Ácidos e Bases. Chemistry: A Molecular Approach, 1 st Ed. Nivaldo Tro

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1 Chemistry: A Molecular Approach, 1 st Ed. Nivaldo Tro Ácidos e Bases Roy Kennedy Massachusetts Bay Community College Wellesley Hills, MA 2008, Prentice Hall

2 Suco Gástrico e Azia as células que revestem seu estômago produzem ácido clorídrico para matar bactérias indesejadas para ajudar na digestão dos alimentos para ativar enzimas que atuam na digestão se o suco gástrico atinge seu esôfago, ele irrita o tecido, causando azia refluxo ácido Doença do Refluxo Gastroesofágico vazamento crônico de suco gástrico no esôfago

3 Curando a Azia casos leves de azia podem ser curados neutralizando-se o ácido no esôfago. engolindo saliva, que contém íons bicarbonato tomando antiácidos que contém íons hidróxido e/ou carbonato

4 Propriedades dos Ácidos sabor azedo reagem com metais ativos p. ex., Al, Zn, Fe, mas não com Cu, Ag, ou Au 2 Al + 6 HCl 2 AlCl H 2 corrosivos reagem com carbonatos, produzindo CO 2 mármore, fermento químico, giz, calcário CaCO HCl CaCl 2 + CO 2 + H 2 O mudam a cor de corantes vegetais tornassol azul fica vermelho reagem com bases para formar sais iônicos

5 Ácidos Comuns Nome Fórmula Usos Força Ácido Nítrico HNO 3 Ácido Sulfúrico H 2 SO 4 Ácido Clorídrico HCl Ácido Fosfórico H 3 PO 4 Ácido Acético HC 2 H 3 O 2 Ácido Fluorídrico HF explosivos, fertilizantes, corantes, cola explosivos, fertilizantes, corantes, cola, baterias limpeza de metais, prep. de alimentos, refino de minérios, suco gástrico fertilizantes, plásticos e borrachas, preservação de alimentos plásticos e borrachas, preservação de alimentos, vinagre limpeza de metais, gravação em vidro Forte Forte Forte Moderado Fraco Fraco Ácido Carbônico H 2 CO 3 bebidas carbonatadas Fraco Ácido Bórico H 3 BO 3 colírios Fraco

6 Estrutura dos Ácidos ácidos binários têm hidrogênios ácidos ligados a um átomo não-metálico. HCl, HF Ácido clorídrico

7 Estrutura dos Ácidos oxiácidos têm hidrogênios ácidos ligados a um átomo de oxigênio H 2 SO 4, HNO 3 Ácido Sulfúrico Ácido Nítrico

8 Estrutura dos Ácidos ácidos carboxílicos têm o grupo COOH HC 2 H 3 O 2, H 3 C 6 H 5 O 7 somente o primeiro H na fórmula é ácido o H está no COOH Ácido cítrico Ácido málico Grupo ácido carboxílico

9 Propriedades das Bases também conhecidas como álcalis sabor amargo alcalóide produto natural que é alcalino frequentemente são venenosos as soluções dão sensação escorregadia alteram a cor de corantes vegetais cor diferente dos ácidos tornassol vermelho fica azul reagem com ácidos para formar sais iônicos neutralização

10 Bases Comuns Nome Químico hidróxido de sódio hidróxido de potássio hidróxido de cálcio bicarbonato de sódio hidróxido de magnésio hidróxido de amônio Fórmula NaOH KOH Nome Comum lixívia, soda cáustica potassa cáustica Usos sabão, plásticos, refine de petróleo sabão, algodão, galvanoplastia Força Forte Forte Ca(OH) 2 cal hidratada cimento Forte NaHCO 3 Mg(OH) 2 NH 4 OH, {NH 3 (aq)} bicarbonato de sódio leite de magnésia amoníaco culinária, antiácido antiácido detergentes, fertilizantes, explosivos, fibras Fraco Fraco Fraco

11 Estrutura das Bases a maioria das bases iônicas contém íons OH - NaOH, Ca(OH) 2 algumas contém íons CO 2-3 CaCO 3 NaHCO 3 bases moleculares contém estruturas que reagem com H + principalmente grupos amina

12 Indicadores substâncias que mudam de com dependendo da acidez/basicidade do meio muitos corantes vegetais são indicadores antocianinas tornassol extraído de um líquen (roccella tinctoria) vermelho em meio ácido, azul em meio básico fenolftaleína encontrada em laxantes incolor em meio ácido, vermelho em meio básico

13 Teoria de Arrhenius bases se dissociam em água, produzindo íons OH - e cátions substância iônicas se dissociam em água NaOH(aq) Na + (aq) + OH (aq) ácidos se ionizam em água, produzindo íons H + e ânions como os ácidos moleculares não são compostos por íons, eles não podem se dissociar eles têm que ser separados, ou ionizados, pela água HCl(aq) H + (aq) + Cl (aq) na fórmula, o H ionizável é escrito na frente HC 2 H 3 O 2 (aq) H + (aq) + C 2 H 3 O 2 (aq)

14 Teoria de Arrhenius Ácido de Arrhenius Base de Arrhenius HCl ioniza em água, produzindo íons H + e Cl NaOH dissocia em água, produzindo íons Na + e OH

15 O Íon Hidrônio Os íons H + ions produzidos pelo ácido são tão reativos que não existem isolados na água os íons H + são prótons!! em vez disso, reagem com uma molécula(s) de água, produzindo íons complexos, proncipalmente o íon hidrônio, H 3 O + H + + H 2 O H 3 O + há também quantidades mínimas de íons H + com múltiplas moléculas de água, H(H 2 O) n +

16 Reações Ácido-Base de Arrhenius o H + do ácido se combina com o OH - da base para formar uma molécula de H 2 O às vezes é útil pensar em H 2 O como se fosse H-OH o cátion da base se combina com o ânion do ácido para formar um sal ácido + base sal + água HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H 2 O(l)

17 Problemas Com a Teoria de Arrhenius não explica por que algumas substâncias moleculares, como NH 3, dissolvem em água formando soluções básicas, embora não contenham íons OH não explica como alguma substâncias iônicas, como Na 2 CO 3 ou Na 2 O, dissolvem em água formando soluções básicas, embora não contenham íons OH não explica por que algumas substâncias moleculares, como CO 2, dissolvem em água formando soluções ácidas, embora não contenham íons H + não explica reações ácido-base que ocorrem em soluções não aquosas

18 Teoria de Brønsted-Lowry numa reação ácido-base de Brønsted-Lowry, um íon H + é transferido não precisa ocorrer em solução aquosa definição mais ampla que a de Arrhenius um ácido é um doador de H, uma base é um aceptor de H a estrutura da base deve conter um átomo com um par de elétrons não compartilhado numa reação ácido-base, a molécula de ácido fornece um íons H + para a molécula de base H A + :B :A + H B +

