Equilíbrio parte2

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  • EQUILBRIO QUMICO

    SQM 0405 Qumica Geral e Experimental: Terica e Prtica

    Engenharia Eltrica e Engenharia de Computao

    quimicageralemais.blogspot.com.br

  • Principais tpicos

    Noes de equilbrio qumico

    Constante de equilbrio

    Equilbrio inico em soluo aquosa

    Equilbrio cido-base

    Soluo tampo

  • Relembrando

    =

    aA + bB cC + dD

  • Equilbrio inico em soluo aquosa

    Sais pouco solveis Solubilidade na presena do on comum Predio da Precipitao Precipitao Seletiva

  • Sais pouco solveis

    AgCl (s) Ag+ (aq) + Cl- (aq)

    = +

    [()] =

    +

    PRODUTO DE SOLUBILIDADE

  • Sais pouco solveis

    AgCl (s) Ag+ (aq) + Cl- (aq)

    + = = 1,8 1010

    Qual a solubilidade do AgCl em

    gua?

    + = [+]2 = 1,8 1010

    [+] = 1,3 105

    = 1,3 105

  • Sais pouco solveis

    CaF2 (s) Ca2+ (aq) + 2F- (aq)

    = 3,9 1011

    2 = ? ? ?

  • Solubilidade na presena de on comum

    Qual a solubilidade do AgCl em uma soluo , de AgNO3?

    = +

    + = + 3

    + +

    1,0 102

    < 1,3 105

  • Solubilidade na presena de on comum

    + = + 3

    + +

    1,0 102

    < 1,3 105

    + 1,0 102

    =

    +

    1,8 1010

    1,0 102= 1,8 108

  • Solubilidade na presena de on comum

    = 1,8 108

    AgCl (s) Ag+ (aq) + Cl- (aq)

    A solubilidade do AgCl em uma soluo 1,0 x 10-2 M de AgNO3 1,8 x 10

    -8 M!!!

  • Solubilidade na presena de on comum

    Qual a solubilidade do CaF2 em uma soluo , de Ca(NO3)2?

  • Predio da Precipitao

    Ocorrer precipitao quando:

    Haver formao de precipitado de PbI2 quando volumes iguais de solues 0,2 M de nitrato de chumbo (II) e iodeto de potssio so misturadas?

    Pb(NO3)2 (aq) + 2KI (aq) 2KNO3 (aq) + PbI2 (s)

    Pb2+ (aq) + 2I- (aq) PbI2 (s)

    PbI2 (s) Pb2+ (aq) + 2I- (aq) =

    2+ 2 = 1,4 108

  • Predio da Precipitao

    PbI2 (s) Pb2+ (aq) + 2I- (aq) =

    2+ 2 = 1,4 108

    Volumes iguais de solues 0,2 M de nitrato de chumbo (II) e iodeto de potssio so misturadas.

    O volume final ser duas vezes maior, logo as novas molaridades sero: 0,1 M em Pb2+ (aq) e 0,1 M em I- (aq):

    = 2+ 2 = 0,1 (0,1)2= 1 103

    > Haver precipitao!

  • Predio da Precipitao

    < Sal dissolve = Equilbrio > Sal precipita

  • Precipitao Seletiva

    Uma amostra de gua de mar contm, entre outros solutos, as seguintes concentraes de ctions solveis: 0,050 M de Mg2+ (aq) e 0,010 M de Ca2+ (aq) . Determine a ordem com que cada on precipita com a adio progressiva de NaOH slido. D a concentrao de OH- quando a precipitao de cada um deles comear e suponha que no h mudana de volume com a adio de NaOH.

