptor

a de prótons(base 2)(base 2)

derivado da

base 2(ácido (ácido

2)2)

derivado do ácido 1(base 1)(base 1)

HCl(aq) + HHCl(aq) + H22O(aq) HO(aq) H33OO++(aq) + Cl(aq) + Cl--

(aq)(aq)

Ácidos e Bases - Brønsted-Ácidos e Bases - Brønsted-LowryLowry

Page 16: Apostila - Produto Iônico

Ácidos e Bases - Brønsted-Ácidos e Bases - Brønsted-LowryLowry

HCl(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + Cl-(aq)

HCl doa um próton a águaHCl = ácido conjugados 1

H2O aceita um próton do HCl

H2O = base conjugada 2

Cl- = base conjugada 1 H3O+ = ácido conjugado 2

Page 17: Apostila - Produto Iônico

Pares de Ácido-Base ConjugadosPares de Ácido-Base ConjugadosProduto do ácido após a doação do próton = base conjugadabase conjugada.Produto da base após aceitar o próton = ácido conjugadoácido conjugado.

HA(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + A-(aq)

Ácidos e Bases - Brønsted-Ácidos e Bases - Brønsted-LowryLowry

HA (ácido) perde seu próton = convertido em A- (base). Portanto, HA e A- são pares ácido-base conjugados.

H2O (base) ganha próton = convertido em H3O+ (ácido). Portanto, H2O e H3O+ são pares ácido-base conjugados.

Page 18: Apostila - Produto Iônico

100% ionizado em H2O fo

rte

Ácido Base

insig

nific

ante

insig

nific

ante

fort

e

100% protonado

em H2O

fraco

fraco

Aum

ento

da

forç

a ác

ida

Aum

ento

da

forç

a bá

sica

Page 19: Apostila - Produto Iônico

As concentrações de íons H3O+ (H+) em solução são freqüentemente muito pequenas: trabalha – se com soluções diluídas.

Exemplo: [HExemplo: [H++] na solução saturada de CO] na solução saturada de CO22 = 1,2 x10= 1,2 x10-4-4 mol/L mol/L

Concentração de íons H+ = expressa em termos do negativo do logaritmo decimal de sua concentração(mol/L) = pH

pH = - log[HpH = - log[H++]]

pH (solução de CO2) = - log (1,2 x10-4) = 3,92

Água neutra: [HÁgua neutra: [H33OO++] = [OH] = [OH--] ] [H[H33OO++] = [OH] = [OH--] = 1,0 x 10] = 1,0 x 10-7-7 mol/L mol/L

pH = - log(1,0 x 10pH = - log(1,0 x 10-7-7) = 7) = 7

Escala de pHEscala de pH

Page 20: Apostila - Produto Iônico

Escala de pHEscala de pH

pH = - log[HpH = - log[H++] = - log[H] = - log[H33OO++] e ] e

pOH = - log[OHpOH = - log[OH--]]

Na água neutra a 25 C:

[H[H++] = [OH] = [OH--] = 1,0 x 10] = 1,0 x 10-7-7

pH = pOH = 7,0 (meio neutro)pH = pOH = 7,0 (meio neutro)

Em soluções ácidas:

[H[H++] > 1.0 ] > 1.0 10 10-7-7; pH < 7,0.; pH < 7,0.

Em soluções básicas:

[H[H++] < 1.0 ] < 1.0 10 10-7-7; pH > 7,0.; pH > 7,0.

Quanto > o pH, mais básica é a

solução.

Page 21: Apostila - Produto Iônico

Escala de pHEscala de pH

amônia

suco de limãovinagre

vinhotomate

café preto

leitesalivachuva

leite de magnésia

suco gástrico

bórax

água do marsangue, lágrimas

NaOH, 0,1mol/L

mai

s ác

ido

mai

s bá

sico

Page 22: Apostila - Produto Iônico

Medida de Medida de pH ?pH ?