19 Ácidos de Brønsted-Lowry ácidos de Brønsted-Lowry são doadores de H + qualquer material que contenha H é um ácido de Brønsted-Lowry em potencial devido à estrutura molecular, geralmente um H da molécula é mais fácil de ser transferido que os outros HCl(aq) é ácido pois HCl transfere um H + para H 2 O, formando íons H 3 O + a água atua como uma base, aceitando H + HCl(aq) + H 2 O(l) Cl (aq) + H 3 O + (aq) ácido base

20 Bases de Brønsted-Lowry bases de Brønsted-Lowry são aceptores de H + qualquer material que possui átomos com pares isolados é uma base de Brønsted-Lowry em potencial devido à estrutura molecular, geralmente um dos átomos da molécula aceita a transferência de H + mais facilmente que os outros NH 3 (aq) é básico porque NH 3 aceita um H + de H 2 O, formando OH (aq) a água atua como ácido, doando H + NH 3 (aq) + H 2 O(l) NH 4+ (aq) + OH (aq) base ácido

21 Substâncias Anfóteras substâncias anfóteras são capazes de agir como um ácido ou como uma base possuem tanto um H transferível quanto um par isolado a água atua como base, aceitando H + do HCl HCl(aq) + H 2 O(l) Cl (aq) + H 3 O + (aq) a água atua como ácido, doando H + a NH 3 NH 3 (aq) + H 2 O(l) NH 4+ (aq) + OH (aq)

22 Reações Ácido-Base de Brønsted-Lowry uma das vantagens da teoria de Brønsted-Lowry é que ela permite que a reação seja reversível H A + :B :A + H B + a base original tem um H + extra após a reação de modo que atuará como ácido no processo reverso e o ácido original tem um par de elétrons isolado após a reação de modo que atuará como base no processo reverso :A + H B + H A + :B

23 Pares Conjugados Numa reação ácido-base de Brønsted-Lowry, a base original se torna um ácido na reação reversa, e o ácido original se torna a basa na reação reversa. cada reagente em conjunto com o produto que ele forma é chamado par conjugado a base original se torna o ácido conjugado e o ácido original se torna a base conjugada

24 Reações Ácido-Base de Brønsted- Lowry H A + :B :A + H B + ácido base base ácido conjugada conjugado HCHO 2 + H 2 O CHO 2 + H 3 O + ácido base base ácido conjugada conjugado H 2 O + NH 3 HO + NH + 4 ácido base base ácido conjugada conjugado

25 Pares Conjugados Na reação H 2 O + NH 3 HO + NH 4 + H 2 O e HO constituem um par ácido/base conjugada NH 3 e NH 4 + constituem um par base/ácido conjugado

26 Ex: Identifique os ácidos e bases de Brønsted- Lowry e seus Conjugados na Reação H 2 SO 4 + H 2 O HSO 4 + H 3 O + H 2 SO 4 se torna HSO 4, perdendo um H + portanto H 2 SO 4 deve ser o ácido e HSO 4 sua base conjugada H 2 O se torna H 3 O +, aceitando um H + portanto H 2 O deve ser a base e H 3 O + seu ácido conjugado H 2 SO 4 + H 2 O HSO 4 + H 3 O + ácido base base ácido conjugada conjugado

27 Ex: Identifique os ácidos e bases de Brønsted- Lowry e seus Conjugados na Reação HCO 3 + H 2 O H 2 CO 3 + HO HCO 3 se torna H 2 CO 3, aceitando um H + portanto HCO 3 deve ser a base e H 2 CO 3 seu ácido conjugado H 2 O se torna OH, doando um H + portanto H 2 O deve ser o ácido e OH sua base conjugada HCO 3 + H 2 O H 2 CO 3 + HO ácido base base ácido conjugada conjugado

28 Prática Escreva a fórmula do ácido H 2 O conjugado dos compostos abaixo: NH 3 CO 3 2 H 2 PO 4 1

29 Prática Escreva a fórmula do ácido conjugado dos compostos abaixo: H 2 O H 3 O + NH 3 NH 4 + CO 3 2 HCO 3 H 2 PO 4 1 H 3 PO 4

30 H 2 O Prática Escreva a fórmula da base conjugada dos compostos abaixo: NH 3 CO 3 2 H 2 PO 4 1

31 Prática Escreva a fórmula da base conjugada dos compostos abaixo: H 2 O HO NH 3 NH 2 CO 3 2 como CO 3 2 não possui H, ele não pode ser um ácido H 2 PO 4 1 HPO 4 2

32 Convenções de Setas os químicos normalmente usam dois tipos de seta para indicar a extensão de uma reação química uma seta simples indica que todos os reagentes são convertidos em produtos ao final da reação uma seta dupla indica que a reação aparentemente para quando uma parte dos reagentes é convertida em produtos nestas apresentações

33 Forte ou Fraco um ácido forte é um eletrólito forte praticamente todas as moléculas de ácido se ionizam ( ) uma base forte é um eletrólito forte praticamente todas as moléculas de base formam íons OH, por dissociação ou reação com água ( ) um ácido fraco é um eletrólito fraco só uma pequena fração das moléculas se ionizam ( ) uma base fraca é um eletrólito fraco só uma pequena fração das moléculas forma íons OH, por dissociação ou reação com água ( )

34 Ácidos Fortes Quanto mais forte o ácido, maior é sua tendência a doar H usando a água como base padrão ácidos fortes doam praticamente todos os seus H 100% ionizados em água eletrólito forte [H 3 O + ] [ácido forte] HCl H + + Cl - HCl + H 2 O H 3 O + + Cl -

35 Ácidos Fracos ácido fracos doam uma pequena fração de seus H a maior parte das moléculas do ácido fraco não doam H à água muito menos que 1% ionizados em água [H 3 O + ] << [ácido fraco] HF H + + F - HF + H 2 O H 3 O + + F -

36 Ácidos Polipróticos é comum a existência de ácidos presença de mais de um H ionizável em suas moléculas estes são chamados de ácidos polipróticos os H ionizáveis geralmente apresentam acidez diferente 1 H monoprótico, 2 H diprótico, 3 H triprótico HCl monoprótico, H 2 SO 4 diprótico, H 3 PO 4 triprótico ácidos polipróticos ionizam em etapas cada H ionizável é removido sequencialmente a remoção do primeiro H automaticmente torna mais difícil a remoção do segundo H H 2 SO 4 é um ácido mais forte que HSO 4

