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Profº. Ewerton Carvalho Universidade Federal Rural da Amazônia Instituto de Socioambiental e de Recursos Hídricos Disciplina: Química Analítica K = [H+].[OH-] H2O K. = [H+].[OH-] H2O KW = [H +].[OH-] KW = [H +].[OH-] ≈ 1,0x10-14 (25 oC) A água é um eletrólito fraco, que se ioniza de acordo com a seguinte equação simplificada. Constante = 1L de H2O temos 55,55mols Kw, onde o subscrito w significa água (do inglês water) H2O H + + OH- Tabela 01 - Variação de Kw com a temperatura Temperatura (°C) Kw pH 0 1,15 x 10-15 7,47 5 1,88 x 10-15 7,36 10 2,97 x 10-15 7,26 15 4,57 x 10-15 7,17 20 6,88 x 10-15 7,08 25 1,01 x 10-14 6,9978 30 1,46 x 10-14 6,92 35 2,07 x 10-14 6,84 40 2,88 x 10-14 6,77 45 3,94 x 10-14 6,70 50 5,31 x 10-14 6,63 100 5,43 x 10-13 6,13 150 2,30 x 10-12 5,82 200 5,14 x 10-12 5,64 250 6,44 x 10-12 5,59 300 3,93 x 10-12 5,70 Temperatura Ambiente Solução Neutra: A água pura, por exemplo, libera iguais quantidades de íons H+ e OH-. Solução Ácida: Numa solução ácida [H+] será maior do que a [OH-]. Solução Básica ou Alcalina: Numa solução básica [OH-] será maior do que a [H+]. Indicadores ácido-base pHmetro de bancada pHmetro de bolso ou de campo Qual a concentração de H+ e OH- na água pura, a 25 C? KW = [H +].[OH-] H2O H + + OH- Estequiometria: [H+]=[OH-] [H+].[H+] = 1,0x 10-14 [H+]=1,0x 10-7mol/L [OH-]=1,0x 10-7mol/L [H+]2 = 1,0x 10-14 Sörensen para evita o inconveniente de se manipular números muito pequenos (expoentes negativos), propôs utilizar o logaritmo do inverso da concentração (–log), que é um número positivo, simbolizando esse termo (– log) por “p”, dessa forma surgiu o pH. pOH = – log [OH-] pH = – log [H+] O dinamarquês Peter Lauritz Sörensen (1868-1939) estudava reações enzimáticas e controle de qualidade da cerveja, onde a a concentração dos H+ tem papel fundamental. SOLUÇÕES NEUTRAS [H+] =[OH-] [H+] =10-7M [OH-] =10-7M pH=pOH pH=7 pOH=7 SOLUÇÕES ÁCIDAS [H+] >[OH-] [H+] >10-7M [OH-] <10-7M pH<pOH pH<7 pOH >7 SOLUÇÕES BÁSICAS [H+] <[OH-] [H+] <10-7M [OH-] >10-7M pH>pOH pH>7 pOH <7 pOH = – log [OH-] [OH-] = 10-pOH pH = – log [H+] [H+] = 10-pH Água pura existe? Na maioria dos laboratório, a resposta é “Não”. A água destilada que é armazenada na maioria dos laboratórios, é ácida porque contém CO2 dissolvido, proveniente da atmosfera. O CO2 em meio aquoso, é um ácido devido a reação: CO2 + H2O ↔ HCO3 - + H+ No século XIX, Friedrich Kohlrausch demonstrou que teríamos que destilar a água 42 vezes consecutivos sob vácuo para se reduzir a condutividade elétrica para um valor limite. Ácido Neutro Básico Cálculos de pH em soluções de ácidos e bases fortes 01 - Calcular o pH das uma solução 0,05mol/L de HCl. HCl → H+ + Cl- Equação de ionização [HCl] = 0,05mol/L pH = – log (5 x 10-2) pH = – log [H+] [H+]=0,05mol/L = 5x10-2mol/L pH = 1,3 Cálculos de pH em soluções de ácidos e bases fortes 02 - Calcular o pH das uma solução 0,01mol/L de Ba(OH)2. Ba(OH)2 → Ba 2+ + 2OH- Equação de dissociação [Ba(OH)2] = 0,01mol/L pOH = – log [OH-] [OH-]=2x0,01mol/L pOH ≈ 1,7 [OH-]= 0,02mol/L pOH = – log (0,02) pOH + pH = 14 1,7 + pH = 14 pH = 12,3 Cálculos de pH em soluções de ácidos e bases fracos Calcular o pH e a porcentagem de ionização do ácido acético (HAc) que encontra-se em solução 0,1 mol/L. Dados: Ka=1,75x10-5. Calcular o pH e a porcentagem de ionização do hidróxido de amônio (NH4OH) que encontra-se em solução 0,02 mol/L. Dados: Kb=1,75x10-5.