BC0307 Transformações Químicas. Equilíbrio Químico

Documentos relacionados
Pi Principais i i Tópicos Abordados dd

BCL 0307 Transformações Químicas

10/22/2013. Segunda Avaliação (20/11): Precipitações Fracionadas. - Precipitações Fracionadas. - Auto-Ionização da Água

RESOLUÇÃO DE EXERCÍCIOS PROPOSTOS AULA 08 TURMA INTENSIVA

Os sais são neutros, ácidos ou básicos? Íons como Ácidos e Bases

Fundamentos de Química Profa. Janete Yariwake

Capítulo 8. Equilíbrios Iônicos. O) presentes numa solução 0,1 mol/l de H 2

QUI219 QUÍMICA ANALÍTICA (Farmácia) Prof. Mauricio X. Coutrim

EQUILÍBRIOS IÔNICOS ÁCIDO-BASE SAIS POUCO SOLÚVEIS ÍONS COMPLEXOS

Equilíbrio Iônico Lista 01 - gabarito Prof. elsonsantos

Equilíbrio de solubilidade de precipitação

1- Reação de auto-ionização da água

Definições. Dissociação iônica Considerando um composto iônico sólido hipotético: A a B b Em uma solução: A a B b (s) aa b+ (aq) + bb a- (aq)

Definições. Dissociação iônica Considerando um composto iônico sólido hipotético: A a B b Em uma solução: A a B b (s) aa b+ (aq) + bb a- (aq)

Equilíbrio de solubilidade de precipitação

Produto Iônico da Água. - Equilíbrio Químico -Auto ionização da água -Balanços de carga e massa -Tratamento Sistemático 5/7/2012.

QUI109 QUÍMICA GERAL (Ciências Biológicas) 10ª aula /

BC Transformações Químicas

Volumetria de Neutralização

Capítulo by Pearson Education

Equilíbrio de Precipitação

Química das soluções. Profa. Denise Lowinshon

RESOLUÇÃO DE EXERCÍCIOS PROPOSTOS AULA 09 TURMA FMJ

Concentração de soluções

TITULAÇÃO BASE FRACA COM ÁCIDO FORTE

Aula Teórica 3 Cálculo de ph de Ácidos Fracos e Bases Fracas

Equilíbrio Ácido Base. Definição de Brønsted-Lowry. O íon H + (aq) é simplesmente um próton sem elétrons. Em água, o H + (aq) forma aglomerados.

QUÍMICA. Sistemas Heterogêneos. Produto de Solubilidade (Kps) - Parte 1. Prof ª. Giselle Blois

Reações em Soluções Aquosas

PAGQuímica Equilíbrio Ácido-Base

O equilíbrio de solubilidade do HgS é representado pela equação abaixo.

AULA DE VÉSPERA 2ª FASE UECE / GABARITO Professor: Michel Henri

Equilíbrios de Solubilidade

Experimento 11 - Equilíbrio químico e sistema tampão

QUÍMICA ANALÍTICA APLICADA - QUI 111 SOLUÇÃO TAMPÃO Natal/RN SOLUÇÃO TAMPÃO

EQUILÍBRIOS: QUÍMICO E IÔNICO Profº Jaison Mattei

TITULAÇÃO ÁCIDO-BASE

Introdução à Análise Química QUI 094 VOLUMETRIA DE NEUTRALIZAÇÃO

Química das soluções. Profa. Denise Lowinshon

Calcule o ph de uma solução de HCl 1x10-7 mol L-1

FUNÇÕES INORGÂNICAS. As substâncias são agrupadas de acordo com as suas propriedades. ÁCIDO BASE SAL ÓXIDO

TITULAÇÃO EM QUÍMICA ANALÍTICA

Química Analítica IV TITULOMETRIA DE NEUTRALIZAÇÃO

Departamento de Física e Química Química Básica Rodrigo Vieira Rodrigues. Constante produto solubilidade