• Método mais preciso de se medir o pH Método mais preciso de se medir o pH = pH metro ; escala em unidades de pH: = pH metro ; escala em unidades de pH: eletrodo de vidro combinado (ECS)eletrodo de vidro combinado (ECS)

Escala de pHEscala de pH

eletrodo de vidro:eletrodo de vidro:  Ag-AgCl (eletrodo) (0,1M, HCl)Ag-AgCl (eletrodo) (0,1M, HCl)**

eletrodo de referência: eletrodo de referência: calomelano: solução de calomelano: solução de

KCl; Hg; HgKCl; Hg; Hg22ClCl22

ácidoácido

suco de limãomaçã

suco de tomate

básicobásico

**

ácido de bateria

vinagre

muitas espécies de

peixes mortos

água da chuva “pura”

leiteneutro

sangue humano

água do mar leite de

magnésia amônia

urina human

a

bicarbonato de sódio

SalivapH 5,7 – 7,1

pH 4,5 – 5 pH 5,6

membrana permeável a íons H+

Page 23: Apostila - Produto Iônico

• Certos tipos de pigmentos mudam de cor com a mudança de pH = indicadores ácido – base =indicadores ácido – base = ácidos/bases orgânicos fracos.

Medida de Medida de pH ?pH ?

Escala de pHEscala de pH

HIn(aq) H+(aq) + InHIn(aq) H+(aq) + In--

(aq) (aq) forma ácidaforma ácida forma básicaforma básica

faixa de viragemfaixa de viragem

KKindind = [H = [H++] [In] [In--]][HIn][HIn]

pKpKindind = - log K = - log Kindind = pH – log = pH – log [In-]/[HIn][In-]/[HIn]

pKind = pH pKind = pH ± 1± 1

[In[In--]/ [Hin] ]/ [Hin] [1/10 ou 10/1] : distinção de cores [1/10 ou 10/1] : distinção de cores

[HIn][HIn]KKindind [H[H++]] [In[In--]]==

Page 24: Apostila - Produto Iônico

Medida de pH ?Medida de pH ?Escala de pHEscala de pH

fenolftaleína

Amarelo de

alizarina R

Metil violeta

Azul de Timol

Alaranjado de metila

Vermelho de metila

Azul de bromotimol

amarelo

amarelo amarel

o

amarelo

amarelo

amarelo

amarelo

violeta

vermelho

vermelho

vermelho

vermelho

azul

azul

incolor rosa

pH - Faixa de viragem do indicador

Page 25: Apostila - Produto Iônico

OH

C

OHC OO

C OOO

O

C

Forma Forma básica básica = =

rosarosa

Forma ácida Forma ácida = incolor = incolor

Indicador ácido-baseIndicador ácido-basefenolftaleína (K = 4,0 x10fenolftaleína (K = 4,0 x10-10-10))

pH=9,4 - faixa de viragem: 8,3-pH=9,4 - faixa de viragem: 8,3-10,010,0

Page 26: Apostila - Produto Iônico

Indicador ácido-baseIndicador ácido-base

vermelho de metila (K = 1,3 x vermelho de metila (K = 1,3 x 1010-5-5))

pH=4,9 - faixa de viragem: pH=4,9 - faixa de viragem: 4,4-6,2 4,4-6,2

COCO22--

COCO22HH

N - NN - N

N NN N (CH(CH33))22NN

(CH(CH33))22NN ++

HHForma ácida = Forma ácida = vermelha vermelha

Forma básica Forma básica = amarela= amarela

Page 27: Apostila - Produto Iônico

Indicador universalIndicador universal

indicador universalindicador universal = vermelho de metila (0,120g) + fenolftaleína (1,00g) + azul de bromo timol (0,500g) em 1L de álcool e NaOH (0,050M) até ficar verde: gama de cores que variam de acordo com o valor do pH (1,0-12,0)

1 2 3 4

5 6 7 8

9 10 11 12

Papel indicador Papel indicador universaluniversal = mistura de corantes de permitem avaliar o pH no intervalo de 1 a 10, através da variação de corUsado em soluções coloridasUsado em soluções coloridas

Page 28: Apostila - Produto Iônico

• em uma solução o ácido forte = usualmente a única fonte H+; (se a concentração mol/L do ácido é menor que 10-6 mol/L deve-se considerar a auto-ionização da água.)

• pH da solução é dado pela concentração inicial mol/L do ácido.