37 Acidez Crescente Ácidos Bases Conjugadas -1 HClO 4 ClO 4 H 2 SO 4 HSO 4-1 HI I -1 HBr Br -1 HCl Cl -1 HNO 3 NO 3-1 H 3 O +1 HSO 4-1 H 2 O SO 4-2 H 2 SO 3 HSO 3-1 H 3 PO 4 H 2 PO 4-1 HNO 2 NO 2-1 HF F -1 HC 2 H 3 O 2 C 2 H 3 O 2-1 H 2 CO 3 HCO 3-1 H 2 S HS NH 4 NH 3 HCN CN -1 HCO 3-1 CO 3-2 HS -1 S -2 H 2 O OH -1 CH 3 -C(O)-CH 3 CH 3 -C(O)-CH 2-1 NH 3 NH 2-1 CH 4 CH 3-1 OH -1 O -2 Basicidade Crescente

38 Forças de Ácidos e Bases a força ácida ou básica é geralmente determinada medindo-se a constante de equilíbrio da reação de uma substância com água. HA + H 2 O A -1 + H 3 O +1 B: + H 2 O HB +1 + OH -1 quanto mais deslocado para os produtos estiver o equilíbrio, mas forte é o ácido ou a base a posição de equilíbrio depende da força de atração entre a forma básica e o H + uma atração maior significa uma base mais forte ou um ácido mais fraco

39 Tendências Gerais da Acidez quanto maior é a tendência de um ácido doar H, mais fraca é a tendência de sua base conjugada de aceitar H maior número de oxidação oxiácido mais forte H 2 SO 4 > H 2 SO 3 ; HNO 3 > HNO 2 um cátion é um ácido mais forte que uma molécula neutra, que é um ácido mais forte que um ânion H 3 O +1 > H 2 O > OH -1 ; NH 4 +1 > NH 3 > NH 2-1 tendência oposta nas bases

40 A Constante de Ionização Ácida, K a a força de um ácido, determinada pela magnitude da constante de equilíbrio da reação com H 2 O HA + H 2 O A -1 + H 3 O +1 a constante de equilíbrio é chamada de constante de ionização ácida, K a Maior K a ácido mais forte K a [A 1 ] [H O 3 [HA] + 1 ]

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42 Nome Fórmula K a1 K a2 K a3 Benzóico C 6 H 5 COOH 6,14 x 10-5 Propanóico CH 3 CH 2 COOH 1,34 x 10-5 Fórmico HCOOH 1,77 x 10-5 Acético CH 3 COOH 1,75 x 10-5 Cloroacético ClCH 2 COOH 1,36 x 10-5 Tricloroacético Cl 3 C-COOH 1,29 x 10-4 Oxálico HOOC-COOH 5,90 x ,40 x 10-5 Nítrico HNO 3 strong Nitroso HNO 2 4,6 x 10-4 Fosfórico H 3 PO 4 7,52 x ,23 x ,2 x Fosforoso H 3 PO 3 1,00 x ,6 x 10-7 Arsênico H 3 AsO 4 6,0 x ,05 x ,0 x Arsenioso H 3 AsO 3 6,0 x ,0 x mto. pequena Perclórico HClO 4 > 10 8 Clórico HClO 3 5 x 10 2 Cloroso HClO 2 1,1 x 10-2 Hipocloroso HClO 3,0 x 10-8 Bórico H 3 BO 3 5,83 x Carbônico H 2 CO 3 4,45 x ,7 x 10-11

43 Autoionizção da Água A água é na verdade um eletrólito extremamente fraco portanto deve haver muito poucos íons presentes aprox. 1 em cada 10 milhões de moléculas de água forma íons por um processo chamado autoionização H 2 O H + + OH H 2 O + H 2 O H 3 O + + OH todas as soluções aquosas contém tanto H 3 O + quanto OH as concentrações de H 3 O + e OH são iguais em água [H 3 O + ] [OH ] C

44 O Produto Iônico da Água o produto of das concentrações de H 3 O + e OH terá sempre o mesmo valor este número é chamado de produto iônico da água e tem o símbolo K w [H 3 O + ] x [OH ] K w 1 x 25 C se você medir uma das concentrações, poderá calcular a outra à medida que [H 3 O + ] aumenta, [OH ] deve diminuir para que o produto permaneça constante inversamente proporcionais

45 Soluções Ácidas e Básicas todas as soluções aquosas contém íons H 3 O + e OH soluções neutras têm [H 3 O + ] e [OH ] iguais [H 3 O + ] [OH ] 1 x 10-7 soluções ácidas têm [H 3 O + ] > [OH ] [H 3 O + ] > 1 x 10-7 ; [OH ] < 1 x 10-7 soluções básicas têm [OH ] > [H 3 O + ] [H 3 O + ] < 1 x 10-7 ; [OH ] > 1 x 10-7

46 Exemplo: Calcule [OH ] a 25 C se [H 3 O + ] 1,5 x 10-9 mol/l, e determine se a solução é ácida, básica ou neutra Dado: Encontrar: Plano conceitual: Relações: [H 3 O + ] 1,5 x 10-9 M [OH ] [H 3 O + ] [OH ] K w H O [ ][OH ] Solução: K w [OH - ] [H O 3 + Kw [H O ][OH - ] 3 + ] [OH - ] 1,0 10 1, , M Verifique: As unidades estão corretas. Como [H 3 O + ] < [OH ], a solução é básica

47 ph a acidez/basicidade de uma solução é geralmente expressa na forma de ph ph -log[h 3 O + ], [H 3 O + ] 10 -ph expoente no 10 com um sinal positivo ph água -log[10-7 ] 7 deve-se conhecer a concentração de H + para se determinar o ph ph < 7 é ácido; ph > 7 é básico, ph 7 é neutro

48 Algarismos Significativos e log quando se obtém o log de um número escrito em notação científica, os dígitos antes da casa decimal vêm do expoente sobre o 10, e os dígitos depois da casa decimal vêm da parte decimal do número log(2,0 x 10 6 ) log(10 6 ) + log(2,0) 6 + 0, , como a parte do número em notação científica que determina os algarismos significativos é a parte decimal, os algarismos significativos são os dígitos depois da casa decimal no log log(2,0 x 10 6 ) 6,30

49 ph quanto mais baixo o ph, mais ácida é a solução; quanto mais alto o ph, mais básica é a solução 1 unidade de ph corresponde a um fator de 10 na diferença de acidez intervalo normal de 0 a 14 ph 0 é [H + ] 1 M, ph 14 é [OH ] 1 M ph pode ser negativo (muito ácido) ou maior que 14 (muito alcalino)

50 ph de Substâncias Comuns Substância ph HCl 1,0 mol/l 0,0 HCl 0,1 mol/l 1,0 suco gástrico 1,0 a 3,0 suco de limão 2,2 a 2,4 refrigerantes 2,0 a 4,0 ameixa 2,8 a 3,0 maçã 2,9 a 3,3 cereja 3,2 a 4,0 água da chuva não poluída 5,6 sangue humano 7,3 a 7,4 clara de ovo 7,6 a 8,0 leite de magnesia -Mg(OH) 2 sat. 10,5 amônia doméstica 10,5 a 11,5 NaOH 1,0 mol/l 14