Curva de titulação efeito da concentração

EQUILÍBRIO ÁCIDO BASE. Profa. Marcia M. Meier QUÍMICA GERAL II

Equilíbrio Ácido-base

Produto de solubilidade de sais

Exercícios de Equilíbrio Iônico I

TITULAÇÃO EM QUÍMICA ANALÍTICA

Equilíbrio Iônico Aquoso

Reações envolvendo substâncias em solução aquosa: (reações por via úmida) e reações por via seca (substâncias não dissolvidas em solventes)

Ácidos e Bases. Capítulo 15

Fundamentos de Química Q101 Aulas Téorico-Práticas Ano letivo 2011/12 Licenciaturas em Química e Bioquímica

Equilíbrio Ácido-base

Equilíbrio de Precipitação

Ácidos e Bases. a) Produto iônico da água

Solubilidade: objectivos principais

Equilíbrio Ácido-base

Ácidos fracos. Ácidos fracos são apenas parcialmente ionizados em solução. Reagem com o solvente (H 2 O) doando um próton.

TEORIA DE ÁCIDOS E BASES

QUI219 QUÍMICA ANALÍTICA (Farmácia) Prof. Mauricio X. Coutrim

TITULAÇÃO ÁCIDO-BASE

Questões dos exercícios avaliativos para QUI232 t. 43, 44 e 45 em , Prof. Mauricio

REAÇÕES EM SOLUÇÕES AQUOSAS E ESTEQUIOMETRIA. Prof. Dr. Cristiano Torres Miranda Disciplina: Química Geral QM81A Turmas Q13 e Q14

QUI109 QUÍMICA GERAL (Ciências Biológicas) 3ª aula /

REAÇÕES EM SOLUÇÕES AQUOSAS E ESTEQUIOMETRIA. Prof. Dr. Cristiano Torres Miranda Disciplina: Química Geral I QM81B Turmas Q13 e Q14

Soluções. CO 2 dissolvido em água Álcool dissolvido em água Gelo seco (CO 2 sólido) dissolvido em (sublimado em) N 2

Gabaritos Resolvidos Energia Química Semiextensivo V4 Frente C

FCAV/ UNESP EQUILÍBRIO ÁCIDO-BASE

O plasma sanguíneo contém uma reserva ("pool") total de carbonato (essencialmente HCO 3-

Equilíbrio Ácido-base

QUÍMICA GERAL Ácidos e Bases

Exercícios de Equilíbrio Iônico II

QUI201 (145) QUÍMICA ANALÍTICA B (Química Industrial)

AMPLIAÇÃO DOS CONCEITOS DE EQUÍLÍBRIO ÁCIDO BASE

Docente: Prof a. Dr a. Luciana M. Saran

Equilíbrio Ácido-base

Capítulo by Pearson Education

s e õ ç lu o S a ic ím u Q G A. P 1

Coleção NEM 2ª Série Volume 3 Química. Química 1. Aula 45. Série A

QUI109 QUÍMICA GERAL (Ciências Biológicas) 4ª aula /

P2 - PROVA DE QUÍMICA GERAL - 18/05/13

Equilíbrios Ácido-Base e Equilíbrios de Solubilidade

Fundamentos de Química Profa. Janete Yariwake. Equilíbrio químico em solução aquosa. Soluções-tampão. Soluções tampão

Química C Semiextensivo V. 4

Revisão da aula anterior

Determinação de cloretos na água do mar pelo método de Mohr

Média Provas (MP) - Média Atividade Prática Supervisionada (MAPS) - Média Atividades (MA)

INSTITUTO POLITÉCNICO DE TOMAR ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA. Departamento de Engenharia Química e do Ambiente. QUÍMICA I (1º Ano/1º Semestre)

FCAV/ UNESP Jaboticabal. Disciplina: Química Geral Assunto: Solução Tampão. Docente: Prof a. Dr a. Luciana M. Saran

André Silva Franco ASF Escola Olímpica de Química Julho de 2011

1) A principal caracterís0ca de uma solução é:

