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Equilíbrio Químico 01/03/2013
Janaína Heberle Bortoluzzi 1
A QUÍMICA DE ÁCIDOS E BASESA QUÍMICA DE ÁCIDOS E BASES
Janaína Heberle Bortoluzzi
aspirina
1
A Química de Ácidos e Bases
Plano de Aula
§ Eletrólitos e não-eletrólitos
§ Ácidos e Bases
§ Reações de ácidos e bases
§ Utilizar os conceitos de BrØnsted-Lowry;
§ Água e a escala de pH;
§ Constantes de equilíbrio de ácidos e bases
§ Tipos de reação de ácidos e bases
§ Utilizar os conceitos de Lewis;
§ Titulações ácido-base.
Objetivos
Janaína Heberle Bortoluzzi
2
Plano de Aula
§ ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de Química – Questionando a Vida
Moderna e o Meio Ambiente. 2006. Editora Bookman, Porto Alegre-RS, 965
pag.
§ SOUZA, E de. Fundamentos de Termodinâmica e Cinética Química. 2005.
Editora UFMG, Belo Horizonte-MG, 341 pag.
§ BRADY, J.E.; SENESE, F. Química a Matéria e suas Transformações. 2009.
Editora LTC, Rio de Janeiro-RJ, v.2, 455 pag.
§ MASTERTON, W.L.; SLOWINSKI, E.J.; STANITSKI, C.L. Princípios de
Química. 1990. Editora LTC, Rio de Janeiro-RJ, 681 pag.
§ KOTZ, J.C.; TREICHEL, P.M.; WEAVER, G.C. Química Geral e Reações
Químicas. 2009. Editora CENCAGE Learning, São Paulo–SP, v.2, 1018 pag.
Bibliografia
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
9 CAP 5 9 CAP 17
3
Equilíbrio Químico 01/03/2013
Janaína Heberle Bortoluzzi 2
Eletrólitos são substâncias químicas que formam íons quando 
dissolvidas em água ou outro solvente
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
Corrente elétrica
Conduz eletricidade Não conduz eletricidade
Eletrólitos Não - Eletrólitos
Substâncias inorgânicas 
(ácidos, bases e sais)
Substâncias orgânicas 
(glicose, glicerina etc.)
Eletrólitos e não-eletrólitos
Eletrólitos Corrente elétrica
4
Química Analítica Clássica
5
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
Grau de dissociação de uma substância química
moléculasdetotaln
issociadasmoléculasdden
º
º
=a
0a = ] Não há dissociação
1a = [ Dissociação Total
EletrólitosEletrólitos fortesfortes sãosão substânciassubstâncias químicasquímicas queque sese ionizamionizam
completamentecompletamente emem umum solventesolvente..
EletrólitosEletrólitos fracosfracos sãosão substânciassubstâncias químicasquímicas queque sese ionizamionizam parcialmenteparcialmente
emem umum solventesolvente..
Eletrólitos e não-eletrólitos
6
Equilíbrio Químico 01/03/2013
Janaína Heberle Bortoluzzi 3
Eletrólitofraco] Ex: ácido acético (CH3COOH)
EletrólitoForte[ Ex: cloreto de sódio (NaCl)
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
7
Janaína Heberle Bortoluzzi
Ácidos, Bases e o Conceito de Equilíbrio
A Química de Ácidos e Bases
Substâncias naturais 
Sabor azedo do ácido Sabor azedo do ácido 
(vinagre)(vinagre)
8
Janaína Heberle Bortoluzzi
Ácidos, Bases e o Conceito de Equilíbrio
A Química de Ácidos e Bases
Ácido é uma substância que quando 
dissociada em água aumenta a 
concentração de íons hidrogênio na solução
Ácido Forte
9
Equilíbrio Químico 01/03/2013
Janaína Heberle Bortoluzzi 4
Janaína Heberle Bortoluzzi
Ácidos, Bases e o Conceito de Equilíbrio
A Química de Ácidos e Bases
Coral – CaCO3 
Dissolve-se em ácido, 
formando O2 gasoso
Zinco – HCl 
Forma cloreto de zinco 
e gás hidrogênio
Duas 
etapas
10
Janaína Heberle Bortoluzzi
Ácidos, Bases e o Conceito de Equilíbrio
A Química de Ácidos e Bases
Ácido Forte
Base Forte
Base é uma substância que quando 
dissolvida em água aumenta a concentração 
de íons hidróxido na solução
Não existe separadamente em água, HNão existe separadamente em água, H33OO++
11
Janaína Heberle Bortoluzzi
Ácidos, Bases e o Conceito de Equilíbrio
A Química de Ácidos e Bases
Sem hidroxila
Base Fraca
Eletrólito fraco
12
Equilíbrio Químico 01/03/2013
Janaína Heberle Bortoluzzi 5
Janaína Heberle Bortoluzzi
Ácidos, Bases e o Conceito de Equilíbrio
A Química de Ácidos e Bases
13
Janaína Heberle Bortoluzzi
Ácidos, Bases e o Conceito de Equilíbrio
A Química de Ácidos e Bases
Exercício:
a) Quais os íons são produzidos quando o ácido nítrico é dissolvido
em água?
