Documento (15)

Prévia do material em texto

INTRODUÇÃO 
	Neste trabalho irá conter: 
Equilíbrio Iônico e caráter ácido – base; 
Como determinar o pH através das concentrações de íons H+ e OH-; solução-tampão. 
Irá ser descrito e exemplificado cada conteúdo, e também será citado a importância das soluções-tampão para nosso organismo, aplicações biológicas, químicas e tecnológicas. 
 
DESENVOLVIMENTO 
 
Equilíbrio Iônico e caráter ácido – base 
 “Equilíbrio iônico é todo equilíbrio químico que envolve a participação de íons.” A dissociação de íons em determinada substância dificilmente será total. Um ácido é considerado forte, por exemplo, quando ele, em solução aquosa, é capaz de dissociar uma grande quantidade de íons. 
 Ionização do ácido 
Ácido é um composto covalente que ioniza em água e libera H+ em solução, formando íons hidrônio H3O+. 
 
HÁ espaço mais espaço reto H com 2 subscrito reto O com parêntese esquerdo reto l parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço arpão para a direita sobre arpão para a esquerda de reação espaço inversa para reação espaço direta de espaço reto H com 3 subscrito reto O com parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito com mais sobrescrito espaço mais espaço reto A com parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito com menos sobrescrito 
 
O deslocamento do equilíbrio está relacionado com a força do ácido: quanto mais forte o ácido, o equilíbrio será deslocado para direita, no sentido de formação das espécies iônicas. 
Dissociação da base 
Base é um composto iônico que se dissocia em água e libera íons OH-. 
 
COH espaço mais espaço reto H com 2 subscrito reto O com parêntese esquerdo reto l parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço arpão para a direita sobre arpão para a esquerda de reação espaço inversa para reação espaço direta de espaço OH com parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito com menos sobrescrito espaço mais espaço reto C com parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito com mais sobrescrito 
 
O deslocamento do equilíbrio está relacionado com a força da base: quanto mais forte a base, o equilíbrio será deslocado para direita, no sentido de liberação das hidroxilas em solução. 
 Constante de equilíbrio para ácidos e bases.
A constante de equilíbrio é uma grandeza que caracteriza o equilíbrio, levando em consideração os aspectos cinéticos das reações químicas. 
 
Ela é obtida a partir das concentrações das espécies, conforme a expressão a seguir: 
 
Reto K com reto c subscrito espaço igual a espaço numerador parêntese recto esquerdo produtos parêntese recto direito sobre denominador parêntese recto esquerdo reagentes parêntese recto direito fim da fração 
Um dos primeiros conceitos de ácidos e bases que levavam em conta o caráter estrutural das moléculas foi desenvolvido no final do século 19, por Svante Arrhenius, um químico sueco. Ele propôs que os ácidos eram substâncias cujos produtos de dissociação iônica em água incluiam o íon hidrogênio (H+) e bases as que produzem o íon hidróxido (OH-). 
 Este conceito, embora utilizado até hoje, tem sérias limitações: 
 
1) Só pode ser empregado a soluções aquosas; 
2) O íon H+, de fato, sequer existe em solução aquosa; 
3) Não pode ser aplicado para outros solventes. 
4) Segundo este conceito, somente são bases substâncias que possuem OH- em sua composição. 
Qualquer substância com um valor de pH entre 0 até 7 é considerada ácida, enquanto um valor de pH de 7 a 14 é uma base. Quanto mais inferior à 7,0 o ácido for, mais forte ele é. Nas bases, quanto mais alto o valor do pH, mais forte ela será 
 
Como determinar o pH através das concentrações de íons H+ e OH- 
 
A constante de ionização da água (Kw), o potencial hidrogeniônico (pH) e o potencial hidroxiliônico (pOH) são medidas importantes para cálculos que envolvem equilíbrio químico em soluções ácidas e básicas, bem como na determinação da concentração dos íons H+ e OH- das soluções em questão. 
 
