03 EQUILÍBRIO QUÍMICO FASE AQUOSA ADRIANO BORGES (1)

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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
O Efeito de Íon Comum 
 
 
A dissociação de um eletrólito fraco diminui pela adição de 
eletrólito forte à solução, que tem um íon em comum com 
ele. 
 
NaC2H3O2 Na
+ + C2H3O2
- 
 
 
 
HC2H3O2 H
+ + C2H3O2
- 
 
 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
O Efeito de Íon Comum 
 
NaC2H3O2 Na
+ + C2H3O2
- 
 
 
 
HC2H3O2 H
+ + C2H3O2
- 
 
 
A adição de C2H3O2
- desloca o equilíbrio e reduz a 
concentração de [H+] 
 
 
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Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Soluções Tamponadas 
 
Soluções com um par ácido-base conjugado fraco, que 
podem resistir a variações drásticas de pH com adição de 
ácidos ou bases fortes. 
 
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Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Composição e Ação dos Tampões 
 
Ácido fraco + sal do ácido ou base fraca + sal da base 
 
 
Resistência à mudança de pH 
 
 
Neutraliza íons OH- e íons H+ 
 
 
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Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Composição e Ação dos Tampões 
 
HXaq H
+
aq + X
-
aq 
 
 
Expressão da constante de dissociação do ácido é: 
 
Ka = ([H
+] [X-]) / [HX] 
 
 
Resolvendo a expressão em termos de [H+], têm-se: 
 
[H+] = Ka ([HX] / [X
-]) 
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Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Capacidade de Tamponamento e pH 
 
A capacidade de tamponamento é medida pela quantidade 
de ácido ou base que o tampão pode neutralizar antes que 
o pH se modifique drasticamente. 
 
 
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Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Capacidade de Tamponamento e pH 
 
 
A partitr da expressão de H+: 
 
[H+] = Ka ([HX] / [X-]) 
 
 
Operando –log para termos o resultado em pH, têm-se: 
 
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Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Capacidade de Tamponamento e pH 
 
 
-log [H+] = -log (Ka ([HX] / [X-])), temos: 
 
 
-log [H+] = -log Ka – log ([HX] / [X-]), então: 
 
 
pH = pKa – log ([HX] / [X-]) 
 
 
pH = pKa + log ([X-] / [HX]) 
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Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Capacidade de Tamponamento e pH 
 
 
Pode ser calculado pela constante Ka 
 
 
 
Equação de Henderson-Hasselbach 
 
pH = pKa + log ([base]/[ácido]) 
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Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Adição de Ácidos Fortes ou de Bases Fortes a 
Solução-Tampão 
 
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Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Titulações Ácido-base 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
Numa titulação deste tipo, uma solução de base, com a 
concentração conhecida, é adicionada lentamente a um certo 
volume de ácido (ou ácido é adicionado à base. 
 
 
E para determinarmos o ponto de equivalência (o ponto em 
que se juntaram quantidades equivalentes de ácido e de 
base), temos duas maneiras: 
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Titulações Ácido-base 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
Utilização de um indicador ácido base. 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Titulações Ácido-base 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
Utilização de um pHmêtro. 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Titulação de Ácido Forte por Base Forte 
 
 
 
Ponto de equivalência em pH = 7,00 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Titulação de Ácido Forte 
por Base Forte 
 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
A curva de pH para 
a titulação de 50,0 
mL de uma solução 
de 0,100 mol/L de 
ácido forte com uma 
solução de 0,100 
mol/L de uma base 
forte, nesse caso 
HCl e NaOH 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Titulação de Ácido Fraco por Base Forte 
 
 
 
Ponto de equivalência em pH > 7 
 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Titulação de Ácido Fraco por Base Forte 
 
 
Imagina-se que a reação completa entre a base forte e uma 
ácido fraco é a formação de uma solução que contém ácido 
fraco e sua respectiva base conjugada. 
 