HCl(aq) + HHCl(aq) + H22O(aq) HO(aq) H33OO++(aq) + Cl(aq) + Cl--

(aq)(aq)

HCl (0,01mol/L)

Ácidos fortesÁcidos fortes

HCl em água= ácido forte (100% dissociado)

pH = 2pH = 2

Page 29: Apostila - Produto Iônico

Ácidos fortesÁcidos fortes

Ácidos fortes mais comuns = HCl, HBr, HI, HNO3, HClO3, HClO4, and H2SO4.

Ácidos fortes são eletrólitos fortes.

Ácidos fortes = em solução se inoizam completamente :

Desde que pode-se usar H+ ou H3O+:

HNOHNO33((aqaq) ) H H++((aqaq) + NO) + NO33--

((aqaq))

HNO3(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + NO3-(aq)

Page 30: Apostila - Produto Iônico

Ácidos fracos estão apenas parcialmente ionizados em solução. Há uma mistura de íons e ácido não ionizado na solução. Equilíbrio de ácidos fracos:

HA(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + A-(aq)

HA(aq) H+(aq) + A-(aq)

[HA]]][AO[H -

3

aK

[HA]]][A[H -

aK

Ka = constante de dissociação do ácido

ou

Ácidos fracosÁcidos fracos

Page 31: Apostila - Produto Iônico

Ácidos fracos em águaÁcidos fracos em água

ÁcidoFórmula

molecularFórmula

estruturalBase

conjugada

Próton ionizável em azul

Fenol

Ciânico

Hipocloroso

Acético

Benzóico

Nitroso Fluorídrico H

H

H

H

HH

H

Ácidos fracosÁcidos fracos

Page 32: Apostila - Produto Iônico

Usando Usando KKaa para calcular o pH para calcular o pH

Escreva a equação química balanceada do equilíbrio. Escreva a expressão de Ka e as concentrações inicial e no equilíbrio (x = mudança na concentração de H+).

pH = - log [H+] = - log [1,4x 10-3]pH = 2,9

Ácidos fracosÁcidos fracos

Page 33: Apostila - Produto Iônico

% de ionização% de ionização = força do ácido

100]HA[

][Hionização %

0

. equ = 1,4 %

Ácidos fracosÁcidos fracos

Page 34: Apostila - Produto Iônico

Ácidos fracosÁcidos fracos

Page 35: Apostila - Produto Iônico

Concentração do ácido (mol/L)

% io

niza

ção

% ionização de um ácido fraco diminui com o aumento da

concentração (mol/L) da solução

Ácidos fracosÁcidos fracos

Page 36: Apostila - Produto Iônico

Ácidos PolipróticosÁcidos Polipróticos• Perda de prótons em etapas• A cada etapa corresponde um

valor de Ka• As constantes sucessivas variam

na ordem: Ka1 > Ka2 > .....

H2SO3(aq) H+(aq) + HSO3-(aq)

HSO3-(aq) H+(aq) + SO3

2-(aq)

Ka1 = 1.7 x 10-2

Ka2 = 6.4 x 10-8

• Quanto maior a carga negativa do ânion, mais difícil é remover o próton.

Ácidos fracosÁcidos fracos

Page 37: Apostila - Produto Iônico

Diagrama de distribuição das espécies em equilíbrio

H2CO3 HCO3- CO3

2-fração

()

0

0,2

0,4

0,6

0,8

0 2 4 6 8 10 12pH

Ácidos fracosÁcidos fracos

HCO3- (aq) H+(aq) + CO3

2-(aq) K2 = 5,6 x 10-11

H2CO3(aq) H+(aq) + HCO3- (aq) K1 = 4,3 x 10-7

Page 38: Apostila - Produto Iônico

Ácidos fracosÁcidos fracos

Solução aquosa de ácido fosfóricoSolução aquosa de ácido fosfórico

H3PO4(aq) H+(aq) + H2PO4- (aq)

K1 = 7,5 x 10-3

H2PO4- (aq) H+(aq) + HPO4

2- (aq)

K2 = 6,2 x 10-8

HPO42- (aq) H+(aq) + PO4

3-

(aq) K3 = 4,2 x 10-13

Somando-se as três equações de dissociação

H3PO4(aq) 3H+(aq) + PO43- (aq)

Page 39: Apostila - Produto Iônico

Cítrico

Oxálico

FosfóricoSulfuroso

SulfúricoTartárico

Carbônico

Ascórbico

Constantes de dissociação de alguns ácidos polipróticosConstantes de dissociação de alguns ácidos polipróticos

Nome Fórmula

Ácidos fracosÁcidos fracos

Page 40: Apostila - Produto Iônico

* A diferença de eletronegatividade entre C e H = pequena; a ligação C-H é não-polar; CH4 = propriedade nem ácida nem básica.

