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Adaptado de Alberto ROMO DIAS e M. Matilde MARQUES, Qumica - Princpios de Estrutura e Reactividade, Lisboa, Universidade Aberta, 1996
1
E Q U I L B R I O Q U M I C O
EQUILBRIO CIDO-BASE
LIO 7
OBJECTIVOS:
Identificar a terminologia usada; Identificar alguns cidos e algumas bases que so utilizados em produtos de consumo
domstico;
Associar o termo cido s espcies qumicas que em soluo aquosa actuam como fontes de protes, H
+(aq) e base s espcies qumicas que em soluo aquosa actuam
como receptores de protes, H+(aq);
Reconhecer a existncia de ies nas solues aquosas de cidos; Distinguir ionizao de dissociao em termos da espcie qumica em questo; Associar ionizao completa (ou grau de ionizao = 100%) e ionizao incompleta
(
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Adaptado de Alberto ROMO DIAS e M. Matilde MARQUES, Qumica - Princpios de Estrutura e Reactividade, Lisboa, Universidade Aberta, 1996
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Relacionar o Kw a diferentes temperaturas com o pH e o pOH; Relacionar quantitativamente pH com a concentrao do io +OH3 ; Associar a determinao de pH a algumas situaes do quotidiano, como o pH do
sangue (pH normal entre 7,3 e 7,5), o pH do suco gstrico que no pode ser inferior a
1 (causa acidez no estmago e conduz necessidade de usar um anti-cido), o pH
dos solos que condiciona o tipo de produtos a serem plantados ou semeados, entre
outros;
Identificar, num equilbrio de cido-base, os pares cido-base conjugados; Reconhecer que a base conjugada de um cido forte uma base muito fraca; Associar constante de acidez, Ka (basicidade, Kb) constante de equilbrio (ionizao
incompleta) atendendo s caractersticas das substncias envolvidas (cidos e bases);
Associar cidos poliprticos aos cidos que possuem mais do que um hidrognio na sua composio, passvel de se libertar como H+(aq) ;
Interpretar a ocorrncia de chuvas cidas; Referir alguns indicadores de pH mais vulgarmente utilizados; Indicar a utilizao de medidores de pH para saber com preciso o valor de pH; Associar a reaco de neutralizao a qualquer reaco em que o cido forte e a base
forte esto presentes nas propores estequiomtricas, isto , apresentam, na
soluo aquosa, a mesma quantidade de +OH3 e OH , resultando um sal neutro.
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O QUE UM CIDO? O QUE UMA BASE?
A resposta a estas perguntas depende da definio de cido e de base que adoptarmos. H vrias
definies de cido e de base; nenhuma delas est certa ou errada, pois correspondem a
conceitos que diferem no seu grau de generalidade. Neste curso interessam-nos a definio de
Brnsted-Lowry (til para estudos em meio aquoso e, particularmente, para a Qumica
Analtica) e a definio de Lewis (til como conceito unificador de vrios tipos de reaces
qumicas).
1 CIDOS E BASES DE BRNSTED-LOWRY
Lowry e Brnsted (1923) definiram cido como todo o doador de protes e base como todo o
aceitador de protes.
Exemplos de cidos:
c. Clordrico io cloreto proto
c. Actico io acetato proto
io amnio amonaco proto
gua io hidrxido proto
Exemplos de bases:
io cloreto proto cido clordrico
io acetato proto cido actico
amonaco proto io amnio
io hidrxido proto gua
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Adaptado de Alberto ROMO DIAS e M. Matilde MARQUES, Qumica - Princpios de Estrutura e Reactividade, Lisboa, Universidade Aberta, 1996
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Os cidos e as bases de Brnsted esto, pois, relacionados entre si pela relao
cido1 = base1 + proto
dizendo-se que o cido1 e a base1, nesta igualdade, constituem um par conjugado.
Vrias substncias podem actuar simultaneamente como doadores, ou como aceitadores, de
protes. Estas substncias designam-se por anfteros ou anfotlitos.
Como exemplo tomamos a gua:
H2O como cido H2O como base
A definio de Brnsted pressupe que o comportamento de uma substncia como cido, ou
como base, s se manifesta quando esse cido, ou essa base, est em contacto com outras
substncias capazes de aceitar, ou de doar, protes.
