ph de sais + H 2 O + H 3 O + (aq.)

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1 ph de sais HIDRÓLISE: interação entre espécies carregadas negativa ou positivamente com o solvente. GRAU DE HIDRÓLISE: fração de cada mol de ânion ou cátion idrolisado no equilíbrio. REAÇÕES DE HIDRÓLISE resultam em interações que liberam íons H O + (aq.) ou OH - (aq.). Hidrólise alcalina - aniônica O O CH C CH C O - + H + OH - O (aq.) OH Hidrólise ácida - Catiônica H N H + H H H H N. + H O + H O + (aq.) H

2 Aplicações -Industriais: tratamento da água -Em análises quantitativas: previsões sobre o comportamento de íons com estado de oidação máimo (+ ou +4) em que a manutenção de acidez elevada pode evitar ou aproveitar a idrólise para um determinado fim. -ÂNIONS como: sulfato, carbonato, oalato, cromato, estanato, fosfato, antimonato, arseniato; entre outros, em que a HIDRÓLISE tem papel preponderante no controle de solubilidade de seus sais. DISSOLUÇÃO DE PRECIPITADOS como BaSO 4, CaC O 4, PbCrO 4, dependem eclusivamente da reação de HIDRÓLISE do ânion e com o aumento da solubilidade controlado pela acidez ferramenta analítica importante.

3 Classes 4 classes: -sais de ácidos fortes e bases fortes SOLUÇÃO NEUTRA E: NaCl -sais de ácidos fracos e bases fortes -sais de ácidos fortes e bases fracas -sais de ácidos fracos e bases fracas Nem sempre são neutras

4 Sais de ácidos fracos (HA) e bases fortes (MOH) Solução resultante básica A - (aq) + H O(l) OH - (aq) + HA(aq) [ OH [ A [ HA E: CH COONa

5 Sais de ácidos fracos (HA) e Solução resultante básica bases fortes (MOH) A - (aq) + H O(l) OH - (aq) + HA(aq) [ OH [ A [ HA H O(l) OH - (aq) + H O + (aq) OH [ H O w [ HA(aq) + H O(l) H O + (aq) + A - (aq) a [ H O [ A [ HA E: CH COONa

6 Sais de ácidos fracos (HA) e Solução resultante básica bases fortes (MOH) A - (aq) + H O(l) OH - (aq) + HA(aq) [ OH [ A [ HA H O(l) OH - (aq) + H O + (aq) OH [ H O w [ HA(aq) + H O(l) H O + (aq) + A - (aq) a [ H O [ A [ HA E: CH COONa Portanto: w a

7 Grau de idrólise Considere o grau de idrólise. As concentrações em mol L -1 são: A - (aq) + H O(l) OH - (aq) + HA(aq) c [ HA [ [HA [OH - [A c - c A - c [ OH [ HA [ A c (1 ) Essa epressão permite o cálculo do grau de idrólise

8 Eemplos Determine se o sal Na HPO 4 formará uma solução ácida ou básica ao se dissolver na água e calcule o. Íons: Na + e HPO - 4 Na + proveniente de base forte NaOH não tem influência no ph HPO 4 - (aq) PO 4 - (aq) + H + (aq) a = 4,10-1 HPO 4 - (aq) + H O(l) H PO 4- (aq) + OH - (aq) w a 110 4, ,04 > a idrólise predomina solução básica Calcule o ph de uma solução de 0,6 mol L -1 de NaCH CO (aq). a ácido acético = 1,810-5 Calcule o grau de idrólise de uma solução de 1 mol L -1 de NaCN. a do ácido cianídrico = 4, Uma amostra aquosa de 150 ml de 0,0 mol L -1 de acetato de sódio foi diluída até 0,500 L. Qual a concentração do ácido acético no equilíbrio?

