Acido-Base_aula_2_[1]

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Segunda Aula
Equilíbrio Ácido-Base
2009/10 Química para as Engenharias
2
Dissociação de Eletrólitos Fracos
Eletrólitos Fracos incluem os ácidos e bases fracas que não se 
dissociam completamente em água.
Consideremos como exemplo a dissociação do ácido acético e amônia 
em água: 

HC2H3O2 H2OH3O
 C2H3O2

  
  OHOHHC
OHCOH
K
2232
2323


, portanto
    
 232
2323
2.
OHHC
OHCOH
KOHK a


  
 232
2323
OHHC
OHCOH
Ka


Reação geral:
  AHHA   
 HA
AH
Ka


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Dissociação de Eletrólitos Fracos
Então para:
  
 3
4
NH
OHNH
Kb


Reação geral:
  OHBHOHB 2   
 B
OHBH
Kb


  OHNHOHNH 423
Os valores de K
a
e K
b
são pequenos, variando de 10
-2
a 10
-10
.
Notação logarítmica:
bb
aa
KpK
KpK
log
log


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Dissociação de Eletrólitos Fracos
Relação entre K
a
e K
b
  
 3
4
NH
OHNH
Kb


  
 
  
  
















3
4
4
3
NH
OHNH
NH
HNH
KK ba
)()()( 34 aqHaqNHaqNH
 
)()()()( 423 aqOHaqNHlOHaqNH
 
  
 


4
3
NH
HNH
Ka
wbawba KKKKKK 
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Dissociação de Eletrólitos Fracos
Exercício 5: Preparou-se uma solução de 0,10 mol/L de ácido fórmico 
(HCHO
2
) e mediu seu pH usando um medidor de pH. Constatou-se que 
o pH a 25ºC foi 2,38. Calcule K
a
para o ácido fórmico. Qual a 
porcentagem de ácido ionizada nessa solução de 0,10 mol/L?
Exercício 6: Qual o pH de uma solução que contém HCl 0,10 M e 
HC
2
H
3
O
2
? Para o ácido acético, K
a
= 1,8 x 10
-5
.
Dica: simplificar concentrações de próton e ácido.
Resposta: pH=1,00
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Dissociação de Ácidos Polipróticos
Os ácidos que contém mais de um átomo de hidrogênio que podem ser 
perdidos na dissociação são conhecidos como ácidos polipróticos. Ex: 
H
2
SO
4
, H
2
S e H
3
PO
4

H2SO4 H
 HSO4


Ka1 
H  HSO4 
H2SO4 

HSO4
 H  SO4
2

Ka2 
H   SO42 
HSO4
 
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Dissociação de Ácidos Polipróticos

H3PO4 H
 H2PO4


Ka1 
H  H2PO4 
H3PO4 

H2PO4
 H HPO4
2

Ka2 
H  HPO42 
H2PO4
 

HPO4
2 H  PO4
3

Ka3 
H  PO43 
HPO4
2 
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Dissociação de Ácidos Polipróticos
Exercício 7: O sulfeto de hidrogênio, H
2
S, é um gás produzido pela 
decomposição anaeróbica (ação de bactérias em ausência de ar) de 
compostos orgânicos. Seu odor desagradável é responsável pelo terrível 
cheiro de ovos podres. Em água, o H
2
S é um ácido diprótico fraco. Quais 
são as concentrações de equilíbrio de H
+
, HS
-
e H
2
S em uma solução 
aquosa saturada (0,10 M) de H
2
S? 
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Tampões
Qualquer solução que contenha um ácido fraco e uma base fraca tem 
a capacidade de absorver pequenas quantidades de um ácido forte ou 
de uma base forte com uma variação pequena do pH.
Tampões resistem a variações significativas no pH
H
+
de um ácido forte é neutralizado pela base fraca
OH
-
de uma base forte é neutralizado pelo ácido fraco
pH < 7: ácido fraco e sal derivado de um ácido fraco; ex.: ácido acético e 
acetato de sódio.
pH > 7: base fraca e sal derivado de uma base fraca; ex.: amônia e cloreto 
de amônia.