TITULAÇÃO ÁCIDO-BASE

QUÍMICA ANALÍTICA SOLUÇÃO TAMPÃO E PRODUTO DE SOLUBILIDADE. Prof.a. Dra. Renata P. Herrera Brandelero. Dois Vizinhos - PR 2012

Equilíbrio Químico. Profa. Claudia Ayres

AULA 10 EQUILÍBRIO DE SOLUBILIDADE

Universidade Federal Paraná Departamento de Química Disciplina CQ167 Química Geral Conceitos de ácidos e bases

Experimentalmente, definimos a FAIXA DE TAMPONAMENTO de um tampão, sendo o intervalo de 1 unidade acima e 1 unidade abaixo do pka:

Ba 2+ (aq) + CrO 4. 2 (aq)

Transcrição:

Equilíbrio Químico

- Avaliação do equilíbrio heterogêneo: K= [Ca2+ ]. [CO 3 2- ] [CaCO 3 ] H 2 O CaCO 3 (s) Ca 2+ 2- + CO 3 K. [CaCO 3 ] = [Ca 2+ ]. [CO 3 2- ] Kps = [Ca 2+ ]. [CO 3 2- ]

Concentração necessária para ocorrer precipitação atingir o Kps BC0307 Transformações Químicas O conhecimento dos valores de Kps e das concentrações em solução permite controlar a precipitação de espécies de interesse: Se o produto iônico, Q, > K ps, a solução é supersaturada Se o produto iônico, Q, = K ps, a solução é dita saturada Se o produto iônico, Q, < K ps, a solução é insaturada e não há formação de precipitado

Considere PbI 2 dissolvido em água PbI 2 (s) Pb 2+ (aq) + 2 I - (aq) Calcule K ps se a solubilidade = 1.30 x 10-3 M Resposta: Solubilidade = [Pb 2+ ] = 1.30 x 10-3 M [I - ] =? [I - ] = 2 x [Pb 2+ ] = 2.60 x 10-3 M

Considere PbI 2 dissolvido em água PbI 2 (s) Pb 2+ (aq) + 2I - (aq) Calcule K ps se a solubilidade = 1.30 x 10-3 M Resposta: K ps = [Pb 2+ ] [I - ] 2 = [Pb 2+ ] {2 [Pb 2+ ]} 2 K ps = 4 [Pb 2+ ] 3 = 4 (solubilidade) 3 K ps = 4 (1.30 x 10-3 ) 3 = 8.8 x 10-9

Hg 2 Cl 2 (s) Hg 2 2+ (aq) + 2 Cl - (aq) BC0307 Transformações Químicas K ps = 1.1 x 10-18 = [Hg 2 2+ ] [Cl - ] 2 Se [Hg 2 2+ ] = 0.010 M, qual a [Cl - ] necessária para iniciar a precipitação do Hg 2 Cl 2?

Hg 2 Cl 2 (s) Hg 2 2+ (aq) + 2 Cl - (aq) BC0307 Transformações Químicas K ps = 1.1 x 10-18 = [Hg 2+ 2 ] [Cl - ] 2 Reconheça que: Deve ser maior que Se [Hg 2+ 2 ] = 0.010 M, qual [Cl - ] é necessária para iniciar a precipitação do Hg 2 Cl 2?

Hg 2 Cl 2 (s) Hg 2 2+ (aq) + 2 Cl - (aq) BC0307 Transformações Químicas K ps = 1.1 x 10-18 = [Hg 2 2+ ] [Cl - ] 2 Resposta Quanto tem-se de [Cl - ] quando [Hg 2 2+ ] = 0.010 M, [Cl ] = K sp 0.010 = 1.1 x 10-8 M Se essa concentração de Cl - for ultrapassada, Hg 2 Cl 2 começa a precipitar.

Ag + Pb 2+ AgCl Cl - PbCl 2 Como fazer para precipitar apenas o AgCl? Solução: manter a [Cl - ] em um valor suficiente para atingir o Kps do AgCl (1,7 x 10-10 ), mas insuficiente para o Kps do PbCl 2 (1,6 x 10-5 ).