b) O hidróxido de bário é moderadamento solúvel em água. Quais
íons são produzidos quando ele é dissolvido em água?
14
Janaína Heberle Bortoluzzi
Reações de ácidos e bases
A Química de Ácidos e Bases
NeutralizaçãoNeutralização
sal
15
Equilíbrio Químico 01/03/2013
Janaína Heberle Bortoluzzi 6
Janaína Heberle Bortoluzzi
Reações de ácidos e bases
A Química de Ácidos e Bases
Exercício:
Escreva a equação global balanceada e a equação iônica líquida
balanceada para a reação de hidróxido de magnésio com ácido
clorídrico.
16
Janaína Heberle Bortoluzzi
è Constante de Ionização
A Química de Ácidos e Bases
Ácidos, Bases e o Conceito de Equilíbrio
[CH3CO2-][H3O+]
[CH3CO2H]
= K = 1,8 x 10-5
è K > 1 = ácidos ou bases fortes
è K < 1 = ácidos ou bases fracos
Medida da ionização em águaMedida da ionização em água
Ácido e Base de Arrhenius Æ somente em solução aquosa17
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
O Conceito de BrÆnsted-Lowry de Ácidos e Bases
è 1923 Johannes N. BrÆnsted (1879-1947) e Thomas M. Lowry (1874-1936)
Cátions
Cátions Metálicos Hidratados
Ácido Æ doar um próton a 
outra substância
ânions
Compostos 
moleculares
18
Equilíbrio Químico 01/03/2013
Janaína Heberle Bortoluzzi 7
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
O Conceito de BrÆnsted-Lowry de Ácidos e Bases
Base Æ aceitar um próton de outra substância
ânion
cátion
Compostos moleculares
19
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
O Conceito de BrÆnsted-Lowry de Ácidos e Bases
Ácidos Polipróticos Æ doam 
mais de um próton
20
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
O Conceito de BrÆnsted-Lowry de Ácidos e Bases
Bases Polipróticas Æ aceitam mais de um próton
Ânions de ácidos polipróticos Ânions de ácidos polipróticos ÆÆ Bases PolipróticasBases Polipróticas
ÆÆ SOSO4422-- POPO4433-- COCO3322-- CC22OO4422--
CO32- (aq) + H2O (l) D HCO3- (aq) + OH- (aq)
HCO3- (aq) + H2O (l) D H2CO3 (aq) + OH- (aq)
base
base
21
Equilíbrio Químico 01/03/2013
Janaína Heberle Bortoluzzi 8
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
O Conceito de BrÆnsted-Lowry de Ácidos e Bases
Substâncias anfipróticas Æ se comportam como um ácido ou uma base
HPO42- (aq) + H2O (l) D H3O+ (aq) + PO43- (aq)
HPO42- (aq) + H2O (l) D H2PO4- (aq) + OH- (aq)
ácido
base
Exercício:
Escreva a equação balanceada para a reação que ocorre quando
H3PO4, o ácido fosfórico, doa um próton para a água para formar o
íon diidrogenofosfato. Esse íon é um ácido, uma base ou é
anfiprótico?
