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139 Como o íon K+ aparece nos dois lados da equação, ele é denominado de íon espectador e não participa da equação global. Sendo assim, teremos: tornando o meio básico (pH>7). Hidrólise Salina: NH4CN (sal proveniente de base e ácido fracos) Os sais provenientes de base fraca e ácido fraco: NH4CN, CH3COONH4, NH4F etc. Dissolução do sal cianeto de amônio (NH4CN): Nessa equação de hidrólise: - NH4CN (sal normal ou neutro) em água dissocia-se, liberando NH4 ++ CN-; - H2O encontra-se na forma molecular; - Nesse caso, o meio pode ficar ácido, básico ou neutro; - O meio será ácido (pH<7) se a constante de ionização do ácido formado for maior que a da base formada (Ka>Kb); - O meio será básico (pH > 7) se a constante de ionização do ácido formado for menor que a da base formada (Ka < Kb); - O meio será neutro (pH = 7) se a constante de ionização do ácido formado for igual à da base formada (Ka = Kb). Hidrólise Salina: NaCℓ (sal proveniente de base e ácido fortes) São exemplos de sais provenientes de base forte e ácido forte: NaCℓ, KCℓ, KBr, NaNO3, CaCℓ2, Ca(NO3)2, Na2SO4, NaCℓO4 etc. Veja a hidrólise do cloreto de sódio (NaCℓ) com a formação da base e do ácido dos quais ele é derivado: Nessa equação de hidrólise: - NaCℓ (sal normal ou neutro) em água dissocia-se, liberando Na+ e Cℓ–; - H2O encontra-se na forma molecular; - NaOH é uma base forte, prevalecendo na forma dissociada (Na+ e OH–); - HCℓ é um ácido forte, prevalecendo na forma ionizada (H+ e Cℓ–). Como a concentração de H+ é igual à de OH–, o meio é neutro (pH = 7). Nesse caso, falamos que o sal não sofreu hidrólise. Hidrólise Salina: Resumo http://www.elitemil.com.br/ 140 Hidrólise Salina: Resumo Físico – Química - Equilíbrio Iônico IV– Produto de solubilidade (PS, Kps ou Ks) Kps Produto de solubilidade (PS, Kps ou Ks) ⇓Muitos processos naturais dependem da precipitação e da dissolução de sais pouco solúveis. ⇓Solubilidade é a máxima quantidade de soluto que pode ser dissolvido em certa quantidade de solvente, em função da temperatura do sistema. ⇓Quando adicionamos, em uma mesma temperatura, uma quantidade de soluto maior que a solubilidade, ocorre a formação de um precipitado. ⇓Neste momento, temos um equilíbrio dinâmico entre a solução saturada e o precipitado. Produto de solubilidade (PS, Kps ou Ks) Suponha uma solução saturada do eletrólito A2B3, pouco solúvel, em presença de seu precipitado. O equilíbrio (heterogêneo) dinâmico dessa situação pode ser representado pela dissolução e dissociação do sólido: Se considerarmos que a velocidade de dissolução do sal é igual à velocidade de precipitação, teremos um equilíbrio dinâmico, que, para o caso de A2B3, pode ser expresso pela equação a seguir: K = [A3+]2 · [B2–]3 produto de solubilidade (PS) = Kps ou Ks O produto de solubilidade é, portanto, o produto das concentrações das quantidades em mol/L dos íons existentes em uma solução saturada, em que cada concentração é elevada a um expoente igual ao respectivo coeficiente do íon na correspondente equação de dissociação. A expressão do Kps só é utilizada para soluções saturadas de eletrólitos pouco solúveis (considerados muitas vezes insolúveis). Como o Kps é uma constante de equilíbrio, ele varia com a temperatura. Quanto mais solúvel for o eletrólito, maior será o valor do Kps; quanto menos solúvel for o eletrólito, menor será a concentração dos íons em solução e menor o valor do Kps, desde que as substâncias comparadas apresentem a mesma proporção entre íons. Como apresentam a mesma proporção em íons (1 : 1), o CaCO3 é mais solúvel que o BaCO3, porque possui maior valor de Kps. Quando as substâncias comparadas possuem proporção em íons diferentes, devemos, pelo valor de Kps, determinar a solubilidade de cada uma delas separadamente e, depois, verificar a mais solúvel. 1. A solubilidade do Pb(IO3)2 é 4 ·10–5 mol/L a 25 °C. Calcule o Kps desse sal. 2. Qual a solubilidade do AgCℓ, a 25 °C, sabendo-se que o Kps do sal, a essa temperatura, é de 1,7·10–10? 