Propriedades nem ácida nem básica

Propriedades nem ácida nem básica

Base fraca

Base fraca

Ácido fraco

Ácido fraco

Ácido forte

Período 2

Período 3

Grupo ou Família

Aumento força do ácido

Aumento força do ácido

Aumento da força da base

Aumento da força da base

Ácidos BináriosÁcidos Binários

**

**

*

Page 41: Apostila - Produto Iônico

** HF, HCl, HBr, HI

Ácido fracoÁcidos fortes

Ácidos BináriosÁcidos Binários

> diferença eletronegatividade entre H e X (ligação mais polar)< raio do ânion (> força de atração H-X)

HF (Ka = 3,7 x 10-3)HCl (Ka = 1,8 x 108)HCl (Ka = 2,7 x 1010)HI (Ka = 2,0 x 1011)

Ligação de hidrogênio para o HF

Page 42: Apostila - Produto Iônico

HOCl , HClO2 , HClO3 , HClO4

< força do ácido

(ácido forte)

HOCl , HClO2 , HClO3 , HClO4

Oxiácidos Oxiácidos

Considerando HClO2: H – O – Cl - O

O (EN = 3,5) > Cl (EN = 3,0): atraí o par de elétrons da ligação (Cl–O) mais fortemente; por sua vez o Cl irá atrair mais fortemente o par de elétrons do O da ligação (O – H), deixando esta ligação mais polarizável (H+ mais facilmente ionizável). Ao se aumentar o número de átomos de oxigênio (O) ligados ao Cl aumenta-se a polaridade da ligação O-H e a força do ácido aumenta.

Page 43: Apostila - Produto Iônico

• A grande maioria dos hidróxidos iônicos são bases fortes (p.ex. NaOH, KOH, Ca(OH)2).• Bases fortes são eletrólitos fortes e se dissociam completamente em solução.• pOH (e portanto o pH) de uma base forte é dado pela concentração mol/L inicial da base. Cuidado com a estequiometria. • Bases não precisam ter o íon OH- na fórmula:O2- (aq) + H2O (l) 2OH- (aq)

H- (aq) + H2O (l) H2 (g) + OH- (aq)

N3- (aq) + H2O (l) NH3 (aq) + 3OH-

(aq)

Bases fortesBases fortes

Page 44: Apostila - Produto Iônico

Bases fracas removem prótons das substâncias.Há um equilíbrio entre a base e os íons resultantes:

Exemplo:

A constante de dissociação da base (Kb):

NH3(aq) + H2O(l) NH4+(aq) + OH-(aq)

]NH[]OH][NH[

3

-4

bK

Bases fracasBases fracas

Weak base + H2O conjugate acid + OH-Base fraca Ácido conjugado

Page 45: Apostila - Produto Iônico

Bases geralmente tem pares de

elétrons isolados ou cargas

negativas para poderem atacar

os prótons.

Muitas bases fracas neutras

contém nitrogênio.

Aminas são relacionadas com a

amônia e tem uma ou mais

ligações N-H trocador por

ligações N-C (p.ex. CH3NH2 =

metilamina).

Bases fracasBases fracas

Page 46: Apostila - Produto Iônico

Amônia(NH3)

Piridina(C5H5N)

Hidroxilamina(H2NOH)Metilamina(NH2CH3)

íon carbonato(CO3

2-)

íon hipocloroso(ClO-)

Estrutura Lewis

ácido conjugado Reação de

equilíbrio

Algumas bases fracas e seus equilíbrios em solução Algumas bases fracas e seus equilíbrios em solução aquosaaquosa

íon hidrogenosulfi

to(HS-)