22
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
O Conceito de BrÆnsted-Lowry de Ácidos e Bases
Pares Ácido-base conjugadas 
23
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
O Conceito de BrÆnsted-Lowry de Ácidos e Bases
Pares Ácido-base conjugadas 
Exercício:
Na reação a seguir, identifique o ácido a esquerda e sua base
conjugada a direita. Do mesmo modo identifique a base a esquerda e
seu ácido conjugado a direita.
HNO3 (aq) + NH3 (aq) D NH4+ (aq) + NO3- (aq)
24
Equilíbrio Químico 01/03/2013
Janaína Heberle Bortoluzzi 9
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
O Conceito de BrÆnsted-Lowry de Ácidos e Bases
Pares Ácido-base conjugadas 
Exercício:
Na reação a seguir, identifique o ácido a esquerda e sua base
conjugada a direita. Do mesmo modo identifique a base a esquerda e
seu ácido conjugado a direita.HNO3 (aq) + NH3 (aq) D NH4+ (aq) + NO3- (aq)
25
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
Água e a escala de pH
Autoionização da água e constante de ionização da água, kw
K ´ [H2O]2 = [H3O+] ´ [OH-] = Kw
Kw a 25 °C = 1 ´ 10-14
Solução neutraSolução neutra
[H3O+] ´ [OH-] = 1 ´ 10-7
Solução ácidaSolução ácida
[H3O+] > [OH-] 
Solução baseSolução base
[H3O+] < [OH-]
26
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
Exercício:
Uma solução do ácido forte HCl tem [HCl] = 4,0 ´ 10-3 M. Quais são
as concentrações de H3O+ e OH- nessa solução, a 25 °C?
Autoionização da água e constante de ionização da água, kw
Água e a escala de pH
27
Equilíbrio Químico 01/03/2013
Janaína Heberle Bortoluzzi 10
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
Água e a escala de pH
A escala de Sorensen permite traduzir a concentração de um íon H+ 
através da relação: [ ]+-= OHpH 3log
14=+ pOHpH
28
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
Água e a escala de pH
Exercício:
1- Qual o pH de uma solução 0,0012 M de NaOH a 25 °C?
2- O pH de um refrigerante dietético é 4,32 a 25 °C. Quais são as
concentrações de íons hidrônio e hidróxido no refrigerante?
3- Se o pH de uma solução contendo a base forte Sr(OH)2 é 10,46 a
25 °C, qual a concentração de Sr(OH)2 em mol/L?
29
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
Constantes de equilíbrio de ácidos e bases
EA força relativa de um ácido ou uma base pode ser expressa pela sua
constante de equilíbrio:
HA (aq) + H2O(l) D H3O+ (aq) + A- (aq)
[H3O+][A-]
[HA]
B (aq) + H2O(l) D BH+ (aq) + OH- (aq)
[BH+][OH-]
[B]
Ka =
Kb =
30
Equilíbrio Químico 01/03/2013
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Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
Constantes de equilíbrio de ácidos e bases
ERelacionando as constantes de ionização de um ácido e a sua base
conjugada:
ÁcidoÁcido fracofracoÆÆ HCN (aq) + H2O(l) D H3O+ (aq) + CN- (aq) ÆÆ Ka = 4 ´ 10-10
BaseBase conjugadaconjugada ÆÆ CN- (aq) + H2O(l) D HCN (aq) + OH- (aq)ÆÆ Kb = 2,5 ´ 10-5
2 H2O(l) D H3O+ (aq) + OH- (aq) ÆÆ Kw = 1 ´ 10-14
Ka ´ Kb = Kw
31
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
Exercício:
Ka para o ácido lático CH3CHOHCO2H é 1,4 ´10-4. Qual o valor de Kb
para a base conjugada desse ácido CH3CHOHCO2-?
Constantes de equilíbrio de ácidos e bases
32
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
Constantes de equilíbrio de ácidos e bases
è Conceito de BrÆnsted e Lowry
Ácido + Base Ácido + Base "" Base conjugada do ácido + Ácido conjugado da base Base conjugada do ácido + Ácido conjugado da base 
ÆÆ Prevendo a direção das reações:Prevendo a direção das reações:
Exemplo:
Escreva a equação balanceada para a reção que ocorre entre ácido
acético e bicarbonato de sódio. O equilíbrio está deslocado para a
esquerda ou direita?
