Equilíbrio Químico - Bizus e Macetes - partes 01 e 02

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EQUILÍBRIO
QUÍMICO
Macetes e bizus
Professor
DIEGO SOUZA
EQUILÍBRIO QUÍMICO
Uma abordagem mais sintética, qualitativa e eficiente
Professor
DIEGO SOUZA
REVISÃO INICIAL
Prof Diego Souza
QUÍMICA prof.diegosouza
aA + bB cC + dDx y z w
z w
x y
[C] [D]
[A] [B]
K =
coeficiente
coeficiente
[Produtos]
[Reagentes]
K =
Informações importantes:
Reversibilidade
Não há modificações macroscópica
Vd = Vi
[ ] = constantes
Dinâmico a nível microscópico
Regras para escrever constantes
1. Concentrações em mol.L-1
2. Pressões dos gases em bar
3. Sólidos, líquidos e solventes são omitidos
O que significa a constante de equilíbrio?
2
2 7 2
2 + 2
4
[Cr O ].[H O]
[CrO ].[H ]
K
−
−
=
2 2
2
2
H O C
4
HC O
P .P
P .P
K =
CONSTANTE DO
PRODUTO DE SOLUBILIDADE
Prof Diego Souza
QUÍMICA prof.diegosouza
BaSO4(s) Ba
2+
(aq) + SO4
2-
(aq) Kps = 1,0.10
-10
Qual a concentração de Ba2+ e SO4
2- no equilíbrio?
O que é o efeito do íon comum?
Sabe interpretar o valor de K?
DESLOCAMENTO DO EQUILÍBRIO
Prof Diego Souza
QUÍMICA prof.diegosouza
Princípio de Le Châtelier
Caso seja realizada uma perturbação em um sistema em equilíbrio, alterando concentrações, temperatura ou pressão, o
sistema reagirá se deslocando no sentido de diminuir ou anular essa perturbação.
A + B  C + D
↑ concentração → desloca p/ o lado oposto
↓ concentração → Desloca p/ o mesmo lado
Alteração de concentração Alteração da pressão
N2(g) + 3 H2(g)  2 NH3(g)
↑ pressão → desloca p/ o lado de menor V
↓ pressão → desloca p/ o lado de maior V
Alteração de temperatura
Reação exotérmica:
Reagentes  Produtos + Energia ∆H<0
Reação endotérmica:
Reagentes + Energia  Produtos ∆H>0
↑ temp. → desloca p/ reagentes : desfavorece a reação
↓ temp. → desloca p/ produtos : favorece a reação
↑ temp. → desloca p/ produtos : favorece a reação
↓ temp. → desloca p/ reagentes : desfavorece a reação
VUNESP – 2013 
PERITO CRIMINAL - PCSP
Prof Diego Souza
QUÍMICA prof.diegosouza
IBFC – 2013 
PERITO CRIMINAL - PCRJ
O aumento de pressão do sistema acarretará maior
rendimento em produto do equilíbrio representado
por:
a) CaCO3(s) ⇄ CaO(s) + CO2(g)
b) CO(g) + ½ O2(g) ⇄ CO2(g)
c) C(s) + O2(g) ⇄ CO2(g)
d) N2O4(g) ⇄ N2(g) + 2O2(g)
e) H2O(L) ⇄ H2O(g)
[...]
Marque a alternativa que apresenta o correto
procedimento para dificultar este processo de
corrosão:
a) Retirar óxido férrico.
b) Adicionar hidrogênio gasoso.
c) Adicionar ferro metálico.
d) Alterar a pressão do sistema reacional.
e) Adicionar água.
2 Fe(s) + 3 H2O(g) ⇄ Fe2O3(s) + 3 H2(g)
Deslocamento de equilíbrio
CESPE – PAPILOSCOPISTA - PF - 2012
Prof Diego Souza
QUÍMICA prof.diegosouza
[...]
Com base nas informações do texto, julgue o item a seguir:
A constante de equilíbrio da reação entre o nitrato de prata e o cloreto de sódio, referida no texto, é menor que 1.
Interpretação do valor de K
Produto de solubilidade
CESPE – PAPILOSCOPISTA - PF - 2018
Considere que a reação entre antimônio e sulfeto produza o sal Sb2S3, pouco solúvel e de
cor ocre que, em meio aquoso, dissocia-se parcialmente, de acordo com o equilíbrio
Sb2S3(s)  2Sb
3+(aq) + 3S2- (aq)
Nesse caso, a concentração de sulfeto necessária para iniciar a formação do sólido
Sb2S3 em uma solução aquosa de Sb
3+ de concentração x mol/L deverá ser maior que
________, em que Kps é a constante de equilíbrio da reação precedente.
Prof Diego Souza
QUÍMICA prof.diegosouza
Efeito do íon comum
AOCP – PAPILOSCOPISTA - PCPA - 2021
Considere a mistura de 100 mL de sulfeto de sódio 0,2 mol.L-1 com 100 mL de nitrato de chumbo 0,1 mol.L-1,
resultando na formação do precipitado sulfeto de chumbo. A solubilidade, em mol.L-1, do sulfeto de chumbo na
solução é de (Dado: Kps PbS = 3,0x10
-28)
A) (3,0 . 10-28)1/2
B) 6,0 . 10-26
C) (3,0 . 10-28) 2
D) 6,0 . 10-27
E) 5,0 . 10-2
AUTOPROTÓLISE E ACIDEZ
Prof Diego Souza
QUÍMICA prof.diegosouza
H2O + H2O H3O
+ + OH-
Solventes próticos: solventes que possuem um hidrogênio ionizável na forma de próton (H+).
Protonar: adicionar um próton (H+).
Autoprotólise (autoionização): adicionar um próton (H+) a si mesmo.
CH3COOH + CH3COOH CH3COOH2
+ + CH3COO
-
-14
wK [H ][OH ] 10
+ −= =
Qual a concentração de H+ e OH- em água pura?
Constante de dissociação de ácido fraco (Ka)
HA+ H2O H3O
+ + A- + -
a
[H ][A ]
K
[HA]
=
HA H+ + A-
Por que não falamos de K para ácido e base fortes?
Exemplo de ác. fraco e par conjugado:
HAc + H2O  H3O
+ + Ac-
CH3COOH + H2O  H3O
+ + CH3COO
- Ka = 1,8 . 10-5 Qual o significado do valor de Ka do ác. acético?
Prof Diego Souza
QUÍMICA prof.diegosouza
Concentração para Ácido fraco
CESGRANRIO – SUAPE
Considere uma solução aquosa de ácido acético 0,1 mol/L e o seu equilíbrio iônico representado, de forma simplificada,
por
A uma dada temperatura, a constante de equilíbrio (Ka) é igual a 1 x 10-5. A concentração da espécie química H+ na
solução em equilíbrio é
a) 10-1
b) 10-2
c) 10-3
d) 10-4
e) 10-5
Bizu! Caso:
• 𝑥 seja 100 vezes menor que F; ou
• F/Ka> 100 ou F/Kb> 100;
então você pode considerar: F - 𝑥 ≈ F
BASICIDADE E INTERPRETAÇÕES
Prof Diego Souza
QUÍMICA prof.diegosouza
Continuando com o exemplo do ácido acético (4 experimentos diferentes)...
I – Adicionando 1mol Ác. Acético
II – Adicionando 1 mol acetato de sódio
III – Adicionando 1 mol de Ác. Acético e 1 mol de NaOH
IV – Adicionando 1 mol de Ác. Acético e 0,5 mol de NaOH
Relações importantes
pKw = -logKw
pKa = -logKa
pKb = -logKb
pH + pOH = 14
pKa + pKb = 14Ka . Kb = 10
-14
Kw = [H
+] . [OH-] = 10-14
2
(1 )
a
F
K



