Prof.ª Loraine Jacobs

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1 Funções Inorgânicas Prof.ª Loraine Jacobs

2 Ácidos e Bases Fracos Soluções de ácidos diferentes com a mesma concentração podem não ter o mesmo ph devido à força do ácido. CH 3 COOH ( 0,1mol.L -1 ) ph = 3 HCl (0,1mol.L -1 ) ph = 1

3 Ácidos e Bases Fracos Soluções de ácidos diferentes com a mesma concentração podem não ter o mesmo ph devido à força do ácido. NH 3 ( 0,1mol.L -1 ) ph = 11 NaOH (0,1mol.L -1 ) ph = 13

4 Ácidos e Bases Fracos O QUE JUSTIFICA ESTE COMPORTAMENTO??? A quantidade de íons H + ou OH - presentes em solução é menor!! No caso dos ácidos a molécula não está completamente desprotonada. No caso das bases a molécula não está completamente protonada.

5 Ácidos e Bases Fracos Desta forma consideramos que uma solução de ácido fraco contém: Moléculas ou íons ácidos e pequenas quantidades de base conjugada Pequena concentração de H + transferidos para a água Uma concentração mínima de OH - autoprotólise da água. que mantem o processo de

6 Ácidos e Bases Fracos Em uma solução de base fraca observaremos: Moléculas ou íons básicos e pequenas quantidades de ácido conjugado Pequena concentração de OH - transferidos para a água Uma concentração mínima de H + autoprotólise da água. que mantem o processo de

7 Ácidos e Bases Fracos Como ácidos e bases conjugados entram em equilíbrio em solução, podemos dizer que: Á partir desta informação podemos escrever a constante de equilíbrio desta reação através da concentração de seus participantes. Para ácidos esta constante é chamada de Ka

8 Ácidos e Bases Fracos Como ácidos e bases conjugados entram em equilíbrio em solução, podemos dizer que: Á partir desta informação podemos escrever a constante de equilíbrio desta reação através da concentração de seus participantes. Para ácidos esta constante é chamada de constante de acidez (Ka) Ka = 1,8.10-5

9 Ácidos e Bases Fracos

10 Ácidos e Bases Fracos Para bases é possível seguir o mesmo mecanismo e, neste caso, podemos dizer que: Á partir desta informação podemos escrever a constante de equilíbrio desta reação através da concentração de seus participantes. Para bases esta constante é chamada de constante de basicidade (Kb) Kb = 1,8.10-5

11 Ácidos e Bases Fracos

12 Ácidos e Bases Fracos Assim como as concentrações de H3O+ e OH-, os valores de Ka e Kb são comumente indicadas através de logaritmos: Quanto menor o valor de Ka, maior o de pka e, portanto, mais fraco o ácido BASE CONJUGADA FORTE Quanto menor o valor de Kb, maior o de pkb e, portanto, mais fraca a base ÁCIDO CONJUGADO FORTE

13 Ácidos e Bases Fracos Relacionando Ka e Kb Quanto menor o valor de Ka, maior o de pka e, portanto, mais fraco o ácido BASE CONJUGADA FORTE Quanto menor o valor de Kb, maior o de pkb e, portanto, mais fraca a base ÁCIDO CONJUGADO FORTE

14 Exercícios Dentre H 2 SO 4 (Ka: acima de 1,0) e H 2 SO 3 (Ka: 1, ), qual será o ácido mais forte? O ácido benzoico (C 6 H 5 CO 2 H)(Ka:1, ), é mais forte ou mais fraco que o ácido acético (Ka:1, )? Qual base conjugada será mais forte B(OH) 4 - (Kb: 1, )ou CH3COO - (Kb: 5, )? Dentre NH 3 (Kb: acima de 1, )e CH3COO - (Kb: 5, ), qual será a base mais forte? Dentre NH 3 e CH3COO -, qual apresenta ácido conjugado mais forte?

15 Estrutura Molecular e Força dos Ácidos Hidrácidos Quanto maior a diferença de polaridade entre os elementos de um mesmo período que formam a estrutura do ácido, mais forte será o mesmo HF > NH 3 Quanto mais fraca a ligação entre H-A mais forte será o ácido formado HCl < HBr < HI H 2 O < H 2 S < H 2 Se < H 2 Te

16 Estrutura Molecular e Força dos Ácidos Oxiácidos Duas situações: Mesmo número de oxigênios alterando átomo central Mesmo átomo central alterando número de oxigênios

17 Estrutura Molecular e Força dos Ácidos Mesmo número de oxigênios HClO; HBrO; HIO Maior eletronegatividade do átomo central Maior força do ácido

18 Estrutura Molecular e Força dos Ácidos Mesmo átomo central HClO; HClO 2 ; HClO 3 e HClO 4 Maior número de oxigênios Maior força do ácido Maior o Nox do átomo central Maior força do ácido

19 Estrutura Molecular e Força dos Ácidos Exercícios: Nos seguintes pares, indique qual deve ser o ácido mais forte: a) H 2 S e HCl HCl mesmo período Cl mais polar b) HNO 2 e HNO 3 HNO 3 maior nº de O c) H 2 SO 3 e HClO 3 HClO 3 maior Nox do átomo central

20 Ácido e Base Fracos Estimando ph Ácidos Fracos Construir tabela IVE (Inicial, Variação, Equilíbrio) Equilíbrio HA + H 2 O A - H 3 O + Inicial M 0 0 Variação -x +x +x Equilíbrio M-x x x

21 Ácido e Base Fracos Estimando ph Ácidos Fracos Substituir as informações na expressão de Ka Ka = H 3 O+.[A ] [HA] Ka = x.(x) (M x) Sabendo que trata-se de um ácido fraco consideramos que x<<0,1 Ka = x2 (M) Encontrando o valor de x, sabe-se [H 3 O + ] e, portanto, ph!!!!