CH3COOH (aq) + HCO3- (aq) D CH3COO- (aq) + H2CO3 (aq)
ácido fraco ácido ou base base conj. ácido conj.
Ka = 1,8 ´ 10-5 Kb = 2,4 ´ 10-8 Kb = 5,6 ´ 10-10 Ka = 4,2 ´ 10-7
Ç Ç logo sentido da reação " 33
Equilíbrio Químico 01/03/2013
Janaína Heberle Bortoluzzi 12
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
Exercício:
1- A reação entre HCO3- e NH3 favorece a formação de produtos ou
reagentes?
2- A reação entre HPO42- e NH3 será deslocada para a direita ou
esquerda?
Constantes de equilíbrio de ácidos e bases
34
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
Tipos de reação ácido-base
Tipo de reação ácido-base Exemplo
Ácido forte + Base forte HCl + NaOH
Ácido fraco + Base forte CH3COOH + NaOH
Ácido forte + Base fraca HCl + NH3
Ácido fraco + Base fraca Ácido cítrico + HCO3-
35
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
Tipos de reação ácido-base
Ácido forte + Base forte
H3O+ (aq) + Cl- (aq) + Na+ (aq) + OH- (aq) " 2H2O (l) + Cl- (aq) + Na+ (aq)
H3O+ (aq) + OH- (aq) D 2H2O (l)
K = 1/Kw = 1 ´ 1014
Solução neutra Æ pH = 7
36
Equilíbrio Químico 01/03/2013
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Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
Tipos de reação ácido-base
Ácido forte + Base fraca
H3O+ (aq) + Cl- (aq) + NH3 (aq) " NH4+ (aq) + Cl- (aq) + H2O (l)
Ç Ç
K >>> 1 logo sentido da reação "
SAL
H3O+ (aq) + NH3 (aq) " NH4+ (aq) + H2O (l)
NH4+ (aq) + H2O (l) D NH3 (aq) + H3O+ (aq)
Solução ácido Æ pH < 7
37
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
Tipos de reação ácido-base
Ácido fraco + Base forte
CH3COOH (aq) + Na+ (aq) + OH- (aq) " CH3COO- (aq) + Na+ (aq) + H2O (l)
Ç
logo sentido da reação "
SAL
OH- (aq) + CH3COOH (aq) " CH3COO- (aq) + H2O (l)
CH3COO- (aq) + H2O (l) D CH3COOH (aq) + OH- (aq)
Solução básica Æ pH > 7
38
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
Tipos de reação ácido-base
Ácido fraco + Base fraca
CH3COOH (aq) + NH3 (aq) " CH3COO- (aq) + NH4+ (aq) + H2O (l)
pH Æ vai depender do Ka e Kb
NesteNeste casocaso pHpH neutroneutro
pHpH == 77
SALÇ Ç
logo sentido da reação "
39
Equilíbrio Químico 01/03/2013
Janaína Heberle Bortoluzzi 14
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
Cálculos com constante de equilíbrio
Exercício:
1- Quais são as concentrações no equilíbrio do ácido acético, íons
acetato e hidrônio em uma solução 0,10 M de ácido acético? Qual é o
pH da solução? Ka = 1,8 ´ 10-5
2- Quais são as concentrações no equilíbrio de HF, íons F- e H3O+ em
uma solução 0,015 M de HF? Qual é o pH da solução? Ka = 7,2 ´ 10-4
40
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
Cálculos com constante de equilíbrio
Exercício:
Reação entre ácido e base
1- Calcule o pH após misturar 15 mL de ácido acético 0,12 M com 15
mL de NaOH 0,12 M? Quais as espécies majoritárias em solução no
equilíbrio e quais as suas concentrações?
41
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
Ácidos e bases polipróticos
Exemplo:
1- O íon carbonato, CO32-, é uma base, quando está em água
formando o íon hidrogenocarbonato, que por sua vez, pode formar o
ácido carbônico.
CO32-(aq) + H2O(l) D HCO3- (aq) + OH- (aq)ÆÆ Kb1 = 2,1 ´ 10-4
HCO3- (aq) + H2O(l) D H2CO3 (aq) + OH- (aq)ÆÆ Kb2 = 2,4 ´ 10-8
Qual é o pH de uma solução 0,1 M de Na2CO3 a 25 °?