    Ca(OH)2 Mg(OH)2

  • Precipitao Seletiva

    Ca(OH)2 Ca(OH)2 (s) Ca

    2+ (aq) + 2OH- (aq)

    = 2+ 2

    5,5 106 = 0,01 ( 2)

    = 0,023

  • Precipitao Seletiva

    Mg(OH)2 Mg(OH)2 (s) Mg

    2+ (aq) + 2OH- (aq)

    = 2+ 2

    1,1 1011 = 0,05 ( 2)

    = 1,5 105

  • Precipitao Seletiva

    Mg(OH)2 = 1,5 105

    Ca(OH)2 = 0,023

    Portanto, os hidrxidos precipitam na ordem Mg(OH)2, em 1,5 x 10-5 M OH-(aq) e Ca(OH)2, em 0,023 M OH

    -(aq).

  • Equilbrio cido-base

    cidos e bases Conceitos Equilbrio cido-base Ka, Kb e Kw pH e pOH

  • cidos e bases: conceitos

    cidos e Bases de Arrhenius

    CIDO SE DISSOCIA LIBERANDO H+

    BASE SE DISSOCIA LIBERANDO OH-

    HCl (g) + NH3 (l) NH4+ + Cl-

    BASE???? OH-????????

  • cidos e bases: conceitos

    cidos e Bases de Brnsted-Lowry

    CIDO DOADOR DE PRTONS BASE ACEITADOR DE PRTONS

    HCl (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + Cl- (aq)

    O prton transferido do cido para a base!

    H+ no existe isoladamente em gua!

  • cidos e bases: conceitos

    cidos e Bases de Brnsted-Lowry

    HCl (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + Cl- (aq)

    HCN (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + CN- (aq)

    CIDO FORTE completamente desprotonado em soluo

    CIDO FRACO parcialmente desprotonado em soluo

    A fora do cido depende do solvente!

  • cidos e bases: conceitos

    cidos e Bases de Brnsted-Lowry

    O2- (aq) + H2O (l) 2 OH

    - (aq)

    NH3 (aq) + H2O (l) NH4+ (aq) + OH- (aq)

    BASE FORTE completamente protonada em soluo

    BASE FRACA parcialmente protonado em soluo

    A fora da base depende do solvente!

  • cidos e bases: conceitos

    cidos e Bases de Brnsted-Lowry

    HCN (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + CN- (aq)

    Base conjugada do cido HCN

    Base conjugada espcie produzida quando um cido doa um prton

  • cidos e bases: conceitos

    cidos e Bases de Brnsted-Lowry

    HCN (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + CN- (aq)

    cido conjugado da base CN-

    cido conjugado espcie produzida quando uma base aceita um prton

  • cidos e bases: conceitos

    cidos e Bases de Brnsted-Lowry

    CO32- (aq) + H2O (l) HCO3

    - (aq) + OH- (aq)

  • cidos e bases: conceitos

    cidos e Bases de Lewis

    CIDO ACEITADOR DE PAR DE ELTRONS BASE DOADOR DE PAR DE ELTRONS

  • cidos e bases: conceitos

    cidos e Bases de Lewis

    As bases de Lewis so tambm bases de Brnsted. Mas os cidos de Lewis no so necessariamente cidos de Brnsted, pois

    um cido de Lewis no precisa ter um tomo de hidrognio.

  • Fora dos cidos e bases

    CONSTANTE DE DISSOCIAO DOS CIDOS - Ka

    HA + H2O H3O+ + A-

    = 3

    +

  • Fora dos cidos e bases

    CONSTANTE DE DISSOCIAO DOS CIDOS - Ka

  • Fora dos cidos e bases

    CONSTANTE DE EQUILBRIO DA BASE - Kb

    B + H2O HB+ + OH-

    = +

  • A Escala de pH

    pH = -log [H3O+] pOH = -log [OH-]

    Para a gua pura, a molaridade dos ons H3O+

    , , em 25C. Seu pH ser:

    pH = -log [H3O+] = -log (1,0 x 10-7) = 7,0

    O pH da gua pura 7 O pH de uma soluo cida menor do que 7 O pH de uma soluo bsica maior do que 7

