IQA 121M (ASF) 2015 1 Aula 17b Equilibrio Ácido Base Parte VI Hidrolise

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28/05/2015 
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DQA 
Profª. Aline Soares Freire 
Professor Assistente A 
EQUILÍBRIO ÁCIDO-BASE 
IQA 121 – Química Analítica 
Aula 17b 
Departamento de Química Analítica - UFRJ 
Parte VI: Reação de Hidrólise 
DQA 
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REAÇÃO DE HIDRÓLISE 
HIDRÓLISE É UM FENÔMENO QUE OCORRE QUANDO 
ÍON(S) PROVENIENTE(S) DE ESPÉCIE FRACA (ÁCIDO OU 
BASE) CONTIDO(S) EM UM SAL DISSOLVIDO EM ÁGUA 
REAGE(M) COM O ÍON H3O
+ E/OU OH- PROVENIENTES DO 
EQUILÍBRIO DE AUTOIONIZAÇÃO DA ÁGUA. 
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REAÇÃO DE HIDRÓLISE 
Se fosse.... 
 ... uma solução aquosa de NaCl: 
pH = neutro (7,0) 
Cloreto: ânion derivado de ácido forte Sódio: cátion derivado de base forte 
Não ocorre conversão parcial a HCl Não ocorre conversão parcial a NaOH 
NÃO OCORRE HIDRÓLISE!! 
Cl- + H2O HCl + OH
- Na+ + 2 H2O NaOH + H3O
+ 
Admitindo soluções 
diluídas –desconsiderando 
efeito de força iônica! 
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REAÇÃO DE HIDRÓLISE 
Se fosse.... 
 ... uma solução aquosa de NaOAc: 
pH = alcalino (pH > 7,0) 
Acetato: ânion derivado de ácido fraco (HOAc) Sódio: cátion derivado de base forte 
Ocorre conversão parcial a HOAc Não ocorre conversão a NaOH 
OCORRE HIDRÓLISE DO ÂNION!! 
OAc- + H2O HOAc + OH
- Na+ + 2 H2O NaOH + H3O
+ 
Admitindo soluções 
diluídas –desconsiderando 
efeito de força iônica! 
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REAÇÃO DE HIDRÓLISE 
Se fosse.... 
 ... uma solução aquosa de NH4Cl: 
pH =ácido (pH < 7,0) 
Cloreto: ânion derivado de ácido forte Amônio: cátion derivado de base fraca 
Não ocorre a conversão a HCl Ocorre conversão parcial a NH4OH 
OCORRE HIDRÓLISE DO CÁTION!! 
Cl- + H2O HCl + OH
- NH4
+ + 2 H2O NH4OH + H3O
+ 
Admitindo soluções 
diluídas –desconsiderando 
efeito de força iônica! 
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REAÇÃO DE HIDRÓLISE 
Se fosse.... 
 ... uma solução aquosa de NH4OAc: 
pH = depende! (pH = ?) 
Amônio: cátion derivado de base fraca 
Ocorre a conversão parcial a NH4OH 
OCORRE HIDRÓLISE DE AMBOS OS ÍONS !! 
NH4
+ + 2 H2O NH4OH + H3O
+ 
Acetato: ânion derivado de ácido fraco (HOAc) 
Ocorre conversão parcial a HOAc 
OAc- + H2O HOAc + OH
- 
Admitindo soluções 
diluídas –desconsiderando 
efeito de força iônica! 
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REAÇÃO DE HIDRÓLISE 
 Hidrólise do ÂNION: 
A- CA C
+ + 
[HA] [OH
-] Keq = 
[A-] [H2O] 
OH- A- + H2O HA + 
[HA] [OH
-] Kh = 
[A-] 
x [H3O
+] 
x [H3O
+] 
Constantes! 
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REAÇÃO DE HIDRÓLISE 
 Hidrólise do ÂNION: 
A- CA C
+ + 
[HA] [OH
-] Keq = 
[A-] [H2O] 
OH- A- + H2O HA + 
[HA] [OH
-] Kh = 
[A-] 
x [H3O
+] 
x [H3O
+] 
Kw 
Constantes! 
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REAÇÃO DE HIDRÓLISE 
 Hidrólise do ÂNION: 
A- CA C
+ + 
[HA] [OH
-] Keq = 
[A-] [H2O] 
OH- A- + H2O HA + 
[HA] [OH
-] Kh = 
[A-] 
x [H3O
+] 
x [H3O
+] 
Kw 
1/Ka 
Kh = 
Kw 
Ka 
Constantes! 
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REAÇÃO DE HIDRÓLISE 
 Hidrólise do CÁTION: 
A- CA C
+ + 
[COH] [H3O
+] Keq = 
[C+] [H2O]
2 
H3O
+ C+ + 2 H2O COH + 
[COH] [H3O
+] Kh = 
[C+] 
x [OH-] 
x [OH-] 
Constantes! 
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REAÇÃO DE HIDRÓLISE 
 Hidrólise do CÁTION: 
A- CA C
+ + 
[COH] [H3O
+] Keq = 
[C+] [H2O]
2 
H3O
+ C+ + 2 H2O COH + 
[COH] [H3O
+] Kh = 
[C+] 
x [OH-] 
x [OH-] 
Constantes! 