Page 47: Apostila - Produto Iônico

Ácido: HA + HÁcido: HA + H22O HO H33OO+++ A+ A-- Ka Ka

Relação entre KRelação entre Kaa e e KKbb

• Quantificar a relação entre a força do ácido e da base conjugada

Base conjugada: HBase conjugada: H22O + AO + A-- HA + OH HA + OH-- Kb Kb

2H2O H3O++ OH- Kw = Ka x Kb

ppKKaa + p + pKKbb = p = pKKww

Page 48: Apostila - Produto Iônico

Para uma dado par ácido-base conjugado: Ka . Kb Para uma dado par ácido-base conjugado: Ka . Kb = Kw= Kw

Relação entre KRelação entre Kaa e e KKbb

Page 49: Apostila - Produto Iônico

Todas as soluções tem sempre o mesmo valor de pH?

o que significa?o que significa? sal formado = base forte (NaOH) + ácido forte (HCl) = 100% dissociados em solução = [H+] e [OH-] livres são iguais

pH reflete a neutralidade da pH reflete a neutralidade da soluçãosolução

Propriedades ácido- base de soluções Propriedades ácido- base de soluções de sais de sais

NaCl em água, qual é o NaCl em água, qual é o pH?pH?

1 2 3 4

5 6 7 8

9 10 11 12pH=7,0pH=7,0

Page 50: Apostila - Produto Iônico

Sal derivado de ácido fraco ou de base fraca

tendência a ficar associada

Base fracaBase fraca: B+(aq) + HOH BOH(aq) + H+(aq) pH<7,0pH<7,0

ácido fracoácido fraco: A-(aq) + HOH HA(aq) + OH-

(aq) (b2) (b2) (ac1)(ac1) (ac2) (ac2) (b1)(b1)

pH>7,0pH>7,0 HOH: doa 1 próton para o A- = ácido de Bronsted-LowryA-: recebe 1 próton da água = base de Bronsted-Lowry

Reação com a água: Reação com a água: HidróliseHidrólise

Propriedades ácido- base de soluções Propriedades ácido- base de soluções de sais de sais

Page 51: Apostila - Produto Iônico

Propriedades ácido - base das soluções dependem da reação dos íons com a água produzindo H+ ou OH- = hidrólise.hidrólise.

Solução de sais derivados de um ácido forte e de uma base forte = ácido forte e de uma base forte = neutraneutra [p.ex. NaCl, Ca(NO3)2].

Solução de sais derivados de uma base forte e de um ácido fraco = base forte e de um ácido fraco = básicabásica [p.ex. NaOCl, Ba(C2H3O2)2].

Solução de sais derivados de uma base fraca e de um ácido forte = base fraca e de um ácido forte = ácidaácida [p.ex. NH4Cl, Al(NO3)3].

Solução de sais derivados de um ácido fraco e de uma base fracaácido fraco e de uma base fraca = pode ser ácida ou básica = Regras do equilíbrio.

Propriedades ácido- base Propriedades ácido- base de soluções de sais de soluções de sais

Page 52: Apostila - Produto Iônico

Íons em solução aquosaÍons em solução aquosa

ÂnionÂnion

CátionCátion

Neutra Básica ÁcidaNeutra Básica Ácida

Cl-, NO3-,

Br-, I-, ClO4

-

OAc-, CN-, F-, NO2

-, HCO3-,

CO32-, S2-,

HS-, PO43-,

HPO42-

HSO4-,

H3PO4-

Li+, Mg2+, Na+,

Ca2+, K+, Ba2+

Al3+, NH4+

íons metais de transição

Page 53: Apostila - Produto Iônico

NaH2PO4

Dissociação ou Hidrólise?Dissociação ou Hidrólise?

Dissociação:Dissociação:

Hidrólise:Hidrólise:

Ka2 > KhKa2 > Kh

H2PO4- HPO4

2- + H+

Ka2 = [HPOKa2 = [HPO442-2-][H][H++]/[HPO]/[HPO44

2-2-] = 6,2 x 10] = 6,2 x 10-8-8

H2PO4- + H2O H3PO4 + OH-

Kh =[H3PO4-][H+][OH-]/[H+][H2PO4

-]= Kw/Ka1

Kh =1,0 x10-14/7,3 x 10Kh =1,0 x10-14/7,3 x 10-3-3= 1,4 x 10= 1,4 x 10-12-12

ocorre dissociaçãoocorre dissociação