No conceito de Brnsted, portanto, as reaces cido-base reduzem-se fundamentalmente a
uma competio pelo proto, e da a designao de reaces protolticas, o que pode
expressar-se por
AH + B A_ + BH+ cido1 base2 base1 cido2
AH e A_, tal como BH
+ e B, constituem pares cido-base conjugados.
FORA DOS CIDOS E DAS BASES
certamente conhecido que, em soluo aquosa, o cido clordrico (HCl) mais forte do que o
cido actico (CH3COOH). Analisemos mais cuidadosamente o conceito de fora dos cidos e das
bases.
De uma forma puramente qualitativa, pode dizer-se que a fora de um cido determinada pela
facilidade com que cede protes e a fora de uma base pela tendncia que esta tem para
aceitar protes. Como natural, quanto mais forte for um cido, mais fraca ser a sua base
conjugada, e vice-versa. Vamos ento quantificar estes conceitos.
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Consideremos o que se passa quando se dissolve um cido AH em gua. Como a gua pode ter um
comportamento bsico, ela poder aceitar o proto cedido pelo cido AH:
Por outro lado, a base conjugada do cido AH, A-, que se forma na reaco tem uma certa
tendncia para aceitar um proto, pelo que, simultaneamente, se verifica tambm a reaco
Eventualmente atingir-se- o equilbrio qumico
Este equilbrio caracterizado por uma constante, constante de equilbrio.
(1)
Como a gua o solvente, est em grande excesso e, por isso, a sua concentrao
praticamente constante. Sendo assim, costume inclu-la no valor da constante de equilbrio e
escrever
(2)
com Keq = K'eq [H2O]
A esta constante de equilbrio chama-se constante de acidez e representa-se por Ka
(3)
Para a base conjugada A_, pode definir-se uma constante de basicidade kb atravs do seguinte
equilbrio
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(4)
Consideremos um par conjugado cido-base. Para esse par ser
3
3 (5)
O produto das concentraes ][][ 3+ OHOH chama-se produto inico da gua e , a 25C,
aproximadamente igual a 10-14.
Porqu o nome de produto inico da gua? Tal como no caso de outros compostos anfotricos,
verifica-se que a gua, mesmo na ausncia de outra substncia, sofre uma reaco cido-base
(equilbrio de auto-dissociao):
2
A constante deste equilbrio representa-se por Kw e chama-se produto inico da gua
3 (6)
Nesta reaco por cada duas molculas de gua que reagem, forma-se um io e um io
, e desta forma = [H3O+], pelo que, por substituio, se obtm
3 107
costume exprimir a concentrao , ou simplificadamente , numa escala chamada
escada de pH. Define-se pH como
[ ] [ ]++ H = HpH = log1log (7) em que log representa o logaritmo na base 10 e se exprime em . Assim, no
equilbrio de auto-dissociao da gua e na ausncia de qualquer outro cido ou base
10 1 7
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A acidez de uma soluo medida por [H3O+], usualmente na escala de pH. Assim,
10 1 7, soluo neutra
10 1 7, soluo cida
10 1 7, soluo bsica
Exerccio:
As solues A, B ... , F tm as seguintes concentraes de protes em mol l1:
A [H+] = 10 D [H+] = 107
B [H+] = 102 E [H+] = 108
C [H+] = 105 F [H+] = 1010
a) Calcule o pH de cada uma destas solues.
b) Quais das solues so cidas, quais so neutras e quais so bsicas?
Resoluo:
a)ApH = 1 BpH = 2 CpH = 5
DpH = 7 EpH = 8 FpH = 10
b)A,B,Ccidas
Dneutra
E,F bsicas
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Exerccio:
As solues A, B, ... , F tm os seguintes valores de pH:
ApH = 1 DpH = 7
BpH = 3 EpH = 9
CpH = 4 FpH = 12
a) Quais das solues so cidas, quais so neutras e quais so bsicas?
b) Calcule o valor de [OH] em cada uma destas solues.