51 Exemplo: Calcule o ph a 25 C se [OH ] 1,3 x 10-2 mol/l, e determine se a solução é ácida, básica ou neutra Dado: Encontrar: Plano conceitual: Relações: Solução: Verifique: [OH ] 1,3 x 10-2 M ph K w 3 K [H O [OH ] w ] [H O + H O [ ][OH - ] ][OH - ] 1,0 10 1, [H 3 O + ] [H O ] 7, ph não tem unidade. Como o ph > 7, a solução é básica. 3 + ph + ph - log[h3o ] ph - log ph 12,11 M ( 13 7,7 10 )

52 poh outra maneira de expressar a acidez/basicidade de uma solução é o poh poh -log[oh ], [OH ] 10 -poh poh água -log[10-7 ] 7 deve-se conhecer [OH ] para determinar o poh poh < 7 é básico; poh > 7 é ácido, poh 7 é neutro

53 Relação Entre ph e poh a soma do ph e do poh de uma solução 14,00 a 25 C pode-se usar o poh para se encontrar o ph de uma solução [H O ][OH ( ( + ) ( 14 log [H ) 3O ][OH ] log 1,0 10 ( log ( + [H O ] ) + ( log ([OH - ] ) 14,00 3 ph + ] K - poh w 1, ,00 14

54 pk Uma maneira de expressar a força de um ácido ou uma base é o pk pk a -log(k a ), K a 10 -pka pk b -log(k b ), K b 10 -pkb Quanto mais forte o ácido, menor seu pk a K a maior pk a menor Porque é log

55 Determinando o ph de um Ácido Forte existem duas fontes de H 3 O + em uma solução aquosa de ác. forte: o ácido e a água para um ác. forte, a contribuição da água para a [H 3 O + ] total é insignificante desloca tanto o eq. de K w para a esquerda que [H 3 O + ] água é pequeno demais para ter significado. exceto em soluções muito diluídas, geralmente < 1 x 10-4 M P/ um ác. forte monoprótico [H 3 O + ] [HA] para c. polipróticos, as outras ionizações podem em geral ser ignoradas HCl 0,10 M tem [H 3 O + ] 0,10 M e ph 1,00

56 Encontrando o ph de um Ácido Fraco Também há duas fontes de H 3 O + o ácido e a água porém, a determinação de [H 3 O + ] é mais complicada pelo fato de a ionização do ácido ser parcial o cálculo de [H 3 O + ] requer a solução de um problema de equilíbrio, que define a acidez do ácido HA + H 2 O A + H 3 O +

57 Ex: Calcule o ph de uma solução 0,200 mol/l de HNO 2 a 25 C Escreva a reação do ácido com a água Construa uma tabela IVE para a reação Insira as concentrações iniciais considerando [H 3 O + ] da água 0 HNO 2 + H 2 O NO 2 + H 3 O + [HNO 2 ] [NO 2- ] [H 3 O + ] inicial variação equilíbrio não há produtos no início, Q c 0, e a reação segue p/ a direita

58 Ex: Calcule o ph de uma solução 0,200 mol/l de HNO 2 a 25 C represente as variações em termos de x some as colunas para encontrar as concs. de equilíbrio em função de x substitua na expressão da constante de equilíbrio [HNO 2 ] [NO 2- ] [H 3 O + ] inicial 0, variação equilíbrio x 0,200 x +x x +x x K [NO ][H O ] ( x)( x) a [ ] 1 HNO2 2, ( x)

59 Ex: Calcule o ph de uma solução 0,200 mol/l de HNO 2 a 25 C encontre o valor tabelado de K a como K a é muito pequeno, aproxime [HNO 2 ] eq [HNO 2 ] inic e resolva para x K a de HNO 2 4,6 x 10-4 [HNO 2 ] [NO 2- ] [H 3 O + ] inicial 0, variação -x +x +x equilíbrio 0, x x x K a [ - ][ + NO H O ] [ HNO ] ( x( )( xx)( ) x) ( ) x) x x ( 4 )( 1 ) x

60 Ex: Calcule o ph de uma solução 0,200 verifique a validade da aproximação: se x < 5% [HNO 2 ] init mol/l de HNO 2 a 25 C K a de HNO 2 4,6 x 10-4 [HNO 2 ] [NO 2- ] [H 3 O + ] inicial variação -x +x +x equilíbrio x x x 9,6 x % 4.8% a aproximação é válida < 5%

61 Ex: Calcule o ph de uma solução 0,200 substitua x nas concentrações de equilíbrio e resolva mol/l de HNO 2 a 25 C K a de HNO 2 4,6 x 10-4 [HNO 2 ] [NO 2- ] [H 3 O + ] inicial variação -x +x +x equilíbrio equilíbrio x x x x 9.6 x [ ] ( ) HNO x M [ ] [ ] NO H O x M 2 3

62 Ex: Calcule o ph de uma solução 0,200 substitua [H 3 O + ] na fórmula de ph e resolva mol/l de HNO 2 a 25 C K a de HNO x 10-4 [HNO 2 ] [NO 2- ] [H 3 O + ] inicial variação -x +x +x equilíbrio ph ( + ) 3O ( 3) log H log 9.6

63 Ex: Calcule o ph de uma solução 0,200 verifique, substituindo os valores na equação de equilíbrio e comparando o resultado com o valor de K a tabelado mol/l de HNO 2 a 25 C K a de HNO x 10-4 [HNO 2 ] [NO 2- ] [H 3 O + ] inicial variação -x +x +x equilíbrio embora não seja exata, a resposta é razoavelmente próxima K a [ - ][ + NO H O ] 2 [ HNO ] ( ) ( 0.190)

64 Prática Qual é o ph de uma solução 0,012 mol/l de ácido nicotínico, HC 6 H 4 NO 2? (K a 1,4 x 25 C)

65 Prática Qual é o ph de uma solução 0,012 mol/l de ácido nicotínico, HC 6 H 4 NO 2? (K a 1,4 x 25 C) Escreva a reação do ácido com a água Construa uma tabela IVE para a reação Insira as concentrações iniciais considerando [H 3 O + ] da água 0 HC 6 H 4 NO 2 + H 2 O C 6 H 4 NO 2 + H 3 O + [HA] [A - ] [H 3 O + ] inicial 0, variação equilíbrio

66 Prática Qual é o ph de uma solução 0,012 mol/l de ácido nicotínico, HC 6 H 4 NO 2? represente as variações em termos de x some as colunas para encontrar as concs. de equilíbrio em função de x substitua na expressão da constante de equilíbrio HC 6 H 4 NO 2 + H 2 O C 6 H 4 NO 2 + H 3 O + [HA] [A - ] [H 3 O + ] inicial variação x +x +x equilíbrio x x x K a [ HC H NO ] ( x)( x) - + [C6H4NO2][H3O ] ( x)