9 Sais de ácidos fortes (HA) e bases fracas (MOH) Solução resultante ácida M + (aq) + H O(l) MOH(aq) + H O + (aq) [ MOH [ H O [ M H O(l) OH - (aq) + H O + (aq) w [ OH [ HO MOH(aq) M + (aq) + OH - (aq) b [ M [ OH [ MOH E: NH 4 Cl Portanto: w b

10 Cálculo do ph Estime o ph de uma solução 0,15 mol L -1 de NH 4 Cl(aq). Íons: NH 4+ e Cl - Cl - proveniente de ácido forte HCl não tem influência no ph NH 4+ (aq) + OH - (aq) NH (aq) + H O(l) b = 1,810-5 NH 4+ (aq) + H O(l) NH (aq) + H O + (aq) w b , ,8 10 5, ,15 9,10 6 mol L 1 ph = 5,04

11 Sais de ácidos fracos (HA) e bases fracas (MOH) Caráter ácido ou básico da solução depende das constantes M + (aq) + H O(l) MOH(aq) + H O + (aq) A - (aq) + H O(l) OH - (aq) + HA(aq) [ MOH [ H O [ M [ OH [ A [ HA H O(l) OH - (aq) + H O + (aq) OH [ H O w HA(aq) + H O(l) H O + (aq) + A - (aq) MOH(aq) M + (aq) + OH - (aq) b [ [ HO [ A a [ HA [ M [ OH [ MOH

12 Sais de ácidos fracos (HA) e bases fracas (MOH) Caráter ácido ou básico da solução depende das constantes M + (aq) + H O(l) MOH(aq) + H O + (aq) A - (aq) + H O(l) OH - (aq) + HA(aq) [ MOH [ H O [ M [ OH [ A [ HA H O(l) OH - (aq) + H O + (aq) OH [ H O w HA(aq) + H O(l) H O + (aq) + A - (aq) MOH(aq) M + (aq) + OH - (aq) b [ [ HO [ A a [ HA [ M [ OH [ MOH a = b solução neutra a < b solução básica a > b solução ácida

13 Sais de ácidos fracos (HA) e bases fracas (MOH) MA(aq) M + (aq) + A - (aq) E: CH COONH 4 Hidrólise Hidrólise A - (aq) + H O(l) OH - (aq) + HA(aq) + M + (aq) + H O(l) MOH(aq) + H O + (aq) a b [ H O [ A [ HA [ M [ OH [ MOH M + (aq) + A - (aq) + H O(l) MOH(aq) + HA(aq) w a b [ OH [ HO [ HA[ MOH [ H O [ A [ M [ OH [ MOH [ HA [ M [ A

14 Cálculo do ph Calcule o ph de uma solução 0,1000 mol L -1 de acetato de amônia. Dados os valores de a CH COOH = 1, e b NH = 1, Ca = 0,100 mol L -1 NH 4+ (aq) + CH COO - (aq) + H O(l) NH 4 OH(aq) + CH COOH(aq) I Ca Ca - - E Ca- Ca- [ NH 4 [ NH OH [ CH COOH 4 [ CH COO w a b ( Ca ) ( Ca) Ca >>> [CH COO - >>> [CH COOH

15 Cálculo do ph Calcule o ph de uma solução 0,1000 mol L -1 de acetato de amônia. Dados os valores de a CH COOH = 1, e b NH = 1, Ca = 0,100 mol L -1 NH 4+ (aq) + CH COO - (aq) + H O(l) NH 4 OH(aq) + CH COOH(aq) I Ca Ca - - E Ca- Ca- [ NH 4 [ NH OH [ CH 4 [ CH COOH COO w a b ( Ca) a [ H O Ca [ HO a Ca

16 Cálculo do ph Calcule o ph de uma solução 0,1000 mol L -1 de acetato de amônia. Dados os valores de a CH COOH = 1, e b NH = 1, Ca = 0,100 mol L -1 NH 4+ (aq) + CH COO - (aq) + H O(l) NH 4 OH(aq) + CH COOH(aq) I Ca Ca - - E Ca- Ca- [ NH [ NH 4 OH [ CH COOH w [ HO ( ) 4 [ CH COO ab Ca a a [ H O Ca [ HO a Ca wa [ HO [ ab H O a a w = a b

17 Cálculo do ph Calcule o ph de uma solução 0,1000 mol L -1 de acetato de amônio. Dados os valores de a CH COOH = 1, e b NH = 1, Ca = 0,100 mol L -1 NH 4+ (aq) + CH COO - (aq) + H O(l) NH 4 OH(aq) + CH COOH(aq) I Ca Ca - - E Ca- Ca- [ NH [ NH 4 OH [ CH COOH w [ HO ( ) 4 [ CH COO ab Ca a a [ H O Ca [ HO a Ca wa [ HO [ ab H O a a [H O + = 1, mol L -1 ph = 4,75 w = a b

18 Cálculo do ph O ph depende das constantes de dissociação da base fraca e do ácido fraco que dão origem ao sal. O ph independe da concentração do sal.