Por exemplo: se [Ag + ] = [Pb 2+ ] = 0,01 M, temos: AgCl Ag + + Cl - BC0307 Transformações Químicas [ Cl ] 10 Kps 1, 7x10 = + = = [ Ag ] 0, 01 1, 7x10 PbCl 2 Pb 2+ + 2Cl - [ Cl ] 5 Kps 1, 6x10 = 2+ = = [ Pb ] 0, 01 1,7x10-8 < [Cl - ] < 0,04 8 M 0, 04M

Ag(CH 3 CO 2 )(s) Ag + (aq) + CH 3 CO 2- (aq) O que acontece com o aquilíbrio ao adicionar AgNO 3? Forma-se Ag(CH 3 CO 2 )(s) e ocorre a precipitação!

Exemplo: Qual a solubilidade molar do PbI 2 em NaI 0.10 M? BC0307 Transformações Químicas Primeiro vamos analisar a solubilidade do PbI 2 em água pura: PbI 2 (s) Pb 2+ (aq) + 2I - (aq) K ps = 8,8 10-9 K ps = [Pb 2+ ][I - ] 2 8,8 10-9 = y(2y) 2 8,8 10-9 = 4y 3 8,8 10-9 /4 = y 3 y = 1,30 x10-3 mol/l Análise: NaI é solúvel em água e fornece o íon comum (I - ).

Análise: NaI é solúvel em água e fornece o íon comum (I - ). PbI 2 (s) Pb 2+ (aq) + 2I - (aq) K ps = [Pb 2+ ][I - ] 2 BC0307 Transformações Químicas Inicial 0 0,10 Variação +x +2x Equilíbrio +x +2x + 0,10 [ I K ( x ps ] = 0,10 + 2x 0,10 então = x(0,10) 2 ou x = 7,9 10 << 0,10 portanto a consideração inicial é válida) Portanto Solubilidade em água pura = y = 1,30.10-3 M Solubilidade em presença de I - adicionado = x = 7,9. 10-7 M Princípio de Le Chatelier é obedecido! 7 M

Ácido: espécie que ao reagir com água produz íon H 3 O + (hidroxônio). SO 2 (g) + 2 H 2 O (l) H 3 O + (aq) + HSO 3- (aq) Base: espécie que ao reagir com água produz íons OH - (hidroxila). Na 2 O (s) + H 2 O (l) 2 Na + (aq) + 2 OH - (aq)

Ácido: espécie doadora de H +. Base: espécie receptora de H +. Esta teoria prevê a formação de pares conjugados: NH 3 (aq) + H 2 O (l) NH + 4 (aq) + OH - (aq) Base Ácido Ácido Base HNO 2 (aq) + H 2 O (l) NO - 2 (aq) + H 3 O + (aq) Ácido Base Base Ácido ÁCIDOS E BASES ESTÃO RELACIONADOS ENTRE SI PELA PERDA OU GANHO DE H +

base ácido base ácido

Ácido: receptor de par de elétrons. BC0307 Transformações Químicas Base: doador de par de elétrons. H + N H + H H + H N H Ácido H H Base Ácido de Lewis

H 2 O (l) + H 2 O (l) H 3 O + (aq) + OH - (aq) BC0307 Transformações Químicas Constante de Equilibrio = K w K w = [H 3 O + ] [OH - ] = 1.00 x 10-14 a 25 o C OH - H 3 O +

Constante de Equilibrio = K w K w = [H 3 O + ] [OH - ] = 1.00 x 10-14 a 25 o C Kw = [H + ] [OH - ] = [x][x] [H + ] = [OH - ] = 1,0 x 10 7 mol/l Ou: - log Kw = - log [H + ] + (- log [OH - ]) pkw = ph + poh (notação mais prática!) ph + poh = 14,0

ph = log[h O + ] log[h ] poh log[oh - 3 = + = ] BC0307 Transformações Químicas Qual o ph de uma solução 0.0010 M NaOH? NaOH é uma base forte! [OH - ] = 1.0x10-3 M [H 3 O + ] = 1.0 x 10-11 M ph = - log (1.0 x 10-11 ) = 11.00 Solução Básica ph > 7 Solução Neutra ph = 7 Solução Ácida ph < 7