=
−
2
aK F= 
Fortes: α > 50% Ex: HCl, H2SO4
Moderado: 5% < α < 50% Ex: HF
Fracos: α < 50% Ex: H2CO3, HCN, HAc
SOLUÇÕES TAMPÃO E ESPÉCIE PRINCIPAL
Prof Diego Souza
QUÍMICA prof.diegosouza
Espécie principal
 Espécie principal 
pH<pKa HA 
pH>pKa A- 
 
Para espécie diprótica:
 Espécie principal 
pH<pKa1 H2A 
pKa1<pH<pKa2 HA- 
pH>pKa2 A2- 
 
Eq. Henderson-Hasselbalch:
-
a
[A ]
pH = pK log
[HA]
+
a +
[B]
pH = pK log
[BH ]
+
-
a
número de mols de A
pH = pK log
número de mols de HA
+
Os tampões são constituídos de:
✓ ácido fraco e sua base conjugada ou sal do ácido; ou
✓ base fraca e seu ácido conjugado ou sal da base.
E, na prática, como são preparados?
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QUÍMICA prof.diegosouza
CESPE - PAPILOSCOPISTA - PF - 2008
Considerando que o EDTA possui 2 grupos amino que podem ser protonados e 4 grupos carboxílicos que podem ser
desprotonados, então ele pode ser considerado um ácido fraco hexaprótico. Representando a forma desprotonada do
EDTA pela letra Y, as várias formas que o EDTA pode assumir em solução aquosa são as seguintes: H6Y
2+, H5Y
+, H4Y,
H3Y
-, H2Y
2-, HY3- e Y4-. Nesse sentido, a partir do texto de referência e sabendo que, para o EDTA, pKa1 = 0,0, pKa2 = 1,5,
pKa3 = 2,0, pKa4 = 2,68, pKa5 = 6,11 e pKa6 = 10,17, julgue o item seguinte:
Em uma solução aquosa de EDTA em pH 7,0, a espécie química mais abundante, entre as citadas, é H2Y
2-.
H6Y
2+ H5Y
+ H4Y H3Y
- H2Y
2- HY3- Y4-
Identificação de espécie principal
Prof Diego Souza
QUÍMICA prof.diegosouza
CESPE - PERITO CRIMINAL - PEFOCE - 2012
Capacidade e faixa tamponantes
Um técnico de laboratório necessita preparar 500 mL de uma solução tampão de pH = 7,2, em que a soma das
concentrações do ácido e de sua base conjugada deva ser 0,100 mol.L-1 . Para isso, o técnico tem à sua disposição as
soluções de ácido fosfórico (H3PO4; pKa1 = 2,12; pKa2 = 7,20; e pKa3 = 12,67) de concentração 0,500 mol.L
-1 e NaOH 1,00
mol.L-1. Considerando essa situação e as informações apresentadas, julgue o item a seguir, com relação a preparo,
aplicação e equilíbrios químicos envolvidos em soluções tampões.
A partir das soluções descritas no texto, é possível o preparo de uma solução tampão que seja adequada para
tamponar um sistema em pH = 11.
Caso a solução tampão mencionada, com pH = 7,2, tenha sido preparada pelo técnico, é correto afirmar que ela possuiuma capacidade tamponante maior para pequenas adições de base do que para pequenas adições de ácido.
Prof Diego Souza
QUÍMICA prof.diegosouza
CESPE - PERITO CRIMINAL - SDS/PE - 2016
O ácido acético é um ácido fraco cuja constante de ionização ácida (Ka), a temperatura T0, é igual a
1,6×10-5. Considerando que as soluções envolvidas apresentem comportamento ideal, assinale a
opção que apresenta, respectivamente, um sal adequado para a preparação de uma solução tampão
com o ácido acético e a faixa de pH em que se encontrará a referida solução tampão, na temperatura
T0, se ela for preparada empregando-se as mesmas concentrações, em quantidade de matéria, do sal
e do ácido.
a) acetato de sódio; entre 4 e 5
b) cloreto de sódio; entre 3 e 4
c) cloreto de sódio; entre 4 e 5
d) acetato de sódio; entre 2 e 3
e) acetato de sódio; entre 3 e 4
pH de solução tampão
Prof. Diego Souza
prof.diegosouza
t.me/profdiegosouza
prof.diegosouza
Dr. em Química e Perito Criminal
Obrigado!
Prof Diego Souza
QUÍMICA prof.diegosouza
Não se esqueçam de praticar este 
conhecimento resolvendo muitas questões. 
Equilíbrio é como estequiometria, só 
aprendemos com a mão na massa.
Professor
DIEGO SOUZA
EQUILÍBRIO QUÍMICO
Uma abordagem mais sintética, qualitativa e eficiente (parte 02)
ÁCIDOS E BASES DIPRÓTICOS
Prof Diego Souza
QUÍMICA prof.diegosouza
H2A+ H2O  H3O
+ + HA- HA-+ H2O  H3O
+ + A2-
+ -
a1
2
[H ][H A ]
K
[H A]
=
+ 2-
a2 -
[H ][A ]
K
[HA ]
=
A2-+ H2O  HA
- + OH-HA-+ H2O  H2A + OH
-
- -
b1 2-
[H A ][OH ]
K
[A ]
=
-
2
b2 -
[H A][OH ]
K
[HA ]
=
Para ácido e base dipróticos, temos:
a1 b2 w
a2 b1 w
K K K
K K K
 =
 =
a1 b2 w
a2 b1 w
pK pK K
pK pK K
 =
 =
Relembrando:
pKw = -logKw
pKa = -logKa
pKb = -logKb
pH + pOH = 14
a1 b3 w
a2 b2 w
a3 b1 w
K K K
K K K
K K K
 =
 =
 =
Para espécies tripróticas:
MATANDO A CHARADA!
Prof Diego Souza
QUÍMICA prof.diegosouza
A tendência de liberar o 1º H+ é maior que p/ liberar o 2º H+;
• Por isso, em geral, Ka1 >> Ka2
• No caso de bases, em geral, Kb1 >> Kb2
www.liceoagb.es, acessado em nov 22
1- O que acontece se adicionarmos H2A (forma ácida) de um ácido diprótico em água?
2- Após atingir o equilíbrio, quais são as espécies presentes?
3- Qual a consideração podemos fazer ao comparar Ka1 e Ka2? Isso nos permite ter
uma noção da quantidade/concentração de cada espécie presente?
+ -
a1
2
[H ][H A ]
K
[H A]
=
+ 2-
a2 -
[H ][A ]
K
[HA ]
=
MATANDO A CHARADA!
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QUÍMICA prof.diegosouza
1- O que acontece se adicionarmos em água o descrito em cada experimento.
2- Após atingir o equilíbrio, quais são as espécies presentes?
3- Qual a consideração podemos fazer ao comparar Ka1 e Ka2? Isso nos permite ter
uma noção da quantidade/concentração de cada espécie presente?
Responda as três perguntas para cada um dos experimentos abaixo:
1º Experimento
• 1 mol de ácido diprótico (H2A)
• 2 mols de KOH
2º Experimento
• 1 mol de ácido diprótico (H2A)
• 0,5 mol de KOH
3º Experimento
• 1 mol de ácido diprótico (H2A)
• 1 mol de KOH
+ -
a1
2
[H ][H A ]
K
[H A]
=
+ 2-
a2 -
[H ][A ]
K
[HA ]
=
CÁLCULOS PARA FORMA INTERMEDIÁRIA
Prof Diego Souza
QUÍMICA prof.diegosouza
Quando for adicionada a fórmula intermediária HA-, uma boa aproximação é:
+
a1 a 2[H ] K .K a1 a2
1
pH (pK + pK )
2