Resoluo:
a) Solues cidas: A,B,C
Solues neutras D
Solues bsicas E,F
b)A[H+] = 101 [H+].[OH_] = 1014 [OH_] = 1013 mol l1
B[H+] = 103 [H+].[ OH_] = 1014 [OH_] = 1011 mol l1
C[H+] = 104 [H+].[ OH_] = 1014 [OH_] = 1010 mol l1
D[H+] = 107 [H+].[ OH_] = 1014 [OH_] = 107 mol l1
E[H+] = 109 [H+].[ OH_] = 1014 [OH_] = 105 mol l1
F[H+] = 1012 [H+].[ OH_] = 1014 [OH_] = 102 mol l1
Por analogia com a escala de pH, o prefixo p usa-se geralmente para indicar o logaritmo do
inverso de uma grandeza. Assim:
a
a K = pK 1log
e (8)
[ ]OHpOH = 1log
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Aplicando logaritmos equao (6), que define o produto inico da gua:
WKOHOH log]log[]log[ 3 =+ + Ou
14][
1log][
1log3
= + OHOH
Logo
14=+ pOHpH (9)
O valor da constante de acidez pode ser usado para medir a fora de um cido, permitindo
mesmo estabelecer uma escala de foras dos cidos. De uma forma emprica costume dividir os
cidos nas seguintes classes, de acordo com a sua fora:
Ka pKa
1 CIDOS FORTES 0
1 10 CIDOS MODERADAMENTE FORTES 0 2
10 10 CIDOS FRACOS 2 7
10 CIDOS MUITO FRACOS 7
De notar que a definio de constante de acidez apresentada envolve o solvente (nos exemplos
dados a gua) que actua como base. A constante de acidez e, portanto, a fora de um cido
depende da fora bsica do solvente utilizado, ou seja, a escala de acidez no pode ser
independente do solvente.
Assim, por exemplo, os cidos HClO4, HCl e HBr so todos fortes em gua, uma vez que este
solvente possui uma fora bsica elevada, quando comparada com a do anio (base conjugada)
dos cidos considerados, e obriga-os a uma dissociao total. Neste caso, a gua est a actuar
como solvente nivelador.
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O mesmo j no acontece quando usamos como solvente o cido actico:
cido actico, comportando-se com base
O cido actico possui uma fora bsica inferior da gua, de tal forma que se obtm uma
gradao de fora para os trs cidos considerados:
Em relao a estes cidos, o cido actico comporta-se como solvente diferenciante.
Se se utilizar um solvente com fora bsica superior da gua (por exemplo, amonaco lquido),
podemos mesmo obrigar a que os cidos que se comportam como fracos em meio aquoso se
comportem como fortes naquele solvente.
costume dividir os cidos de Brnsted em trs grupos:
I) Hidrcidos, ex.: , , , , ;
II) Oxocidos, ex.: , , , ;
III) Caties hidratados, ex.: [Al(H2O)x]3+, [Fe(H2O)x]3+, etc.
Na tabela 1 apresentam-se os valores de pKa de alguns hidrcidos.
Tabela 1 - Valores de pKa de alguns hidrcidos
cido pKa cido pKa cido pKa cido pKa
CH4 52 NH3 35 H2O 14 HF 3,14
PH3 27 H2S 7,04 HCl 7
H2Se 3,77 HBr 9
H2Te 2,64 HI 10
No esquecer que aa
a KKpK log1log == e que, por exemplo, a pKa=52 corresponde Ka= 10-52.
-
AdaLisb
ptado de Albboa, Universid
Da tabela
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Figura 1 A
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soluo normal de um cido, ou de uma base, a que contm um equivalente-grama do cido,
ou da base, por litro de soluo. Define-se um equivalente-grama de um cido como sendo a
molcula-grama desse cido, a dividir pelo nmero de protes que a sua molcula pode
fornecer. Define-se um equivalente-grama de uma base como sendo a molcula-grama dessa
base a dividir pelo nmero de protes que a molcula dessa base pode aceitar.
A constante de acidez do cido clordrico 10 e a do cido actico 10. As
consideraes feitas at aqui permitem afirmar que a soluo do cido clordrico muito mais
cida do que a soluo do cido actico, ou seja, muito maior no primeiro caso do que
no segundo.