67 Prática Qual é o ph de uma solução 0,012 mol/l de ácido nicotínico, HC 6 H 4 NO 2? determine o valor de K a como K a é muito pequeno, aproxime [HNO 2 ] eq [HNO 2 ] inic e resolva para x HC 6 H 4 NO 2 + H 2 O C 6 H 4 NO 2 + H 3 O + [HA] [A 2- ] [H 3 O + ] inicial 0, variação -x +x +x equilíbrio 0, x x x K a [ - ][ + A H O ] [ HA ] ( x( )( xx)( ) x) ( ) x) 2 x x ( 5 )( 2 ) x

68 Prática Qual é o ph de uma solução 0,012 mol/l de ácido nicotínico, HC 6 H 4 NO 2? verifique a validade da aproximação: se x < 5% [HC 6 H 4 NO 2 ] inicial K a de HC 6 H 4 NO 2 1,4 x 10-5 [HA] [A 2- ] [H 3 O + ] inicial variação -x +x +x equilíbrio x x x 4.1 x % 3.4% a aproximação é válida < 5%

69 Prática Qual é o ph de uma solução 0,012 mol/l de ácido nicotínico, HC 6 H 4 NO 2? substitua x nas concentrações de equilíbrio e resolva [HA] [A 2- ] [H 3 O + ] inicial variação -x +x +x equilíbrio x x x x 4.1 x [ ] ( ) HC H NO x M [ ] [ + ] 4 C H NO H O x M

70 Prática Qual é o ph de uma solução 0,012 mol/l de ácido nicotínico, HC 6 H 4 NO 2? substitua [H 3 O + ] na fórmula de ph e resolva [HA] [A 2- ] [H 3 O + ] inicial variação -x +x +x equilíbrio ph log ( + ) 3O ( 4 ) log H

71 Prática Qual é o ph de uma solução 0,012 mol/l de ácido nicotínico, HC 6 H 4 NO 2? verifique, substituindo os valores na equação de equilíbrio e comparando o resultado com o valor de K a tabelado os valores se equivalem [HA] [A 2- ] [H 3 O + ] inicial variação -x +x +x equilíbrio K a [C 6 H 4 NO ( 4 ) ( ) [ HC H NO ] ][H O ] 5

72 Ex. Determine o ph de uma solução 0,100 mol/l de HClO 2 (aq) a 25 C Escreva a reação do ácido com a água Construa uma tabela IVE para a reação Insira as concentrações iniciais considerando [H 3 O + ] da água 0 HClO 2 + H 2 O ClO 2 + H 3 O + [HClO 2 ] [ClO 2- ] [H 3 O + ] inicial variação equilíbrio

73 Ex. Determine o ph de uma solução 0,100 mol/l de HClO 2 (aq) a 25 C represente as variações em termos de x some as colunas para encontrar as concs. de equilíbrio em função de x substitua na expressão da constante de equilíbrio [HClO 2 ] [ClO 2- ] [H 3 O + ] inicial variação -x +x +x equilíbrio x x x K a [ HClO ] ( x)( x) - + [ClO2][H3O ] 2 ( x)

74 Ex. Determine o ph de uma solução 0,100 mol/l de HClO 2 (aq) a 25 C determine o valor de K a como K a é muito pequeno, aproxime [HClO 2 ] eq [HClO 2 ] inic e resolva para x K a de HClO 2 1,1 x 10-2 [HClO 2 ] [ClO 2- ] [H 3 O + ] inicial variação -x +x +x equilíbrio x x x K a [ - ][ + ClO H O ] 2 3 [ HClO ] ( x)( x) ( ) 2 x x ( 2 )( 1 ) x

75 Ex. Determine o ph de uma solução 0,100 mol/l de HClO 2 (aq) a 25 C verifique a validade da aproximação: se x < 5% [HClO 2 ] inicial K a de HClO 2 1,1 x 10-2 [HClO 2 ] [ClO 2- ] [H 3 O + ] inicial variação -x +x +x equilíbrio x x x x 3.3 x % 33% > 5% a aproximação NÃO é válida!

76 Ex. Determine o ph de uma solução 0,100 mol/l de HClO 2 (aq) a 25 C se a aproximação não é válida, resolva para x usando a fórmula quadrática K a K a de HClO 2 1,1 x 10-2 [ - ][ + ClO H O ] [ HClO ] ( x)( x) ( x) x 2 ( 1 ) x x 0 x 0.011± x ( 0.011) 2(1) x or (1)( )

77 Ex. Determine o ph de uma solução 0,100 mol/l de HClO 2 (aq) a 25 C substitua x nas concentrações de equilíbrio e resolva x [ HClO ] ( ) x M [ - ] [ + ] 2 H O x M ClO 3 K a de HClO 2 1,1 x 10-2 [HClO 2 ] [ClO 2- ] [H 3 O + ] inicial variação -x +x +x equilíbrio x x x

78 Ex. Determine o ph de uma solução 0,100 mol/l de HClO 2 (aq) a 25 C substitua [H 3 O + ] na fórmula de ph e resolva K a for HClO x 10-2 [HClO 2 ] [ClO 2- ] [H 3 O + ] inicial variação -x +x +x equilíbrio ph -log H3 log ( + ) O ( 0.028) 1. 55

79 Ex. Determine o ph de uma solução 0,100 mol/l de HClO 2 (aq) a 25 C verifique, substituindo os valores na equação de equilíbrio e comparando o resultado com o valor de K a tabelado K a for HClO x 10-2 [HClO 2 ] [ClO 2- ] [H 3 O + ] inicial variação -x +x +x equilíbrio a resposta confere K a [ - ][ + ClO H O ] ( ) ( 0.072) 2 3 [ HClO ]

80 Ex: Qual é o K a de um ácido fraco cuja solução 0,100 mol/l tem um ph 4,25? Use o ph para calcular [H 3 O + ] equilíbrio [H O 3 + ] 10 -ph M Escreva a reação do ácido com água Construa uma tabela IVE use as concentrações iniciais e [H 3 O + ] equilíbrio HA + H 2 O A + H 3 O + [HA] [A - ] [H 3 O + ] inicial variação equilíbrio 5.6E-05

81 Ex: Qual é o K a de um ácido fraco cuja solução 0,100 mol/l tem um ph 4,25? preencha o resto da tabela usando [H 3 O + ] como guia se a diferença é insignificante, [HA] equil. [HA] inicial substitua na expressão de K a e calcule K a [HA] [A - ] [H 3 O + ] inicial variação equilíbrio K K a a HA + H 2 O A + H 3 O [A ][H3O [ HA] E E E-05 ] +5.6E E E-05 ( 5)( ) ( 0.100)