OH Kb .
base 
cátion 

H  Ka .
ácido 
ânion 
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Tampões
Exercício 8: Um tampão foi preparado misturando-se 200 mL de uma 
solução de NH
3
0,60 M e 300 mL de uma solução de NH
4
Cl 0,30 M. (a) 
Qual o pH deste tampão, supondo-se um volume final de 500 mL? (b) 
Qual será o pH, depois que forem adicionados 0,020 mol de H
+
?
Tampão: Será que posso fazer uma solução com ácido forte?
Resposta: Suponhamos que adicionamos 0,20 mol H
+
a 1L de solução de HCl
com pH= 4,74 (HCl 1,8 x 10
-5
M). Como Cl
-
não apresenta qualquer tendência 
para reagir com H
+
, a concentração final de H
+
será 0,20 M (0,20 + 1,8 x 10
-5
= 
0,20 M) ou pH= 0,7. Portanto a variação nesse caso é muito grande, cerca de 
4,04 unidades. Portanto a solução de HCl não tem efeito tamponante.
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Titulação Ácido-Base
Titulação de um ácido forte com uma base forte
Titulação de 25 mL de HCl 0,10 M com solução de NaOH 0,10 M
Volume 
de HCl
Volume 
de 
NaOH
Volume 
Total
Moles de 
H+
Moles de 
OH-
Concentração do 
Íon em excesso 
(M)
pH
25,00 0,00 25,00 2,5 x 10
-3
0
0,10 (H
+
) 1,00
25,00 10,00 35,00 2,5 x 10
-3
1,0 x 10
-3
4,3 x 10
-2 
(H
+
) 1,37
25,00 24,99 49,99 2,5 x 10
-3
2,499 x 10
-3
2,0 x 10
-5 
(H
+
) 4,70
25,00 25,00 50,00 2,5 x 10
-3
2,5 x 10
-3
0 7,00
25,00 25,01 50,01 2,5 x 10
-3
2,501 x 10
-3
2,0 x 10
-5 
(OH
-
) 9,30
25,00 26,00 51,00 2,5 x 10
-3
2,60 x 10
-3
2,0 x 10
-3 
(OH
-
) 11,30
25,00 50,00 75,00 2,5 x 10
-3
5,0 x 10
-3
3,3 x 10
-2 
(OH
-
) 12,52
 HmolL
L
mol
nHCl 105,2025,0
1
 10,0 3
 OHmolL
L
mol
nNaOH 100,1010,0
1
 10,0 3
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Titulação Ácido-Base
Titulação de um ácido forte com uma base forte
Titulação de 25 mL de HCl 0,10 M com solução de NaOH 0,10 M
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Titulação Ácido-Base
Titulação usando um ácido fraco e uma base forte
Titulação de 25 mL de HC
2
H
3
O
2
0,10 M com solução de NaOH 0,10 M
Volume 
de base 
adicion
ada 
(mL)
Conc. Da 
espécie em 
excesso (M)
pH
0,00 1,3 x 10
-3
(H
+
) 2,89
10,00 2,5 x 10
-5
(H
+
) 4,57
24,99 7,2 x 10
-9
(H
+
) 8,14
25,00 5,3 x 10
-6
(OH
-
) 8,72
25,01 2,0 x 10
-5
(OH
-
) 9,30
26,00 2,0 x 10
-3
(OH
-
) 11,30
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Titulação Ácido-Base
Titulação de uma base fraca com ácido forte
Titulação de 25 mL de NH
3
0,10 M com solução de HCl 0,10 M
•No início da adição do ácido, a 
solução contém a base fraca que ainda 
não reagiu e se sal: tampão;
•No ponto de equivalência, a solução 
contém sal da base fraca e o pH da 
solução é controlado pelo excesso de 
H
+
;
•O pH no ponto de equivalência é 
menor que 7, considerando a hidrólise 
do NH
4
Cl. 
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Indicadores Ácido-Base
•Detectam o ponto de equivalência de uma titulação ácido-base.
•São geralmente ácidos ou bases orgânicas fracas que modificam a cor, 
quando passam de um ácido para um meio básico, ou vice-versa.

HInH  In
ácido base
Mudança de cor
•A escolha do indicador para uma titulação em particular depende do 
pH que se espera venha ocorrer o ponto de equivalência 
Os 
indicadores 
são menos 
precisos que 
os medidores 
de pH
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Indicadores Ácido-Base
Indicador Mudança de cor
Faixa de pH na qual 
ocorre a mudança 
de cor
Azul
de timol Vermelho para amarelo 1,2 – 2,8
Azul de bromofenol Amarelo para azul 3,0 – 4,6
Vermelho-congo Azul para vermelho 3,0 – 5,0
Metilorange Vermelho para amarelo 3,2 – 4,4
Verde de bromocresol Amarelo para azul 3,8 – 5,4
Vermelho de metila Vermelho para amarelo 4,8 – 6,0
Roxo de bromocresol Amarelo para roxo 5,2 – 6,8
Azul de bromotimol Amarelo para azul 6,0 – 7,6
Vermelho de cresol Amarelo para vermelho 7,0 – 8,8
Azul de timol Amarelo para azul 8,0 – 9,6
Fenolftaleína Incolor para rosa 8,2 – 10,0
Amarelo de alizarina Amarelo para vermelho 10,1 – 12,0