Se assumirmos que a concentrao dos cidos , por exemplo, 0,1 M ento:
Soluo de HCl, 0,1 1 (assumpo de que um cido
forte se dissocia completamente)
Sol. de CH3COOH, 10 3 (assumpo de que um cido
fraco se dissocia muito pouco)
Suponhamos agora que, a cada uma das solues anteriores se adiciona, gota a gota, uma
soluo de uma base de concentrao conhecida; por exemplo, proveniente da dissoluo
de NaOH em gua.
A reaco que se d quando adicionamos a base 2 e designada
por reaco de neutralizao.
Consideremos o exemplo em que ambas as solues so 0,1 M, e o seu volume 25 ml:
-
AdaLisb
ptado de Albboa, Universid
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-
Adaptado de Alberto ROMO DIAS e M. Matilde MARQUES, Qumica - Princpios de Estrutura e Reactividade, Lisboa, Universidade Aberta, 1996
15
Para o cido clordrico :
10
O valor de Ka mostra que o equilbrio est muito deslocado para a direita, ou seja, que
praticamente todo o cido est dissociado. Podemos assim escrever:
Se a concentrao inicial de HCl era 0,1 M, ento ser 0,1 1.
Para o cido actico ser:
10
No incio 0,1 0 0
No equilbrio 0,1
310][102
102102
10410102
10)1(41010
01010
10][][][
10
33
3
356105
6105
256
2
3
335
===
=+=
=
=
+
+
pHOHx
x
x
xx - x,
x = COOHCH
OHCOOCH = = K -a
Quando adicionamos a base, o que se passa o seguinte: no caso do HCl, j temos todo o cido
dissociado e, portanto, todo o H+ j est em soluo pronto para reagir com OH-; no caso do
cido actico, o OH- adicionado vai reagindo com o H+ em soluo (diminuindo, pois, a
concentrao deste), o que obriga o equilbrio a
deslocar-se para a direita at que todo o cido se ionize.
De uma maneira geral, pode-se dizer que uma titulao est completa, ou seja, que se atingiu o
ponto de equivalncia, quando se adiciona um nmero de equivalentes-grama de base igual
ao nmero de equivalentes-grama de cido que existem na soluo a titular (ou vice-versa).
-
Adaptado de Alberto ROMO DIAS e M. Matilde MARQUES, Qumica - Princpios de Estrutura e Reactividade, Lisboa, Universidade Aberta, 1996
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O nmero de equivalentes-grama de um cido (ou de uma base) num dado volume de soluo
igual ao produto do factor de normalidade, f (que o nmero de equivalentes-grama por litro
de soluo), pelo volume v da soluo (em litros). O nmero de equivalentes-grama existentes
no volume va da soluo cida ser, pois, fava e o nmero de equivalentes-grama existentes no
volume vb da soluo bsica ser, pois, fbvb; logo, no ponto de equivalncia, ser
(10)
Embora esta expresso seja muito til, o seu uso no deve ser automatizado sem a sua
compreenso bem como do seu significado.
Exerccio:
Qual o nmero de equivalentesgrama existentes em 20 ml de uma soluo 0,1 M de cido actico?
Resoluo:
Como o cido actico monoprtico (s tem um hidrognio cido), a soluo 0,1 M tambm 0,1 N, o que quer dizer que um litro de soluo tem 0,1 equivalentesgrama (fa=0,1).
Em 20 ml ( =0,02 l), h favaequivalentesgramas, ou seja:
fava= 0,1 x 0,02 = 0,002 equivalentesgrama.
Exerccio:
Dissolveramse 40 g de hidrxido de sdio em gua, obtendose 1 l de soluo. Quantos equivalentesgrama de base existem em 20 ml desta soluo?
Resoluo:
40 g de hidrxido de sdio so uma mole. A soluo que fizemos pois 1 M e, neste caso, tambm l N;
Logo fbvb = 1 x 0,02 = 0,02 equivalentesgrama.
Exerccio:
Quantos mililitros de uma soluo 0,5 N de cido clordrico so necessrios para neutralizar 10 ml da soluo de base do problema anterior?
-
Adaptado de Alberto ROMO DIAS e M. Matilde MARQUES, Qumica - Princpios de Estrutura e Reactividade, Lisboa, Universidade Aberta, 1996
17
Resoluo:
Nos 10 ml da soluo de base temos os seguintes equivalentesgrama:
fbvb = l x 0,01 = 0,01 equivalentesgrama.