42
Equilíbrio Químico 01/03/2013
Janaína Heberle Bortoluzzi 15
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
Ácidos e bases polipróticos
Exercício:
1- Qual o pH de uma solução 0,10 M de ácido oxálico, H2C2O4? Quais
são as concentrações de H3O+, HC2O4- e do íon oxalato?
ÆÆ Ka1 = 5,9 ´ 10-2 ÆÆ Ka2 = 6,4 ´ 10-5
43
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
O conceito de Lewis de Ácidos e Bases
è 1930 Gilbert N. Lewis
Compartilhamento de pares de elétronsCompartilhamento de pares de elétrons
Ácido de Lewis Æ substância capaz de aceitar um par de e-
Base de Lewis Æ substância capaz de doar um par de e-
A + B: " B-A
ácido base aduto
44
Caráter anfóteroCaráter anfótero
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
O conceito de Lewis de Ácidos e Bases
Cu2+(aq) + 4NH3 (aq) " [Cu(NH3)4]2+(aq)
Al(OH)3 (s) + OH- (aq) " [Al(OH)4]-(aq)
ácido base
Al(OH)3 (s) + 3 H3O+ (aq) " Al3+(aq) + 6H2O (l)
45
Equilíbrio Químico 01/03/2013
Janaína Heberle Bortoluzzi 16
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
O conceito de Lewis de Ácidos e Bases
Al3+(aq)
NH3(aq)
Al(OH)3 (s)
NaOH(aq)
Al(OH)4- (aq)
HCl(aq)
Al3+(aq) + 6H2O(l)46
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
O conceito de Lewis de Ácidos e Bases
Cátions metálicos em água
Complexos de 
coordenação47
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
O conceito de Lewis de Ácidos e Bases
Ácidos de Lewis moleculares
Óxidos ácidos
Íon bicarbonato
48
Equilíbrio Químico 01/03/2013
Janaína Heberle Bortoluzzi 17
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
Comportamento de Ácidos e Bases
Por que o HF é um ácido fraco e o HCl forte???
HF << HCl << HBr << HI
17
Energia de ligação H-X
HF HCl HBr HI
pKa + 3,14 - 7 - 9 -10
Força da ligação H-X (kJ/mol) 565 432 366 299
Por que o HNO2 é um ácido fraco e o HNO3 forte???
Oxiácidos Æ um não metal + nO
a força aumenta com o númedo de O
49
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
Comportamento de Ácidos e Bases
Por que os ácidos carboxílicos são ácidos de BrØnsted???
ligações C-H 
não se rompem 
em água A ligação polar H-O se 
rompe pela interação do H+
com a H2O ligada ao H
+ H3O+
Estabilizado pela ressonância
50
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
Comportamento de Ácidos e Bases
Exercício:
1- Qual seriam os ácidos mais fortes?
a) H2SeO4 ou H2SeO3?
b) [Fe(H2O)6]2+ ou [Fe(H2O)6]3+?
c) HOCl ou HOBr?
51
Equilíbrio Químico 01/03/2013
Janaína Heberle Bortoluzzi 18
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
Titulações Ácidos e Bases
Como varia o pH durante uma titulação???
52
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
Titulações Ácidos e Bases
Como varia o pH durante uma titulação???
No ponto de equivalência pH > 7
53
Janaína Heberle Bortoluzzi
A Química de Ácidos e Bases
Titulações Ácidos e Bases
Como varia o pH durante uma titulação???
Indicadores ácidoIndicadores ácido--basebaseHIn H+ + In-
[ ]
[ ]
[ ]
[ ] conjugada base dacor 1
ácido docor 1
³
³
-
-
HIn
In
In
HIn
Indicador Em ácido Em base faixa de pH
Azul de timol Vermelho Amarelo 1,2-2,8
Azul de bromofenol Amarelo Purpura 3,0-4,6
Laranja de metilo Laranja Amarelo 3,1-4,4
Vermelho de metilo Vermelho Amarelo 4,2-6,3
Azul de clorofenol Amarelo Vermelho 4,8-6,4
Azul de bromotimol Amarelo Azul 6,0-7,6
Vermelho de cresol Amarelo Vermelho 7,2-8,8
Fenolftaleína Incolor Rosa 8,3-10,0
54

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