O que é Kw? 
O produto iônico da água, ou Kw (esse w significa water — água, em Inglês), é a constante usada para representar o equilíbrio gerado pela autoionização da água. Ainda que numa taxa muito pequena, a água ioniza-se produzindo íons H+ e OH-, conforme a equação química a seguir: 
 
Equilíbrio iônico da água. 
Equilíbrio iônico da água.
Analisando a equação, percebemos que quando ocorre a ionização de uma molécula de água pura são gerados um íon H+ e um íon OH-, ou seja, a concentração desses íons será sempre a mesma. Mesmo quando ocorre um aumento na temperatura, que provoca um aumento na taxa de ionização, as concentrações permanecem iguais. 
Com base em medidas experimentais, calculou-se a concentração dos íons H+ e OH- (resultantes da autoionização da água) a 25°C e chegou-se ao valor de 1. 10-7 mol/L. Isto é, de um total de 1 bilhão de moléculas de água, apenas duas sofrem ionização. Isso mostra que a água pura possui um baixo grau de ionização e explica a baixíssima condutividade elétrica da água pura. 
 
Considerando o que foi mostrado anteriormente, podemos escrever a expressão da constante de equilíbrio da água: 
 
Usando os valores das concentrações dos íons H+ e OH- a 25°C, podemos calcular o valor de Kw: 
 
Como dito anteriormente, esse valor de Kw sofre alteração com o aumento da temperatura, conforme a tabela a seguir: 
 
 
A sigla pH significa potencial hidrogeniônico e foi criada pelo bioquímico dinamarquês Soren Sorensen, em 1909, para facilitar o trabalho com as concentrações hidrogeniônicas [H+], que normalmente são expressas em números decimais. Para saber mais sobre esse tema, leia nosso texto: O que é pH? 
 
Esse tipo de notação indica o teor de íons H+ presentes na solução e é definido pela expressão matemática: 
 
De maneira semelhante, podemos definir o pOH ou potencial hidroxiliônico, que nos diz o teor de íons OH- presentes na solução. Sua expressão matemática é: 
 
Em uma solução aquosa sempre haverá íons H+ e OH- (devido à ionização sofrida pela água) que serão utilizados para caracterizar uma solução em ácida ou básica. Quanto mais íons H+ houver na solução, mais ácida ela será. Consequentemente, a presença de íons OH- na solução fará com que ela se torne mais básica. Caso haja um equilíbrio na quantidade desses íons, a solução será classificada como neutra. 
 
Escala de pH 
A escala de pH é apresentada com valores que variam de 0 a 14 (valores medidos a 25°C). Veja a escala de pH na imagem abaixo: 
 
Quanto menor o pH da solução, maior é a sua acidez, e quanto mais próximo do final da escala, ou seja, mais próximo de 14, maior será seu caráter básico. Por exemplo, um suco de limão possui pH igual a 2, já os alvejantes possuem pH igual a 12. 
 
Como calcular pH e pOH 
Conhecendo a concentração dos íons, podemos calcular os valores de pH e pOH das soluções, e, sabendo os valores dos potenciais, calculamos a concentração dos íons nas soluções. Para tanto, utiliza-se as seguintes expressões: 
 
Exemplo 1 
Se queremos saber o pH de uma solução com [H+] = 0,001 mol/L, basta usarmos a fórmula anteriormente apresentada: 
 
Exemplo 2 
Agora, para saber qual a concentração de OH- de uma solução com pOH = 5, basta substituir o valor na seguinte fórmula: 
 
Se aplicarmos a mesma escala dos potenciais para o equilíbrio iônico da água, teremos: 
 
Como dito, a 25°C, Kw = 10-14. Portanto: 
 
Com isso, podemos calcular o pOH de uma solução com base no seu pH. Se temos uma solução com pH igual a 3, então seu pOH será