Precisamos, pois, de 0,01 equivalentesgrama de cido:
fava = 0,01 = 0,5 x va va = 0,02 l = 20 ml
Exerccio:
Quantos mililitros de uma soluo 0,2 N de hidrxido de sdio so necessrios para neutralizar 20 ml de uma soluo 0,1 M de cido sulfrico?
Resoluo:
O cido sulfrico, H2SO4, um cido diprtico; logo, a soluo 0,1 M 0,2 N.
fava = fbvb 0,2 x 0,02 = 0,2 xvb vb=0,02 l = 20 ml
Exerccio:
A 20 ml de uma soluo 10 N de cido clordrico juntouse gua at perfazer 1 litro. Se quisermos titular 25 ml da soluo assim obtida com uma soluo 0,1 N de NaOH, quantos mililitros da soluo de base so necessrios?
Resoluo:
A soluo inicial de HCl era 10 N, ou seja, continha 10 equivalentesgrama por litro. 20 ml (0,02 l) dessa soluo continham, pois, 10 x 0,02 = 0,2 equivalentesgrama; como adicionamos gua at perfazer 1 litro, ficamos com uma soluo em que h 0,2 equivalentesgrama por litro de soluo, ou seja, uma soluo 0,2 N.
fava = 0,2 x 0,025 =0,005
fbvb = 0,1 x vb
vb = 0,005/0,1 = 0,05 l =
= 50 ml
O ponto final, ou ponto de equivalncia, de uma titulao pode ser determinado observando a
variao de pH da soluo a titular: quando se verificar uma variao brusca de pH com uma ou
duas gotas de titulante, atingimos o ponto de equivalncia (cf. fig. 2). Mais correntemente, o
ponto de equivalncia pode ser determinado usando um indicador.
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AdaLisb
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18
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Adaptado de Alberto ROMO DIAS e M. Matilde MARQUES, Qumica - Princpios de Estrutura e Reactividade, Lisboa, Universidade Aberta, 1996
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Suponhamos que estamos a titular um cido forte, HCl, por exemplo, com uma base forte, ,
proveniente de NaOH, por exemplo. A reaco de neutralizao poder ser escrita da seguinte
forma:
A base conjugada, , sendo fraca, no tem tendncia a captar um proto. No ponto de
equivalncia, os ies e que existiro em soluo sero, pois, apenas os resultantes do
equilbrio de auto-dissociao da gua:
2
10 10 7
Nestas condies, o pH no ponto de equivalncia ser o mesmo que o de uma soluo neutra, ou
seja, pH = 7.
Suponhamos agora que estamos a titular um cido fraco, CH3COOH, por exemplo, com uma base
forte
Neste caso, a base conjugada, o io acetato, , j uma base mais forte (quando
comparada com a base conjugada de um cido forte) e tende a captar protes da gua:
Isto quer dizer que, no ponto de equivalncia, haver excesso de ies em relao a e
que, portanto, a soluo ser bsica, pH > 7.
Na titulao de uma base fraca (B-) com um cido forte (AH) teremos
Como a base fraca, o cido conjugado BH ser relativamente forte, pelo que tender a
ceder um proto gua:
No ponto de equivalncia haver um excesso de em relao a , a soluo ser cida, pH < 7.
-
Adaptado de Alberto ROMO DIAS e M. Matilde MARQUES, Qumica - Princpios de Estrutura e Reactividade, Lisboa, Universidade Aberta, 1996
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Na titulao de um cido fraco com uma base fraca, o pH no ponto de equivalncia depender
da fora relativa do cido e da base. possvel deduzir frmulas que do o pH no ponto de
equivalncia em funo das constantes de acidez e de basicidade, para qualquer das situaes
consideradas, mas isso ultrapassa o mbito do nosso curso.
Em resumo, podemos dizer que o pH no ponto de equivalncia ser 7 na titulao de um cido
forte com uma base forte (e vice-versa), mas que, em geral, ser diferente de 7, tendo um valor
que depende da constante de acidez do cido e da constante de basicidade da base.