Kw 
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REAÇÃO DE HIDRÓLISE 
 Hidrólise do CÁTION: 
A- CA C
+ + 
[COH] [H3O
+] Keq = 
[C+] [H2O]
2 
H3O
+ C+ + 2 H2O COH + 
[COH] [H3O
+] Kh = 
[C+] 
x [OH-] 
x [OH-] 
Constantes! 
Kw 
1/Kb 
Kh = 
Kw 
Kb 
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RESOLUÇÃO SISTEMÁTICA PARA CALCULO DE pH 
A- CA C
+ + 
OH- A- + H2O HA + 
A- HA + H2O H3O
+ + 
[HA] [OH
-] Kh = 
[A-] 
[H3O
+] [A
-] Ka = 
[HA] 
OH- H2O + H2O H3O
+ + [H3O+] [OH-] Kw = 
 BM: [C+] = Csal = Cs BM: Cs = [A
-] + [HA] BC: [H3O
+] + [C+] = [A-] + [OH-] 
(1) 
(2) 
(3) 
(4) (5) (6) 
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RESOLUÇÃO SISTEMÁTICA PARA CALCULO DE pH 
 Substituindo (4) em (6) e colocando a expressão em função de [A-]: 
[H3O
+] + Cs = [A
-] + [OH-] 
[A-] = Cs + [H3O
+] - [OH-] (7) 
 Substituindo (7) em (5) e colocando a expressão em função de [HA]: 
Cs = [A
-] + [HA] 
Cs = [H3O
+] + Cs - [OH
-] + [HA] 
[HA] = [OH-] - [H3O
+] (8) 
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RESOLUÇÃO SISTEMÁTICA PARA CALCULO DE pH 
 Substituindo (7) e (8) em (1): 
[HA] [OH
-] 
Kh = 
[A-] 
([OH-] - [H3O
+])[OH-] 
Kh = 
(Cs + [H3O
+] - [OH-]) 
[OH-]2 - [H3O
+][OH-] 
(Cs + [H3O
+] - [OH-]) 
= 
Kh (Cs + [H3O
+] - [OH-]) = [OH-]2 - [H3O
+][OH-] (9) 
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RESOLUÇÃO SISTEMÁTICA PARA CALCULO DE pH 
 Substituindo (3) em (9): 
Kh Cs + Kw - [OH
-] = [OH-]2 - Kw [OH
-] 
[OH-] [OH-] 
Kh Cs[OH
-] + Kw - [OH
-]2 = [OH-]2 - Kw 
[OH-] 
KhCs[OH
-] + Kh Kw - Kh [OH
-]2 = [OH-]2 - Kw 
[OH-] 
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RESOLUÇÃO SISTEMÁTICA PARA CALCULO DE pH 
KhCs[OH
-] + Kh Kw - Kh [OH
-]2 = [OH-]3 - Kw [OH
-] 
[OH-]3 + Kh [OH
-]2 - (Kw + KhCs )[OH
-] - Kh Kw = 0 
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RESOLUÇÃO SISTEMÁTICA PARA CALCULO DE pH 
 Admitindo [OH-] >> [H3O
+] 
([OH-] - [H3O
+])[OH-] 
Kh = 
(Cs + [H3O
+] - [OH-]) 
([OH-]2 
Kh = 
(Cs - [OH
-]) 
 Admitindo a hidrólise do sal desprezível, ou seja, [HA] << Cs 
[OH-]2 = Kh Cs 
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CÁLCULO DE pH PARA UM SAL DE ÁCIDO FRACO 
Rigorosamente igual ao cálculo para uma base fraca 
Exercício 1: Qual o pH de uma solução 0,20 mol L-1 de acetato 
de sódio? (Ka = 1,75 x 10
-5) 
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Exercício 1: Qual o pH de uma solução 0,20 mol L-1 de acetato de sódio? (Ka = 1,75 x 10
-5) 
OAc- NaOAc Na
+ + 
OH- OAc- + H2O HOAc + 
[HOAc] [OH
-] Kh = 
[OAc-] 
[HOAc] [OH
-] Kw = 
[OAc-] Ka 
x . x = 
(0,20 – x) 
Resolver a eq. 2º grau ou realizar as simplificações (conferir depois) 
x = [OH-] = 1,05 x 10-5 mol L-1 pOH = 4,98 
(0,20 – x) x x 
pH = 9,02 
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CÁLCULO DE pH PARA UM SAL DE BASE FRACA 
Rigorosamente igual ao cálculo para um ácido fraco 
Exercício 2: Qual o pH de uma solução 0,25 mol L-1 de cloreto de 
amônio? (Kb = 1,75 x 10
-5) 
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Exercício 2: Qual o pH de uma solução 0,25 mol L-1 de cloreto de amônio? (Kb = 1,75 x 10
-5) 
Cl- NH4Cl NH4
+ + 
H3O
+ NH4
+ + 2 H2O NH4OH + 
[NH4OH] [H3O
+] Kh = 
[NH4
+] 
[NH4OH] [H3O