82 Dedicatória

83 Porcentagem de Ionização uma outra forma de medir a força de um ácido é determinar a porcentagem de moléculas de ácido que ionizam quando dissolvidas em água a porcentagem de ionização quanto maior a % de ionização, mais forte é o ácido molaridade de ácido ionizado % Ionização 100% molaridade inicial do ácido como [ác. ionizado] equil. [H 3 O + ] equilíbrio + [H3O ] equilíbrio % Ionização 100% [HA] inicial

84 Qual é a porcentagem de ionização de uma solução de HNO 2 2,5 mol/l? Escreva a reação do ácido com a água Construa uma tabela IVE Coloque as concentrações iniciais Defina a variação de concentração em função de x Some as colunas para definir as concentrações no equilíbrio HNO 2 + H 2 O NO 2 + H 3 O + [HNO 2 ] [NO 2- ] [H 3 O + ] inicial variação equilíbrio x 2.5 x +x x +x x

85 Qual é a porcentagem de ionização de uma solução de HNO 2 2,5 mol/l?? determine o valor de K a (tabelado) como K a é muito pequeno, aproxime [HNO 2 ] eq [HNO 2 ] inic e resolva para x [ - ][ + NO H O ] 2 3 K a [ HNO2] K a de HNO 2 4,6 x 10-4 [HNO 2 ] [NO 2- ] [H 3 O + ] inicial variação -x +x +x equilíbrio 2.5-x 2.5 x x ( x)( x) ( 2.5) x x ( )( 2.5) x

86 Qual é a porcentagem de ionização de uma solução de HNO 2 2,5 mol/l? substitua x nas concentrações de equilíbrio e resolva x 3.4 x 10-2 HNO 2 + H 2 O NO 2 + H 3 O + [HNO 2 ] [NO 2- ] [H 3 O + ] inicial variação -x +x +x equilíbrio x x x [ HNO ] ( ) x M [ - ] [ + ] 2 H O x M NO 3

87 Qual é a porcentagem de ionização de uma solução de HNO 2 2,5 mol/l? Use a definição e calcule a porcentagem de ionização como a porcentagem de ionização é < 5%, a aproximação x é pequeno é válida HNO 2 + H 2 O NO 2 + H 3 O + [HNO 2 ] [NO 2- ] [H 3 O + ] inicial variação -x +x +x equilíbrio [H3O ] equilíbrio Porcentagem de Ionização 100% [HNO ] 2 3, % 1, 4% 2,5 2 inicial

88 Determinando o ph de misturas de ácidos geralmente pode-se ignorar a contribuição do ácido mais fraco para a [H 3 O + ] equilíbrio para uma mistura de um ácido forte e um ácido fraco, a ionização completa do ácido forte fornece [H 3 O + ] mais que suficiente para deslocar o equilíbrio do ácido fraco tanto para a esquerda que sua contribuição para a [H 3 O + ] torna-se insignificante. para misturas de ácidos fracos, considera-se em geral apenas a contribuição do ácido mais forte pelo mesmo motivo desde que um deles seja bem mais forte que o outro, e suas concentrações sejam semelhantes.

89 Ex: Encontre o ph de uma solução que é 0,150 mol/l em HF e 0,100 mol/l em HClO 2 (aq) Escreva as reações do ácidos com água e determine seus K a s Se os K a s forem suficientemente diferentes, use o ácido mais forte para construir uma tabela IVE Coloque as concentrações iniciais, considerando que [H 3 O + ] da água é 0 HF + H 2 O F + H 3 O + K a 3,5 x 10-4 HClO + H 2 O ClO + H 3 O + K a 2,9 x 10-8 H 2 O + H 2 O OH + H 3 O + K w 1,0 x [HF] [F - ] [H 3 O + ] inicial variação equilíbrio

90 Ex: Encontre o ph de uma solução que é 0,150 mol/l em HF e 0,100 mol/l em HClO 2 (aq) represente as variações em termos de x some as colunas para encontrar as concs. de equilíbrio em função de x substitua na expressão da constante de equilíbrio [HF] [F - ] [H 3 O + ] inicial variação equilíbrio x x +x x +x x K a [ HF] ( x)( x) - + [F ][H3O ] ( x)

91 Ex: Encontre o ph de uma solução que é 0,150 mol/l em HF e 0,100 mol/l em HClO 2 (aq) determine o valor de K a para HF como K a é mto. pequeno, aproxime: [HF] eq [HF] inicial e resolva para x [ ][ - + H O ] F 3 K a [ HF ] 4 ( x( )( xx)( ) x) ( 0.150) x) 2 x K a para HF 3,5 x 10-4 [HF] [F - ] [H 3 O + ] inicial variação -x +x +x equilíbrio x x x x ( 4 )( 1 ) x

92 Ex: Encontre o ph de uma solução que é 0,150 mol/l em HF e 0,100 mol/l em HClO 2 (aq) verifique se a aproximação é válida conferindo se x < 5% da [HF] inicial K a para HF 3,5 x 10-4 [HF] [F - ] [H 3 O + ] inicial variação -x +x +x equilíbrio x x x 7.2 x % 4.8% a aproximação é válida < 5%

93 Ex: Encontre o ph de uma solução que é 0,150 mol/l em HF e 0,100 mol/l em HClO 2 (aq) substitua x nas definições de concentrações no equilíbrio e resolva K a para HF 3,5 x 10-4 [HF] [F - ] [H 3 O + ] inicial variação -x +x +x equilíbrio equilíbrio x x x x 7.2 x [ ] ( ) HF x M [ ] [ ] F H O x M 3

94 Ex: Encontre o ph de uma solução que é 0,150 mol/l em HF e 0,100 mol/l em HClO 2 (aq) substitua [H 3 O + ] na fórmula de ph e resolva K a para HF 3,5 x 10-4 [HF] [F - ] [H 3 O + ] inicial variação -x +x +x equilíbrio ph ( + ) 3O ( 3) log H log 7.2

95 Ex: Encontre o ph de uma solução que é 0,150 mol/l em HF e 0,100 mol/l em HClO 2 (aq) verifique, substituindo os valores na equação de equilíbrio e comparando o resultado com o valor de K a tabelado K a para HF 3,5 x 10-4 [HF] [F - ] [H 3 O + ] inicial variação -x +x +x equilíbrio mesmo não sendo exata, a resposta é razoavelmente próxima K a [ -][ + F H O ] 3 [ HF] ( ) ( 0.143)

96 Bases Fortes quanto mais forte a base, maior sua tendência a aceitar H use água como o ácido padrão com bases fortes, praticamente todas as moléculas estão dissociadas em OH ou aceitam H s eletrólito forte NaOH Na + + OH -