O que acabamos de dizer torna evidente que a escolha de um indicador, para uma dada
titulao, tem de ser cuidadosa. Em primeiro lugar devemos calcular o pH no ponto de
equivalncia e qual a variao de pH na vizinhana do ponto de equivalncia e, depois, escolher
um indicador cuja zona de viragem esteja includa naquele intervalo de pH. A ttulo de exemplo
apresentamos na tabela 2. alguns dos indicadores mais usados em titulaes cido-base:
Tabela 2. Indicadores cido-base
Indicadores Cor da forma cida
Cor da forma base
Zona de viragem (pH)
Violeta de metilo amarelo violeta 0-2
Azul de bromofenol amarelo azul 3,0-4,6
Alaranjado de metilo vermelho amarelo 3,1-4,4
Verde de bromocresol
amarelo azul 3,8-5,4
Vermelho de metilo vermelho amarelo 4,2-6,2
Prpura de bromocresol
amarelo prpura 5,2-6,8
Azul de bromotimol amarelo azul 6,0-7,6
Prpura de metacresol
amarelo prpura 7,4-9,0
Fenolftalena incolor vermelho 8,0-9,8
-
Adaptado de Alberto ROMO DIAS e M. Matilde MARQUES, Qumica - Princpios de Estrutura e Reactividade, Lisboa, Universidade Aberta, 1996
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Solues tampo so solues em que o pH varia muito pouco, mesmo quando se adiciona uma
pequena quantidade de cido, ou de base, forte. Define-se poder tampo de uma soluo como
a sua capacidade para resistir a variaes de pH, por adio de cido, ou base, forte.
Quantitativamente, ser
= dbdpH
= - dadpH
(11)
em que o poder tampo e db e da representam, respectivamente, o nmero de moles de base forte, ou de cido forte, necessrios para provocar uma variao de pH igual a dpH.
As solues tampo so, em geral, misturas de cido fraco e sua base conjugada, ou misturas de
base fraca e seu cido conjugado. Exemplos destas misturas so: amonaco + cloreto de amnio;
cido carbnico + bicarbonato; cido brico + borato, etc.
A explicao do comportamento tampo simples: consideremos uma mistura de cido fraco,
CH3COOH, por exemplo, e da sua base conjugada, :
A adio de um cido forte desloca o equilbrio para a esquerda (reaco inversa), causando a
formao de mais molculas de CH3COOH, no contribuindo assim para a variao de pH da
soluo; a adio de uma base forte desloca o equilbrio para a direita (reaco directa), dando
origem dissociao de mais molculas do cido, e o pH tambm no se altera
substancialmente. O mesmo se verificaria em misturas de bases fracas com os seus cidos
conjugados. Pode-se demonstrar que o poder tampo de uma soluo mximo quando o cido,
e a sua base conjugada, esto presentes em concentraes iguais.
Exerccio:
Calcule a variao de pH quando a 100 ml de uma soluo 0,2 M em cido actico e 0,2 M em acetato de sdio se adicionam:
a)1 ml de NaOH 0,2 M
b) 1ml de HCl 0,2 M
Ka (CH3COOH) = 105
-
Adaptado de Alberto ROMO DIAS e M. Matilde MARQUES, Qumica - Princpios de Estrutura e Reactividade, Lisboa, Universidade Aberta, 1996
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Resoluo:
[ ][ ]
[ ]K = 10 = CH COO H
CH COOHa-5 3
- +
3
pH da soluo inicial:
Vamos supor que [CH3COO]eq e [CH3COOH]eqso iguais s concentraes iniciais. Sendo assim:
[ ] [ ]10 = H H = 10 pH = 5-5 + + -50 20 2, ,
a)
100 ml da soluo inicial contm:
0,02 moles de CH3COOH e 0,02 moles de
Ao adicionarmos 1 ml de NaOH 0,2 M estamos a adicionar 0,0002 moles de OH, que vo reagir com CH3COOH para dar .
Ficamos ento com:
i) 0,02 0,0002 = 0,0198 moles de CH3COOH em 101 ml de soluo, logo
[ ]CH COOH = 0 0101 = 0,196 M3 ,0198 x 100
ii) 0,02 + 0,0002 = 0,0202 moles de CH3COO em 101 ml de soluo, logo
[ ]CH COO = 0 x 1000101 = 0,2 M3 - ,0202 [ ] [ ][ ]H = 10 x
CH COOH
CH COO = 10 x 0,196
0,2 = 0,98 x 10 pH = 5,009+ -5 3
3-
-5 -5
b)Ao adicionarmos 1 ml de HCl 0,2 M estamos a adicionar 0,0002 moles de H+, que vo reagir com para dar CH3COOH.