Escala de ph

pka = -log Ka pkb = -log Kb

Relação entre K a, K b, [H 3 O + ] e ph BC0307 Transformações Químicas Grau de Ionização

Tem-se 1.00 M HOAc. Calcule as concentrações de HOAc, H 3 O +, OAc - no equilíbrio e o ph. BC0307 Transformações Químicas HOAc + H 2 O H 3 O + + OAc - K a = 1.8x10-5 1 0 Passo: Defina as concentrações no equiílbrio [HOAc] [H 3 O + ] [OAc - ] inicial 1.00 0 0 variação -x +x +x equilíbrio 1.00-x x x Note que [H 3 O + ] proveniente da H 2 O pode ser desconsiderado nesse caso

Tem-se 1.00 M HOAc. Calcule as concentrações de HOAc, H 3 O +, OAc - no equilíbrio e o ph. HOAc + H 2 O H 3 O + + OAc - 2 0 Passo: Escreva a expressão de equilíbrio K a = 1.8 x 10-5 = [H 3 O+ ][OAc - ] [HOAc] = x 2 1.00 - x 3 0 Passo: Resolva assumindo que x é muito pequeno, uma vez que Ka <<< 0. K a = 1.8 x 10-5 = x2 1.00

3 0 Passo: Resolva assumindo que x é muito pequeno, uma vez que Ka <<< 0. BC0307 Transformações Químicas x = [K a 1.00] 1/2 x = 4.2 x 10-3 M K a = 1.8 x 10-5 [H 3 O + ] = [OAc - ] = 4.2 x 10-3 M = x2 1.00 ph = - log [H 3 O + ] = -log (4.2 x 10-3 ) = 2.37

Considere a expressão aproximada K a = 1.8 x 10-5 = x2 1.00 P/ muitos ácidos fracos x = [H 3 O + ] = [K a 1.00] 1/2 [H 3 O + ] = [base conj.] = [K a C o ] 1/2 Em que C 0 = conc. inicial de ácido Dica: Se 100 K a < C o, então [H 3 O + ] = [K a C o ] 1/2 Caso contrário temos que resolver a equação quadrática

Calcule o ph de uma solução 0.0010 M de ác. fórmico, HCO 2 H. BC0307 Transformações Químicas HCO 2 H + H 2 O HCO 2 - + H 3 O + K a = 1.8 x 10-4 Solução aproximada [H 3 O + ] = [K a C o ] 1/2 = 4.2 x 10-4 M, ph = 3.37 Solução Exata [H 3 O + ] = [HCO 2- ] = 3.4 x 10-4 M [HCO 2 H] = 0.0010-3.4 x 10-4 = 0.0007 M ph = 3.47 Portanto, nesse caso temos que resolver a expressão quadrática!

Calcule o ph de uma solução 0.10 M de Na 2 CO 3. Na 2 CO 3 2 Na + + CO 3 2- CO 3 2- + H 2 O HCO 3 - + OH - base ácido ácido base K b = 2.1 x 10-4 1 o Passo: Monte uma tabela de concentrações [CO 2-3 ] [HCO 3- ] [OH - ] inicial 0,10 0 0 variação -x +x +x equilib. 0,10-x +x +x

2 o Passo: Resolva a expressão de equilíbrio K b = 2.1 x 10-4 = [HCO 3 - ][OH - ] [CO 3 2 ] = x 2 0.10 - x Assuma que 0.10 - x 0.10 porque 100 K b < C o x = [HCO 3- ] = [OH - ] = 0.0046 M 3 o Passo: Calcule o ph [OH - ] = 0.0046 M poh = - log [OH - ] = 2.34 ph + poh = 14, Portanto ph = 11.66, e a solução é. BÁSICA