19 Sais derivados de ácidos polipróticos Os ácidos polipróticos dão origem a dois ou mais ânions: Ácido diprótico H A: HA - e A - Ácido triprótico H A: H A -, HA - e A - Considerando os sais derivados do ácido diprótico ipotético H A temos: 1) Cálculo do ph da solução do sal ipotético Na A, concentração Ca mol L -1, derivado do ácido poliprótico H A e base forte. ) Cálculo do ph da solução do sal ipotético NaHA concentração Ca mol L -1, derivado do ácido poliprótico H A e base forte.

20 Caso 1 Na A comportamento de base fraca Na A(aq) Na + (aq) + A - (aq) A - (aq) + H O(l) HA - (aq) + OH - (aq) (A - ) HA - (aq) + H O(l) H A(aq) + OH - (aq) (HA - ) A - (aq) + H O(l) HA - (aq) + OH - (aq) (A - ) I Ca E Ca- - [ OH [ HA [ A Ca w a b HA - (aq) + H O(l) H A(aq) + OH - (aq) (HA - ) I - - E -y - y +y [OH - total [ OH [ H [ HA A y y w a1 b1

21 Eemplo Calcular o ph e o grau de idrólise da solução de carbonato de sódio 0,00 mol L -1. CO - (aq) + H O(l) HCO - (aq) + OH - (aq) (CO - ) I 0, E 0,00- - a1 = 4,10-7 a = 5, ,00 w a 1, ,00/ > 100 SIM! desprezível! = 5, mol L -1 HCO - (aq) + H O(l) H CO (aq) + OH - (aq) (HCO - ) ph = 11,8 I 5, , E 5, y - y 5, y / > 100 SIM! y ( 5,9710 y) w 8,10 5,9710 y a 1 y desprezível! y =,10-8 mol L -1

22 Caso NaHA Sais de espécies intermediárias de ácidos polipróticos são espécies anfipróticas, pois apresentam comportamento de ácido fraco ou base fraca de Bronsted & Lowry. O ânion ipotético HA - é um composto intermediário da dissociação do ácido poliprótico e fraco H A ou da idrólise da base conjugada e fraca A -. HA - (aq) + H O(l) H O + (aq) + A - (aq) [ HO [ A [ HA a HA - (aq) + H O(l) H A(aq) + OH - (aq) (HA - )

23 HA - (aq) + H O(l) H O + (aq) + A - (aq) [A - = [H O + [ HO [ A [ HA a Parte do H O + formado poderá se associar ao ânion HA - formando o ácido poliprótico H A. [A - = [H O + + [H A (I) a[ HA [ H O [ H O [ H ( a1 a 1 a[ HA [ HA ) a1 O [ HO [ HA [ H A [ H O [ HA a1 [ HO [ A [ HA a

24 HA - (aq) + H O(l) H O + (aq) + A - (aq) [A - = [H O + [ HO [ A [ HA a Parte do H O + formado poderá se associar ao ânion HA - formando o ácido poliprótico H A. [A - = [H O + + [H A (I) a[ HA [ H O [ H O [ H ( a1 a 1 a[ HA [ HA ) a1 O [ HO [ HA [ H A [ H Se [HA - >>> a1 O ph independe da concentração do sal. O [ HA a1 [ H O a 1a [ HO [ A [ HA a [ H O a 1a ph 1 ( p a p 1 a )

25 Eercício Estime o ph de (a) 0,0 mol L -1 NaH PO 4 (aq); (b) 0,0 mol L -1 Na HPO 4 (aq)