Ficamos ento com:
i) 0,02 + 0,0002 = 0,0202 moles de CH3COOH em 101 ml de soluo, logo
[ ]CH COOH = 0,2 M3
-
Adaptado de Alberto ROMO DIAS e M. Matilde MARQUES, Qumica - Princpios de Estrutura e Reactividade, Lisboa, Universidade Aberta, 1996
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ii) 0,02 0,0002 = 0,0198 moles de CH3COO em 101 ml de soluo, logo
[ ]CH COO = 0,0196 M3 - [ ] [ ][ ]H = 10 x
CH COOH
CH COO = 10 x 0,2
0,196 = 1,02 x 10 pH = 4,991+ -5 3
3-
-5 -5 Verificamos, assim, que o
valor de pH variou apenas de 0,009unidades nos dois casos.
Exerccio:
Calcule a variao de pH quando a 100 ml de gua destilada se adicionam:
a)1ml de NaOH 0,2 M;
b)1 ml de HCl 0,2 M.
Resoluo:
a) [ ]HO = 0 x 1000101 = 1,98 x 10 M- -3,0002
pOH = 2,7 pH = 11,3
b) [ ]H = 0 x 1000101 = 1,98 x 10 M; pH = 2,7+ -3,0002 Temos, pois, uma variao de 4,3 unidades de pH em qualquer dos casos, o que muito maior do que a variao calculada no exerccio anterior.
As solues tampo tm uma grande importncia em Qumica Analtica e em todos os casos em
que seja exigido um controlo rigoroso de pH. Um exemplo fundamental dado pelo que se passa
no corpo humano. O pH dos fluidos do corpo humano varia bastante, consoante a sua
localizao; assim, por exemplo, o pH do plasma sanguneo anda volta de 7,4, enquanto que o
pH do suco gstrico anda volta de 1. Porm, para que as vrias enzimas possam funcionar
adequadamente, o pH em cada um destes fluidos deve manter-se dentro de limites apertados, o
que conseguido atravs de solues tampo. Assim, no sangue, os limites de variao de pH
-
Adaptado de Alberto ROMO DIAS e M. Matilde MARQUES, Qumica - Princpios de Estrutura e Reactividade, Lisboa, Universidade Aberta, 1996
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so 7,3 e 7,5, o que possvel pela existncia de trs sistemas tampo, dos quais o mais
importante o sistema cido carbnico/bicarbonato (/). Em condies normais, o
factor principal que tende a alterar o pH do sangue a produo contnua de dixido de carbono
(CO2) e de alguns cidos orgnicos. Quando os cidos entram no sangue so neutralizados pelos
ies bicarbonato, formando-se o cido carbnico:
O excesso de cido carbnico formado decompe-se ento rapidamente por aco de uma
enzima (anidrase carbnica) , e o ritmo respiratrio acelerado e o
dixido de carbono eliminado atravs dos pulmes.
2. CIDOS E BASES DE LEWIS
Lewis definiu cido e base de uma forma mais geral do que a usada por Brnsted e Lowry. Assim,
segundo Lewis:
cido um aceitador de pares electrnicos, isto , toda a substncia contendo um tomo
deficiente em electres.
Base um doador de pares electrnicos, isto , toda a substncia contendo um tomo com
pares electrnicos livres na sua camada de valncia.
Neste conceito, uma reaco cido-base uma reaco em que se forma uma ligao covalente
dativa entre o cido e a base. Sendo o conceito de Lewis mais geral do que o conceito de
Brnsted, isto quer dizer que os cidos e as bases de Brnsted so tambm cidos e bases de
Lewis, embora nem todos os cidos e bases de Lewis sejam cidos e bases de Brnsted.
Assim, por exemplo, BF3 no um cido de Brnsted, pois no tem tomos de hidrognio
ionizveis, mas um cido de Lewis, pois o tomo de boro tem, na camada de valncia, uma
orbital vazia. Os cidos de Brnsted so, por definio, todas as substncias que podem ceder
-
AdaLisb
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