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Equilíbrio ácido-base Aula 4 1 QUI 208 – Química Analítica F Aula 4 2 Harris, D. C. Análise Química Quantitativa. 8ª ed. RJ: LTC. • Equilíbrio ácido-base: - pH de ácidos e bases fracos Ácidos e Bases Fracos 3 Ácido Fraco: HA + H2O ⇌ H3O + + A- Base Fraca: B + H2O ⇌ BH + + OH- 𝐾𝑎 = 𝐻3𝑂 + [𝐴−] [𝐻𝐴] < 1 𝐾𝑏 = 𝐵𝐻+ [𝑂𝐻−] [𝐵] < 1 Relação entre Ka e Kb para um par conjugado 4 - Imagine um par conjugado HA/A-: HA + H2O = H3O + + A- - e a reação inversa da base conjugada: A- + H2O = HA + OH - - Relação entre Ka e Kb: 𝐾𝑎 × 𝐾𝑏 = 𝐾𝑤 𝐾𝑎 = 𝐻3𝑂 + [𝐴−] [𝐻𝐴] 𝐾𝑏 = 𝐻𝐴 [𝑂𝐻−] [𝐴−] Ácidos e Bases Fracos 1) Qual o Kb do íon cianeto, sabendo o Ka do HCN (6,2.10-10)? 5 Ácidos e Bases Fracos 2) Qual o pH de uma solução de CH3COOH 0,10 mol/L (Ka = 1,8 x 10-5)? Qual a concentração do ácido não dissociado no equilíbrio? Qual o grau de ionização deste ácido? 6 Grau de dissociação (α) O grau de dissociação, 𝛼, é definido como a fração do ácido (ou da base) que se encontra na forma A- (ou BH+): 𝛼 = [𝐴−] 𝐻𝐴 + [𝐴−] × 100 7 Ácidos e Bases Fracos 3) Qual o pH e quais as concentrações de todas as espécies em uma solução de HF 0,015 mol/L (Ka = 7,2 x 10-4)? Qual o grau de ionização deste ácido? 8 Ácidos e Bases Fracos 4) Qual o erro relativo (Er) no cálculo de [H+] se a aproximação mencionada tivesse sido adotada? 9 Aproximação 10 log 𝐻𝐴 𝑖 𝐾𝑎 = 2 𝐻𝐴 𝑖 𝐾𝑎 = 102 𝐻𝐴 𝑖 > 100𝐾𝑎 Erro de 5% é o erro máximo aceitável 𝛼 = 𝑥 𝐻𝐴 𝑖 × 100 𝐺𝑟𝑎𝑢 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑠𝑜𝑐𝑖𝑎çã𝑜: 𝐾𝑎 = 𝛼 2 𝐻𝐴 𝑖𝐿𝑒𝑖 𝑑𝑒 𝐷𝑖𝑙𝑢𝑖çã𝑜 𝑑𝑒 𝑂𝑠𝑡𝑤𝑎𝑙𝑑: 𝛼 𝑎𝑢𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎 𝑐𝑜𝑚 ↑ 𝐾𝑎 𝛼 𝑑𝑖𝑚𝑖𝑛𝑢𝑖 𝑐𝑜𝑚 ↑ 𝐻𝐴 𝑖 Ácidos e Bases Fracos 5) Qual o pH e quais as concentrações de todas as espécies em uma solução de NH3 0,025 mol/L (Kb = 1,8 x 10-5)? Qual o grau de ionização desta base? 11 Ainda as aproximações! 12 Qual(is) aproximação(ões) foi(ram) feita(s) na resolução da questão anterior? 1) Considerou-se que a quantidade de base protonada é insignificante perante à quantidade de base não protonada. 2) Desprezou-se a quantidade de OH- proveniente da auto- ionização da água. Exercício 1) O princípio ativo da aspirina é o ácido acetilsalicílico (HC9H7O4), um ácido monoprótico com Ka=3,3x10 -4. (a) Qual é o pH de uma solução obtida pela dissolução de dois comprimidos de aspirina, contendo 500 mg de ácido acetilsalicílico cada um, em 250 mL de água. (b) Qual o grau de dissociação (α) dessa solução? (c) Discuta a(s) aproximação (ões) que pode(m) ser adotada(s) na resolução da questão e seu(s) significado(s) químico(s). (R: (a) pH=2,57; (b) 12,19 %) 13 Slide 1: Equilíbrio ácido-base Slide 2: Aula 4 Slide 3: Ácidos e Bases Fracos Slide 4: Relação entre Ka e Kb para um par conjugado Slide 5: Ácidos e Bases Fracos Slide 6: Ácidos e Bases Fracos Slide 7: Grau de dissociação (α) Slide 8: Ácidos e Bases Fracos Slide 9: Ácidos e Bases Fracos Slide 10: Aproximação Slide 11: Ácidos e Bases Fracos Slide 12: Ainda as aproximações! Slide 13: Exercício
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