Calcule o ph da solução que resulta da mistura de 25 ml de NH 3 0,016 M com 25 ml de HCl 0,016 M BC0307 Transformações Químicas 1 o Passo: Escreva as equações balanceadas NH 3(aq) + H 3 O + (aq) NH + 4 (aq) + H 2 O (l) proveniente do HCl NH + 4 (aq) + H 2 O (l) NH 3(aq) + H 3 O + (aq) 2 o Passo: Estequiometria HCl consumido: 0,025 L x 0,016 mol/l = 4,0x10-4 mol NH 3 consumido: 0,025 L x 0,016 mol/l = 4,0x10-4 mol Reação 1:1:1 portanto formam 4,0x10-4 mol de NH 4 + em 50 ml, portanto [NH 4+ ] = 8,0x10-3 M

NH 4 + (aq) + H 2 O (l) NH 3(aq) + H 3 O + (aq) BC0307 Transformações Químicas 3 o Passo: Monte uma tabela de concentrações [NH 4+ ] [NH 3 ] [H 3 O + ] inicial 0,008 0 0 variação -x +x +x equilib. 0,008-x +x +x 4 o Passo: Resolva a expressão de equilíbrio Ka = 5,6x10-10 = [H 3 O + ][NH 3 ] = [NH 4+ ] x = 2,1x10-6 M = [H 3 O + ] = [NH 3 ] (x)(x) 0,008-x ph = 5,67

é um caso especial de efeito de íon comum. resistem a mudanças no ph da solução. contém uma base capaz de consumir os íons H 3 O + adicionados e um ácido capaz de reagir com ions OH - adicionado. O ácido e a base não devem reagir entre si. É composto de: Ácido Fraco + Base conjugada HOAc + OAc - H 2 PO - 4 + HPO 2-4 Base fraca + Ácido conjugado NH 3 + NH + 4

Lembra? Definição de pk a A-H (aq) + H 2 O (l) H 3 O + (aq) + A - (aq) BC0307 Transformações Químicas [H 3 O + ][A - ] K eq = [AH][H 2 O] K eq [H 2 O] = K a [H 3 O + ][A - ] K a = [AH] pk a = -log(k a )

Como preparar um tampão de ph = 4,30? BC0307 Transformações Químicas POSSIVEIS ACIDOS K a HSO - 4 / SO 2-4 1,2 x 10-2 HOAc / OAc - 1,8 x 10-5 HCN / CN - 4,0 x 10-10

Qual o ph de um tampão HOAc / OAc - com [CH 3 CO 2 H] = 0,70 M e [CH 3 CO 2- ] = 0,60 M? CH 3 CO 2 H + H 2 O H 3 O + + CH 3 CO 2 - BC0307 Transformações Químicas [CH 3 CO 2 H] [H 3 O + ] [CH 3 CO 2- ] inicial 0,70 0 0,60 variação -x +x +x equilib. 0,70-x +x 0,60 +x K a = [H 3 O + ][CH 3 CO 2- ] [CH 3 CO 2 H] = 1,8 x 10-5 Sabendo que 0,70>>>> x e 0,60>>>> x x = 2,1x10-5 M ph = 4,68

Concentração do ácido e da base conjugada não é importante para o valor de ph O que importa é a razão entre os números de mols de cada um! [H 3 O + Orig. conc. of HOAc ] = Orig. conc. of OAc - K a Logo, a diluição de um tampão não altera o ph da solução. [Conj. base] ph = pk a + log [Acid] A capacidade do tampão é a quantidade de ácido ou base neutralizada pelo tampão antes que haja uma alteração significativa no ph. A capacidade do tampão depende da quantidade do ácido e da base conjugada utilizada na composição do tampão. Quanto maiores são as quantidades de pares ácido-base conjugados, maior é a capacidade do tampão.