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SOLUÇÕES AQUOSAS E EQUILÍBRIOS QUÍMICOS QUIM.ANALITICA A maior parte das técnicas analíticas requer o estado de equilíbrio químico (EQ), por isso precisamos ter uma abordagem completa dos cálculos de EQ para posterior entendimento das análises químicas. COMPOSIÇÃO QUIMICA DAS SOLUÇÕES AQUOSAS Água – Eletrólitos Forma de identificar eletrólito se é forte ou não → Os ácidos são mais tranquilos para dissociar → Ácido e água são miscíveis → Os sais e bases tem uma tabela de solubilidade a temperatura ambiente → Todo cloreto de sódio é solúvel em agua. 400g por L → Eletrólito forte não precisa pensar em tabela de solubilidade → Hidróxido Potássio e Lítio (1A, 2A) mais fortes → Prata, mercúrio e chumbo não são solúveis CONCEITO ÁCIDO-BASE Bronsted-Lowry Ácidos e bases conjugados Ácidos doam prótons (H³O+) Bases recebem prótons (H³O+) OBS: Não existe H+ em solução, e sim próton (H³O) que é o H+ associado a uma molécula de água → Hidrogênio ionizado se solta da estrutura se torna H+ (Próton), não se encontra isolado em solução → Próton se liga a uma molécula de água (H³O+) → Quando mistura amônia e água tem a reação química. Deslocado para D é formação de produto Para E formação dos reagentes D com grande formação de equilíbrio é alta Mais para a E formação de reagentes → Ácido nitroso é fraco Água + ácido nitroso, pH baixo, nitroso doa próton p/ água = formação de íon nitrito Nitrito de sódio + água = libera o sódio e nitrito, recebe próton da água. Em consequente, se forma o íon hidróxido → hidrolise salina Depende do meio o H²PO³- pode receber ou doar próton OBS: água é um solvente anfiprótico. AUTOPROTÓLISE Os solventes anfipróticos sofrem autoionização ou autropotolise para formar um par de espécies iônicas e esse também é um tipo de comportamento ácido-base. Constante de equilíbrio pequenas EQUILIBRIO QUIMICO → Equilíbrio químico é algo dinâmico Essa reação está em equilíbrio Linha verde= produto Sai dos 0 é os produtos Azul = reagente Deslocamento = capacidade de formação de produtos ou não Estamos trabalhando com equilíbrio Equilíbrio não é tempo, as vezes não tem viabilidade por conta do tempo. Sai dos 0 é os produtos Em termos industrial, quanto maior o rendimento melhor. Em laboratório também. Entretanto, trabalharemos com constante de rendimento baixo. Velocidade da reação direta = reação dos reagentes em produto/ reação de ida Reação inversa = reação de volta OBS: K elevada não é sinônimo de reação viável, pois não dá indicação de tempo (cinética) ESTADO DE EQUILIBRIO QUIMICO → Íon tri-iodeto é laranja É possível mexer no equilíbrio através de algumas modificações - adição e remoção de produtos Adição de ácidos e base também mexe no equilíbrio → Pressão → Temperatura É necessário saber se é endotérmico (calor para dentro) ou exotérmico (calor para fora – libera calor) Endotérmico – melhor em ambientes quentes → Para saber para qual lado vai, seria necessário saber o valor do delta H EXPRESSÕES DAS CONSTANTES DE EQUILIBRIO É necessário estar com a equação perfeitamente equilibrada Concentrações perfeitas das espécies, não pode usar outro tipo de concentração. Concentrações molares. % → tem que modificar para mol Mol/L CONSTANTE DO PRODUTO IÔNICO DA ÁGUA As soluções aquosas contem pequenas concentrações de íons hidrônio (H³O+) e hidróxido (OH-) em solução como consequência da sua autoionização. → Quando a água está pura é sempre igual. → Hidrônio e Hidróxido são iguais nesse caso. Em água pura o hidrônio ou hidróxido é 1,00x10-7 (?) → 25C da água o pKw da água é 14.00 Quando sobe o pKw o pOH abaixa E quando o pOH sobe o pKw abaixa Ácido – associação Base-dissociação 1x10-8 Se disser que é aproximadamente 7 não está errado. APLICAÇÃO DAS CONSTANTES DE DISSOCIAÇÃO ÁCIDO-BASE Ácidos e bases fracas são dois equilíbrios fracos juntos. Deve ser em concentrações altas. Se é fraco, a concentração deve ser alta. A ida é uma expressão de Ka E a volta - Kb Estão diretamente correlacionados CONSTANTES DE DISSOCIAÇÃO PARA PARES ÁCIDO-BASE CONJUGADOS CONCENTRAÇÃO IONICA EM SOLUÇÕES DE ÁCIDOS FRACOS CONCENTRAÇÃO DE ÍONS HIDROXIDO EM SOLUÇÕES DE BASES FRACAS HIDROLISE SALINA → Acetato com água rouba o próton da água → quanto mais alto a concentração da solução, melhor
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