22 Ácido e Base Fracos Estimando ph Ácidos Fracos Percentagem de desprotonação % desprotonada = H 3O + HA inicial Quanto menor o percentual de desprotonação mais fraco o ácido.

23 Ácido e Base Fracos Estimando ph Exercício Calcule o ph e o % de desprotonação do CH 3 COOH(aq) 0,1M, sabendo que Ka = 1, Equilíbrio CH 3 COOH + H 2 O CH 3 COO - H 3 O + Inicial 0,1 0 0 Variação -x +x +x Equilíbrio 0,1-x x x

24 Ácido e Base Fracos Estimando ph Exercício Substituir as informações na expressão de Ka Considerando x<<0,1 Ka = H 3 O+.[CH 3 COO ] [CH 3 COOH] Ka = x.(x) (0,1 x) Ka = x2 (0,1) 1, = x2 x = 0,1. (0,1) (1, ) x = 1, x = H 3 O + = 1, ph = -log(1, ) = 2,89 % desprotonada = 1, ,1 100% = 1,3%

25 Ácido e Base Fracos Estimando ph Bases Fracas Construir tabela IVE (Inicial, Variação, Equilíbrio) Equilíbrio AOH A + OH - Inicial M 0 0 Variação -x +x +x Equilíbrio M-x x x

26 Ácido e Base Fracos Estimando ph Bases Fracas Substituir as informações na expressão de Kb Kb = A+.[OH ] [AOH] Kb = x.(x) (M x) Sabendo que trata-se de uma base fraca consideramos que x<<0,1 Kb = x2 (M) Encontrando o valor de x, sabe-se [OH - ] e, portanto, poh

27 Ácido e Base Fracos Estimando ph Bases Fracas Percentagem de protonação % protonada = A + AOH inicial Quanto menor o percentual de protonação mais fraca a base.

28 ph de soluções de sais Alguns ácidos e bases são também cátions ou ânions. Ânions Base de Bronsted Aceita próton Forma ácido conjugado Pode causar influência no ph da solução

29 ph de soluções de sais

30 ph de soluções de sais

31 ph de soluções de sais Exercícios Decida se cada um dos seguintes compostos formará uma solução ácida, básica ou neutra em água. a) NaNO 3 b) K 3 PO 4 c) FeCl 2 d) NaHCO 3 e) NH 4 F Preveja se o ph das soluções dos seguintes sais será ácido, básico ou neutro a) KBr b) NH 4 NO 3 c) AlCl 3 d) Na 2 HPO 4

32 ph de soluções de sais Solução Salina de cátion ácido Cálculo de ph Construir tabela IVE (Inicial, Variação, Equilíbrio) Equilíbrio A + + H 2 O H 3 O + A Inicial M 0 0 Variação -x +x +x Equilíbrio M-x x x

33 ph de soluções de sais Solução Salina de cátion ácido Cálculo de ph Encontrar o valor de Ka Substituir o valor encontrado na expressão de Ka Ka = H 3 O+.[A] [A+] Ka = x.(x) (M x) Supomos que x<< [A + ] Ka = x2 (M) Encontrando o valor de x, sabe-se [H 3 O + ] e, portanto, ph!!!!

34 Ácido e Base Fracos Estimando ph Ácidos Fracos Percentagem de desprotonação % desprotonada = H 3O + HA inicial Quanto menor o percentual de desprotonação mais fraco o ácido.

35 Ácidos Polipróticos ph Ácidos Polipróticos Doam mais de um próton (H + )

36 Ácidos e Bases Polipróticos ph Ácidos Polipróticos Doam mais de um próton (H + ) Calcular o ph de uma solução de H 2 SO 4-0,01M 1ª Desprotonação completa [H 3 O + ] = 0,01M ph = 2 2ª Desprotonação

37 Ácidos ph Ácidos Polipróticos Doam mais de um próton (H + ) Calcular o ph de uma solução de H 2 SO 4-0,01M Equilíbrio HSO - 4 H 3 O + SO 2-4 Inicial 0,01 0,01 0 Variação -x +x +x Equilíbrio 0,01-x 0,01+x x

38 Ácidos Polipróticos ph Ácidos Polipróticos Doam mais de um próton (H + ) Calcular o ph de uma solução de H 2 SO 4-0,01M 0,012 = 0,01 + x. (x) (0,1 x) x 2 + 0,22x 1, = 0 x = 4, H 3 O + = 0,01 + x = ph = 1,9

39 Próxima Aula 09/05 Trazer: Prática Sais e Óxidos Impressa (Mínimo: 1 por equipe) Pera: 1 por equipe Jaleco: Individual Os alunos que não estiverem com os materiais solicitados não poderão participar da aula prática.