97 Ex: Calcule o ph a 25 C de uma solução 0,0015 mol/l de Sr(OH) 2 e determine se ela é ácida, básica ou neutra Dado: Encontre: Plano conceitual: Relações: Solução: [OH ] 2(0,0015) 0,0030 M Verifique: [Sr(OH) 2 ] 1,5 x 10-3 M ph [Sr(OH) 2 ] [OH ]2[Sr(OH) 2 ] K w [H O 3 [H O + ] 3 + [OH ] K w ][OH - ] H O [ 3 ][OH - ] ph é adimensional. Como o ph > 7, a solução é básica + [H 3 O + ] [H 3 O + + ph - log[h3o ] ] ph - log 3.3 ph ph 12 M ( 12 ) 10

98 Práctica - Calcule o ph de uma solução de Ba(OH) 2 0,0010 mol/l e determine se ela é ácida, básica ou neutra Ba(OH) 2 Ba OH - portanto [OH - ] 2 x 0,0010 0,0020 2,0 x 10-3 M K w [H 3 O + ][OH ] [H 3 O + ] 1,00 x ,0 x ,0 x M ph -log [H 3 O + ] -log (5,0 x ) ph 11,30 ph > 7 portanto é básica

99 Bases Fracas nas bases fracas, apenas uma pequena fração das moléculas aceita H eletrólito fraco NH 3 + H 2 O NH OH - a maioria das bases fracas não aceita H da água muito menos de 5 % de ionização em água [HO ] << [base fraca] a determinação do ph de uma solução de base fraca é semelhante ao procedimento usado para um ácido fraco

100 Bases Fracas Comuns

101 Estrutura das Aminas

102 Ex: Encontre o ph de uma solução de NH 3 0,100 mol/l Escreva a reação da base com a água Construa uma tabela IVE para a reação Insira as concentrações iniciais considerando [OH ] da água 0 NH 3 + H 2 O NH OH [NH 3 ] [NH 4+ ] [OH ] inicial variação equilíbrio não há produtos inicialmente, Q c 0, e a reação segue para a direita

103 Ex: Encontre o ph de uma solução de NH 3 0,100 mol/l represente as variações em termos de x some as colunas para encontrar as concs. de equilíbrio em função de x substitua na expressão da constante de equilíbrio [NH 3 ] [NH 4+ ] [OH ] inicial variação equilíbrio x x +x x +x x K b [ NH ] ( x)( x) + [NH 4 ][OH ] 3 ( x)

104 Ex: Encontre o ph de uma solução de NH 3 0,100 mol/l Encontre o valor tabelado de K b como K b é muito pequeno, aproxime a [NH 3 ] eq [NH 3 ] inicial e resolva para x K b para NH 3 1,76 x 10-5 [NH 3 ] [NH 4+ ] [OH ] inicial variação -x +x +x equilíbrio x x x K b [ + ][ NH OH ] [ NH ] ( x( )( x)( ) x) ( ) x) 2 x x ( 5 )( 1 ) x

105 Ex: Encontre o ph de uma solução de NH 3 0,100 mol/l verifique a validade da aproximação, x < 5% de [NH 3 ] inicial K b para NH 3 1,76 x 10-5 [NH 3 ] [NH 4+ ] [OH ] inicial variação -x +x +x equilíbrio x x x 1.33 x % 1.33% a aproximação é válida < 5%

106 Ex: Encontre o ph de uma solução de NH 3 0,100 mol/l substitua x nas definições de concentrações no equilíbrio e resolva K b para NH 3 1,76 x [NH 3 ] [NH 4+ ] [OH ] inicial variação -x +x +x equilíbrio x x x equilíbrio E E-3 x 1.33 x 10-3 [ ] ( ) NH x M [NH + 4 ] - [OH ] x M

107 Ex: Encontre o ph de uma solução de NH 3 0,100 mol/l use a [OH - ] para determinar a[h 3 O + ] usando K w substitua [H 3 O + ] na fórmula de ph e resolva K b para NH 3 1,76 x 10-5 [NH 3 ] [NH 4+ ] [OH ] inicial variação -x +x +x equilíbrio E E-3 K w [H O 3 [H O 3 [H O + + ] ] 3 + ][OH - ] ph log ( + ) 3O ( 12 ) log H

108 Ex: Encontre o ph de uma solução de NH 3 0,100 mol/l verifique, substituindo os valores na equação de equilíbrio e comparando o resultado com o valor de K b tabelado K b para NH 3 1,76 x 10-5 [NH 3 ] [NH 4+ ] [OH ] inicial variação -x +x +x equilíbrio E E-3 mesmo não sendo exata, a resposta é razoavelmente próxima K b [ + ][ NH OH ] 4 [ NH ] ( ) ( 0.099)

109 Determine o ph de uma solução 0,0015 mol/l de morfina, K b 1,6 x 10-6

110 Determine o ph de uma solução 0,0015 mol/l de morfina, K b 1,6 x 10-6 Escreva a reação da base com a água Construa uma tabela IVE para a reação Insira as concentrações iniciais considerando [OH ] da água 0 B + H 2 O BH + + OH [B] [BH + ] [OH ] inicial variação equilíbrio Como Q c 0, a reação segue para a direita

111 Determine o ph de uma solução 0,0015 mol/l de morfina, K b 1,6 x 10-6 represente as variações em termos de x some as colunas para encontrar as concs. de equilíbrio em função de x substitua na expressão da constante de equilíbrio [B] [BH + ] [OH ] inicial variação equilíbrio x x +x x +x x K b [ B] ( x)( x) + [BH ][OH ] ( x)

112 Determine o ph de uma solução 0,0015 mol/l de morfina, K b 1,6 x 10-6 determine o valor de K b como K b é muito pequeno, aproxime [B] eq [B] inicia e resolva para x [B] [BH + ] [OH ] inicial variação -x +x +x equilíbrio x x x K b [ + ][ BH OH ] [ B ] ( x( )( x)( ) x) ( ) x) 2 x x ( 6 )( 3) x

113 Determine o ph de uma solução 0,0015 mol/l de morfina, K b 1,6 x 10-6 verifique a aproximação, se x < 5% of [B] inicial [B] [BH + ] [OH ] inicial variação -x +x +x equilíbrio x x x 4.9 x % 3.3% a aproximação é válida < 5%

114 Determine o ph de uma solução 0,0015 mol/l de morfina, K b 1,6 x 10-6 substitua x nas concentrações de equilíbrio e resolva [B] [BH + ] [OH ] inicial variação -x +x +x equilíbrio x 4.9E-5 x 4.9E-5 x x 4.9 x 10-5 Morfina 0, , ,9 10 0, 0015 M [ ] ( 5 x ) [BH + ] [OH ] x M