  • A auto-ionizao da gua

    2 H2O H3O+ + OH-

    = 3+

    CONSTANTE DO PRODUTO INICO DA GUA- Kw

    Kw = 1,00 x 10-14, a 25C

    pKw = -log Kw = -log (1,00 x 10-14) = 14,00

  • A auto-ionizao da gua

    2 H2O H3O+ + OH-

    CONSTANTE DO PRODUTO INICO DA GUA- Kw

    Soluo neutra a 25C: [H3O

    +] = [OH-] = 1,00 x 10-7 M

    pH = pOH = 7,00

    pH + pOH = pKw = 14,00

  • Relao entre Ka e Kb

    = 3

    +

    + HB+ + H2O H3O

    + + B

    = +

    =3

    +

    ++

    = 3

    + =

    B + H2O HB+ + OH-

    =

  • Relao entre Ka e Kb

    NH3 + H2O OH

    - + NH4+ =

    4+

    3

    =

    = 1,00 1014

    5,7 1010= 1,8 105

    =

    O NH3 a base conjugada do NH4 +

    Ka do NH4 + = 5,7 x 10-10

  • Exemplos

    SOLUES DE CIDOS FRACOS

    1) Calcular o pH e a percentagem de desprotonao de 0,10 M CH3COOH (aq) sabendo que a constante Ka do cido actico 1,8 x 10-5.

    CH3COOH (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + CH3CO2

    - (aq)

  • Exemplos

    SOLUES DE BASES FRACAS

    2) Calcular o pH e a percentagem de protonao de uma soluo 0,20 M de metilamina, CH3NH2, em gua. A constante Kb da CH3NH2 3,6 x 10

    -4.

    CH3NH2 (aq) + H2O (l) CH3NH3+ (aq) + OH- (aq)

  • Soluo Tampo

    Soluo Tampo Conceitos Tampo cido Tampo bsico

    Indicadores

  • Soluo Tampo

    TAMPO CIDO cido fraco + base conjugada na forma de sal

    TAMPO BSICO

    Base fraca + cido conjugado na forma de sal

    Estabiliza o pH de solues em gua!!!

    Plasma sanguneo pH = 7,4 gua do mar pH = 8,4 Detergentes ...

  • Tampo cido

    CH3COOH (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + CH3CO2

    - (aq)

    cido fraco + base conjugada na forma de sal Estabiliza solues com pH < 7

    Adicionando cido forte a uma soluo com concentraes aproximadamente iguais de CH3COOH e CH3CO2

    - : Os ons H3O

    + adicionados transferem prtons para os ons CH3CO2

    - para produzir CH3COOH e H2O. O pH se mantm quase inalterado pois os ons hidrnio adicionados so removidos pelos ons acetato.

  • Tampo bsico

    NH3 (aq) + H2O (l) NH4+ (aq) + OH- (aq)

    Base fraca + cido conjugado na forma de sal Estabiliza solues com pH > 7

    Adicionando base forte a uma soluo com concentraes aproximadamente iguais de NH3 e NH4

    +: Os ons OH- removem prtons dos ons NH4

    + para produzir NH3 e H2O. O pH se mantm quase inalterado pois os ons hidroxila adicionados so removidos pelos ons amnio.

  • Clculo do pH de uma soluo tampo

    Calcule o pH de uma soluo tampo 0,040 M NaCH3CO2 (aq) e 0,080 M CH3COOH (aq) em 25C.

    CH3COOH (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + CH3CO2

    - (aq)

    = 3

    + 32

    3= 1,8 105

    3+ =

    3

    32 = 1,8 10

    5 0,080

    0,040= 3,6 105

    = , = ,

  • Equao de Henderson-Hasselbalch

    = + [][]

  • Exemplos

    SOLUO TAMPO

    3) Suponha que dissolvemos 1,2 g de hidrxido de sdio (0,030 mol NaOH) em 500 mL da soluo tampo descrita anteriormente. Calcule o pH da soluo resultante e a mudana de pH. Considere que o volume da soluo no se alterou.

    CH3COOH (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + CH3CO2

    - (aq)