3. Experimentalmente, comprova-se que uma solução saturada de fluoreto de bário, em água pura, a 25 °C, tem concentração em quantidade de matéria do íon fluoreto igual a 1,52·10–2mol/L. Qual é o produto de solubilidade do fluoreto de bário? http://www.elitemil.com.br/ 141 Quando se adiciona a um equilíbrio uma quantidade de um íon já presente na solução, o resultado é o deslocamento de equilíbrio de forma a consumir o íon adicionado (princípio de Le Châtelier). Consideremos uma solução saturada de AgCℓ em equilíbrio dinâmico com seu respectivo precipitando. Efeito do íon comum e solubilidade O que irá ocorrer com esse sistema em equilíbrio se for adicionado NaCℓ, de acordo com o princípio de Le Châtelier? Kps Efeito do íon comum e solubilidade Partindo-se de um valor estabelecido do Kps de dado composto, é possível caracterizar as soluções em insaturadas, saturadas ou supersaturadas. Suponha que o valor do Kps de certo composto iônico AB2 seja 2·10–12 e que sua dissociação possa ser representada por: Previsão das reações de precipitação em dada solução: 1. Quando [B–]·[A2+] < Kps, a solução será insaturada. 2. Quando [B–]·[A2+] = Kps, a solução será saturada (momento em que se inicia a precipitação). 3. Quando [B–]·[A2+] > Kps, a solução será supersaturada. Como as soluções supersaturadas são extremamente instáveis, qualquer perturbação no sistema pode causar formação de precipitado. Uma das formas de se analisar e tratar uma amostra de água contaminada com metais tóxicos como Cd(II) e Hg(II) é acrescentar à amostra sulfeto de sódio em solução aquosa (Na2S(aq)), uma vez que os sulfetos desses metais podem se precipitar e ser facilmente removidos por filtração. Considerando-se os dados: A) Explique, fundamentado nos valores de Kps, qual sal se precipitará primeiro ao se adicionar o sulfeto de sódio à amostra de água contaminada. B) Suponha que a concentração de Cd2+ na amostra seja de 4,4 · 10–8mol/L. Calcule o valor da concentração de S2– a partir da qual se inicia a precipitação de CdS (s). 4. A solubilidade do iodeto de chumbo (II) é 1,2·10–3mol/L. Calcule o seu produto de solubilidade. 5. A solubilidade do AgCℓ a 18 °C é 0,001435 g/L. Sabendo-se que a sua massa molar é 143,5 g/mol, qual será o seu produto de solubilidade, considerando-se a concentração iônica igual à concentração molecular? a. 1,0·10–10 b. 1,0·10–5 c. 1,5·10–3 d. 3,0·10–3 e. 6,0·10–3 Físico – Química - Eletroquímica I Conceito de oxirredução associado ao Nox Oxidação é o aumento algébrico do Nox (perda de e–). Redução é a diminuição algébrica do Nox (ganho de e–). O Zn(s) sofreu oxidação, pois teve o seu Nox aumentado pelo fato de perder elétrons. O Cu2+ (aq) sofreu redução, pois teve o seu Nox diminuído pelo fato de ganhar elétrons. Agente oxidante: Recebe elétrons, sofre redução e seu Nox diminui. Para que o elemento sofra redução, é necessário causar a oxidação de outro elemento, daí o nome oxidante. Agente redutor: Cede elétrons, sofre oxidação e seu Nox aumenta. Para que o elemento sofra oxidação, é necessário causar a redução de outro elemento, daí o nome redutor. Conceito de oxirredução http://www.elitemil.com.br/ 142 Fe3+ ⇒ sofreu redução, logo Fe2O3 é o agente oxidante. C2+ ⇒ sofreu oxidação, logo CO é o agente redutor. Pilhas e baterias Eletroquímica é o ramo da química que estuda a transformação de energia química em elétrica (pilha) ou a conversão de energia elétrica em energia química (eletrólise). Entende-sepor energia química a energia potencial armazenada num dado composto químico e por energia elétrica o movimento ordenado de elétrons entre dois pontos que apresentam diferenças de potencial. Numa pilha (cela galvânica ou voltaica), a corrente elétrica é produzida por uma reação de oxirredução, ou seja, elas ocorrem com transferências de elétrons. Deposição metálica fila das tensões eletrolíticas ou fila de reatividade (ou menor nobreza). Pilhas e baterias Pilha de Daniell - Primeira experiência Uma lâmina de Cu(s)é mergulhada numa solução de ZnSO4(aq). Como o cobre é um metal nobre, ele é menos reativo do que o zinco que é um metal com maior tendência de doar elétrons. Portanto, o cobre não consegue deslocar o Zn no ZnSO4. Segunda experiência uma lâmina de Zn(s) é mergulhada numa solução de CuSO4(aq). Pilha de Daniell - Montagem 1. Introduz-se uma placa de Zn(s) em uma solução de ZnSO4(aq) e, em outro recipiente, uma placa de Cu(s) em uma solução de CuSO4(aq). 2. Aos eletrodos é acoplado um circuito elétrico externo. A ponte salina, que conecta os compartimentos eletródicos sem permitir passagem de uma solução para a outra, consiste em um tubo de vidro curvado, contendo solução concentrada de um sal (geralmente, KNO3 ou KCℓ) que não participa da reação, seja na reação eletroquímica, seja na formação de precipitados. A ponte serve para balancear as cargas das soluções, por meio da migração de íons de uma solução para outra, igualando o número de íons positivos e negativos e mantendo as duas soluções eletricamente neutras. http://www.elitemil.com.br/
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