+] Kw = 
[NH4
+] Kb 
x . x = 
(0,25 – x) 
Resolver a eq. 2º grau ou realizar as simplificações (conferir depois) 
x = [H3O
+] = 1,2 x 10-5 mol L-1 pH = 4,92 
(0,25 – x) x x 
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GRAU DE HIDRÓLISE 
α = 
Concentração de íons hidrolizados (x) 
Concentração inicial (Cs) 
(Pode ser expresso em %) 
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Exercício 1: Qual o pH e o grau de hidrólise de uma solução 0,20 mol L-1 de acetato de sódio? (Ka = 1,75 x 10
-5) 
OAc- NaOAc Na
+ + 
OH- OAc- + H2O HOAc + 
[HOAc] [OH
-] Kh = 
[OAc-] 
x = [OH-] = 1,05 x 10-5 mol L-1 pOH = 4,98 
(0,20 – x) x x 
pH = 9,02 
Grau de ionização: 
1,05 x 10-5 
0,20 
x 100 α = α = 0,00525 % 
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Exercício 2: Qual o pH e o grau de hidrólise de uma solução 0,25 mol L-1 de cloreto de amônio? (Kb = 1,75 x 10
-5) 
Cl-NH4Cl NH4
+ + 
H3O
+ NH4
+ + 2 H2O NH4OH + 
[NH4OH] [H3O
+] Kh = 
[NH4
+] 
x = [H3O
+] = 1,2 x 10-5 mol L-1 pH = 4,92 
(0,25 – x) x x 
Grau de ionização: 
1,2 x 10-5 
0,25 
x 100 α = α = 0,0048 % 
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Exercício 3: Qual o pH e as concentrações das espécies de uma solução 0,10 mol L-1 de 
carbonato de sódio? (Ka1 = 4,3 x 10
-7 e Ka2 = 4,8 x 10
-11) 
CO3
= Na2CO3 2 Na
+ + 
OH- CO3
= + H2O HCO3
- + 
[HCO3
-] [OH
-] Kh1 = 
[CO3
=] 
OH- HCO3
- + H2O H2CO3
 + 
[H2CO3] [OH
-] Kh2 = 
[HCO3
-] 
Kw Kh1 = 
Ka2 
Kw Kh2 = 
Ka1 
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Exercício 3: Qual o pH e as concentrações das espécies de uma solução 0,10 mol L-1 de carbonato de sódio? 
(Ka1 = 4,3 x 10
-7 e Ka2 = 4,8 x 10
-11) 
OH- CO3
= + H2O HCO3
- + 
[HCO3
-] [OH
-] = 
[CO3
=] 
(0,10 – x) x x 
Kw Kh1 = 
Ka2 
x . x = 
(0,10 – x) 
Kh1 = 2,1 x 10
-4 pOH = 2,35 pH = 11,6 
ETAPA 1: 
x = [OH-] = 4,46 x 10-3 mol L-1 
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Exercício 3: Qual o pH e as concentrações das espécies de uma solução 0,10 mol L-1 de carbonato de sódio? 
(Ka1 = 4,3 x 10
-7 e Ka2 = 4,8 x 10
-11) 
OH- HCO3
= + H2O H2CO3
 + 
[H2CO3] [OH
-] = 
[HCO3
-] 
(4,46 x 10-3 – y) y 
Kw Kh2 = 
Ka1 
y . (4,46 x 10-3 + y) = 
(4,46 x 10-3 – y) 
Kh2 = 2,33 x 10
-8 
ETAPA 2: 
(4,46 x 10-3 + y) 
y = [H2CO3] = 2,33 x 10
-8 mol L-1 
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Exercício 3: Qual o pH e as concentrações das espécies de uma solução 0,10 mol L-1 de carbonato de sódio? 
(Ka1 = 4,3 x 10
-7 e Ka2 = 4,8 x 10
-11) 
y = [H2CO3] = 2,33 x 10
-8 mol L-1 
[CO3
=] = 0,10 - 4,46 x 10-3 
[OH-] = 4,46 x 10-3 + 2,33 x 10-8 
[CO3
=] = 0,096 mol L-1 
[HCO3
-] = 4,46 x 10-3 – 2,33 x 10-8 [HCO3
-] ≈ 4,46 x 10-3 mol L-1 
[H3O
+] = 2,24 x 10-12 mol L-1 
[Na+] = 0,20 mol L-1 
x = [OH-] ≈ 4,46 x 10-3 mol L-1 
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E se tivéssemos... 
 Ácido fraco + base forte 
OAc- HOAc + OH- H2O + 
3 1 - 
2 - 1 TAMPÃO 
2 2 - 
- - 2 HIDRÓLISE 
1 3 - 
- 2 1 
Excesso de OH- 
Hidrólise reprimida 
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E se tivéssemos... 
 Sal de ácido fraco + ácido forte 
HOAc OAc- + H3O
- H2O + 
3 1 - 
2 - 1 TAMPÃO 
2 2 - 
- - 2 Dissociação de 
ácido fraco 
1 3 - 
- 2 1 Excesso de H3O
+