Embora HA- apresente caráter tanto ácido como básico, sua força em receber ou doar H+ é muito pequena.
Portanto:
[HA-] >> [A2-]
[HA-] >> [H2A]
[HA-] ≈ F
Por fim, podemos aplicar [H+] e [HA-] em K1 para encontrar [H2A], e podemos aplicar [H
+] e [HA-] em K2 para
encontrar [A2-].
+ -
a1
2
[H ][H A ]
K
[H A]
=
+ 2-
a2 -
[H ][A ]
K
[HA ]
=
RESUMO DA ÓPERA PARA O PH
Prof Diego Souza
QUÍMICA prof.diegosouza
H2A  H
+ + HA- HA-  H+ + A2-
+ -
a1
2
[H ][H A ]
K
[H A]
=
+ 2-
a2 -
[H ][A ]
K
[HA ]
=
Espécie ácida
aK
F
x x
x

=
−
Região de tamponamento
a
número de mols da Base
pH = pK log
número de mols de Ácido
+
Espécie intermediária
a1 a2
1
pH (pK + pK )
2

Região de tamponamento
a
número de mols da Base
pH = pK log
número de mols de Ácido
+
Espécie básica
bK
F'
x x
x

=
−
Prof Diego Souza
QUÍMICA prof.diegosouza
CESPE - PERITO CRIMINAL - PF - 1997
Espécie diprótica
Considerando a titulação de 50,0 mL de carbonato de sódio 0,1 mol/L com ácido clorídrico padronizado a uma
concentração de 0,1 mol/L e sabendo que Ka1 e Ka2, para o ácido carbônico são, respectivamente, 4.6 x 10
-7 e 4.4 x
10-11, julgue o seguinte item.
O pH será inferior a 9,0 se o volume adicionado de titulante for igual a 50,0 mL.
Prof Diego Souza
QUÍMICA prof.diegosouza
CESPE - PERITO CRIMINAL - PEFOCE - 2012
Espécies polipróticas
Um técnico de laboratório necessita preparar 500 mL de uma solução tampão de pH = 7,2, em que a soma das
concentrações do ácido e de sua base conjugada deva ser 0,100 mol.L-1 . Para isso, o técnico tem à sua disposição as
soluções de ácido fosfórico (H3PO4; pKa1 = 2,12; pKa2 = 7,20; e pKa3 = 12,67) de concentração 0,500 mol.L
-1 e NaOH 1,00
mol.L-1. Considerando essa situação e as informações apresentadas, julgue o item a seguir, com relação a preparo,
aplicação e equilíbrios químicos envolvidos em soluções tampões.
Considere que o tampão tenha sido preparado pelo técnico e utilizado para tamponar uma reação que produziu 2,0 ×
10-2 mol de H+ após 2 horas de reação. Em face dessa situação, é correto concluir que o tampão continua ativo e
trabalhando dentro da sua faixa de uso.
Prof. Diego Souza
prof.diegosouza
t.me/profdiegosouza
prof.diegosouza
Dr. em Química e Perito Criminal
Obrigado!
Prof Diego Souza
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Equilíbrio é como estequiometria, só 
aprendemos com a mão na massa.
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