115 Determine o ph de uma solução 0,0015 mol/l de morfina, K b 1,6 x 10-6 use [OH - ] para encontrar [H 3 O + ] usando K w substitua [H 3 O + ] na fórmula de ph e resolva [B] [BH + ] [OH ] inicial variação -x +x +x equilíbrio E-5 4.9E-5 K w [H O 3 [H O 3 [H O + + ] ] 3 + ][OH ] ph log ( + ) 3O ( 10 ) log H

116 Determine o ph de uma solução 0,0015 mol/l de morfina, K b 1,6 x 10-6 verifique, substituindo os valores na equação de equilíbrio e comparando o resultado com o valor de K b tabelado resposta correta [B] [BH + ] [OH ] inicial variação -x +x +x equilíbrio E-5 4.9E-5 K b [ + ][ BH OH ] [ B] ( ) ( )

117 Propriedades ácido-base de sais sais são compostos iônicos solúveis em água sais que contém o cátion de uma base forte e um ânion que é a base conjugada de um ácido fraco são básicos soluções de NaHCO 3 são básicas Na + é o cátion da base forte NaOH HCO 3 é a base conjugada do ácido fraco H 2 CO 3 sais que contém cátions que são ácidos conjugados de bases fracas e o ânion de um ácido forte são ácidos soluções de NH 4 Cl são ácidas NH 4 + é o ácido conjugado da base fraca NH 3 Cl é o ânion do ácido forte HCl

118 Ânions Como Bases Fracas todo ânion pode ser imaginado como sendo a base conjugada de um ácido portanto, todo ânion é uma base em potencial A (aq) + H 2 O(l) HA(aq) + OH (aq) quanto mais forte é o ácido, mais fraca será sua base conjugada um ânion que é a base conjugada de um ácido forte é neutro em relação ao ph Cl (aq) + H 2 O(l) HCl(aq) + OH (aq) como HCl é um ácido forte, este equilíbrio é deslocado totalmente para a esquerda um ânion que é a base conjugada de um ácido fraco comporta-se como uma base F (aq) + H 2 O(l) HF(aq) + OH (aq) HF é um ácido fraco, e a posição deste equilíbrio favorece a reação direta

119 Use a Tabela Para Determinar se um Dado Ânion é Básico a) NO 3 base conjugada de um ácido forte, portanto é neutro b) NO 2 base conjugada de um ácido fraco, portanto é básico

120 Relação Entre o K a de um Ácido e o K b de sua Base Conjugada muitas fontes só fornecem valores de K a porque os valores de K b podem ser determinados a partir deles ao somar equações, multiplique os K s HA( aq) + H O( l) A A ( aq) + H O ( aq) + H O( l) HA( aq) + OH 2 3 K a ( aq) ( aq) H2O( l) H O ( aq) + OH ( aq) K K a b [A ][H3O [HA] K b [H O ][OH ] [HA][OH [A ] ] K w ] K K a b + [A ][H3O ] [HA] [HA][H 3O [A ] + ]

121 Exemplo para casa : Encontre o ph de uma solução 0,100 mol/l de NaCHO 2 (aq) K b para CHO 2 5,6 x Resposta: ph 8,38

122 Cátions Poliatômicos Como Bases Fracas pode-se pensar em alguns cátions como sendo o ácido conjugado de uma base os outros são os contra-íons de uma base forte assim, alguns cátions são potencialmente ácidos MH + (aq) + H 2 O(l) MOH(aq) + H 3 O + (aq) quanto mais forte a base, mais fraco será o ácido conjugado um cátion que é o contra-íon de uma base forte é neutro um cátion que é o ácido conjugado de uma base forte é ácido NH 4+ (aq) + H 2 O(l) NH 3 (aq) + H 3 O + (aq) como NH 3 é uma base fraca, a posição deste equilíbrio é deslocada para a direita

123 Cátions Metálicos Como Bases Fracas cátions de metais pequenos, com cargas altas, são fracamente ácidos cátions de metais alcalinos e alcalino terrosos são neutros cátions são hidratados em água Al(H 2 O) 6 3+ (aq) + H 2 O(l) Al(H 2 O) 5 (OH) 2+ (aq) + H 3 O + (aq)

124 Exemplo - Determine se um Determinado Cátion é Ácido ou Neutro a) C 5 N 5 NH + 2 é o ácido conjugado de uma base fraca: é ácido b) Ca 2+ é o contra-íon de uma base forte: é neutro c) Cr 3+ um íon metálico com carga alta: é ácido

125 Classificando Soluções de Sais Como Ácidas, Básicas ou Neutras se o cátion do sal é o contra-íon de uma base forte e o ânion é a base conjugada de um ácido forte, a solução resultante será neutra NaCl Ca(NO 3 ) 2 KBr se o cátion do sal é o contra-íon de uma base forte e o ânion é a base copnjugada de um ácido fraco, a solução resultante será básica NaF Ca(C 2 H 3 O 2 ) 2 KNO 2

126 Classificando Soluções de Sais Como Ácidas, Básicas ou Neutras se o cátion do sal é o ácido conjugado de uma base fraca e o ânion é a base conjugada de um ácido forte, a solução será ácida NH 4 Cl se o cátion do sal é um íon metálico com carga alta e o ânios é a base conjugada de um ácido forte, a solução será ácida Al(NO 3 ) 3

127 Classificando Soluções de Sais Como Ácidas, Básicas ou Neutras se o cátion do sal é o ácido conjugado de uma base fraca e o ânion é a base conjugada de um ácido fraco, o ph da solução depende das forças relativas do ácido e da base NH 4 F: como HF é um ácido mais forte que NH 4+, K a de NH 4 + é maior que K b de F ; portanto a solução será ácida

128 Determine se uma solução dos seguintes sais será ácida, básica ou neutra a) SrCl 2 Sr 2+ é o contra-íon de uma base forte, neutro em relação ao ph Cl é a base conjugada de um ácido forte, neutro em relação ao ph a solução será neutra b) AlBr 3 Al 3+ é um cátion pequeno, com carga alta: ácido fraco Cl é a base conjugada de um ácido forte, neutro em relação ao ph a solução será ácida c) CH 3 NH 3 NO 3 CH 3 NH 3 + é o ácido conjugado de uma base fraca: NO 3 é a base conjugada de um ácido forte, neutro em relação ao ph a solução será ácida

129 Determine se uma solução dos seguintes sais será ácida, básica ou neutra d) NaCHO 2 Na + é o contra-íon de uma base forte: neutro em relação ao ph CHO 2 é a base conjugada de um ácido fraco: básico a solução será básica e) NH 4 F NH 4 + é o ácido conjugado de uma base fraca: ácido F é a base conjugada de um ácido fraco: básico K a (NH 4+ ) > K b (F ); a solução será ácida