 
Ex: 
 
HC2H3O2aq + OH
- C2H3O
-
2aq + H2Ol 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Titulação de Ácido Fraco por Base Forte 
 
 
O valor de Ka e a expressão desta constante de equilíbrio, 
calculam-se as concentrações do ácido fraco, da sua base 
conjugada e do H+ no equilíbrio. 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Titulação de Ácido 
Fraco por Base Forte 
 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
A linha mostra a 
variação no pH à 
medida que uma 
solução de 0,100 
mol/L de NaOH é 
adicionada na 
titulação de 50,0 mL 
de solução de 0,100 
mol/L de ácido 
acético 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Titulação de Ácido Fraco por Base Forte 
 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
Solução 
com ácido 
fraco e 
base forte 
HX + OH- X- + H2O 
Cálculo de 
[HX] e de 
[X-] depois 
da reação 
Cálculo de 
[H+] com 
Ka’ [HX] e 
[X-] 
pH 
Cálculo estéquiométrico Cálculo de equilíbrio 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Curvas de Titulação de Ácidos Fracos ou Bases 
Fracas 
 
Uma solução inicial de ácido fraco tem pH mais elevado que 
uma solução inicial de ácido forte, nas mesmas 
concentrações 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Curvas de Titulação de Ácidos Fracos ou Bases 
Fracas 
 
O pH se eleva mais rapidamente na parte inicial da 
titulação, mas bem mais lentamente nas vizinhanças do 
ponto de equivalência 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Curvas de Titulação de Ácidos Fracos ou Bases 
Fracas 
 
 
O pH no ponto de equivalência não é igual a 7 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Curvas de Titulação de 
Ácidos Fracos ou Bases 
Fracas 
 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
Influência da força 
ácida na forma de 
curva para a 
titulação com NaOH. 
Cada curva 
representa a 
titulação de 50,0 mL 
de 0,10 mol/L de 
ácido com 0,10 
mol/L de NaOH. QU
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Titulação de Ácidos Polipróticos 
 
 
Ocorre uma sequência de etapas 
 
 
Haverá mais de um ponto de equivalência 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Titulação de Ácidos Polipróticos 
 
 
Ex: Ácido Fosforoso 
 
H3PO3aq + OH
-
aq H2PO3
-
aq + H2Ol 
 
 
 
 
H2PO3
-
aq + OH
-
aq HPO3
2- + H2Ol 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Titulação de Ácidos 
Polipróticos 
 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Equilíbrios de Solubilidade 
 
 
Envolvem reação com dissolução e precipitação 
 
 
Envolvem solubilidade dos compostoem água 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
O Produto de Solubilidade, Kps 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
Solubilidade 
do composto 
(g/L) 
Solubilidade 
molar do 
composto (mol/L) 
Concentação 
molar dos 
íons 
Kps 
Esquema de conversão de solubilidade em Kps e vice-versa 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
O Produto de Solubilidade, Kps 
 
 
Uma solução saturada é uma solução em equilíbrio com 
soluto não dissolvido 
 
 
BaSO4(s) Ba
2+
(aq) + SO4
2-
(aq) 
 
 
Kps = [Ba2+] [SO4
2-] 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
O Produto de Solubilidade, Kps 
 
 
Uma vez que esta constante exprime, de certa forma, o 
grau que o sólido é solúvel na água, aconstante de 
equilíbrio é chamada o produto de solubilidade e 
simbolizada por Kps. 
 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
Exemplos: 
 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Solubilidade e Produto de Solubilidade, Kps 
 
 
Diferenças: 
 
Solubilidade é a quantidade que se dissolve para a 
formação da soluçãosaturada, sendo comum ser expressa 
em g/L. 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Solubilidade e Produto de Solubilidade, Kps 
 
 
Diferenças: 
 
O produto de solubilidade (Kps) é a constante de 
equilíbrio do equilíbrio entre o sólido iônico e a sua solução 
saturada. 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Solubilidade e Produto de Solubilidade, Kps 
 
 
Ex: 
 
A solubilidade do Mg(OH)2 se altera quando o pH da solução 
se altera. O produto de solubilidade , ao contrário, tem só 
um valor, dado o soluto e dada a temperatura. 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Fatores que Afetam a Solubilidade 
 
 
- Presença de íons comuns 
 
- pH da solução 
 
- Presença de agentes complexantes 
 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Efeito de Íon Comum 
 
 
Interferência de outros íons comuns a solução, 
influenciando o equilíbrio da solução. 
 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Solubilidade e pH 
 
A solubilidade de quase qualquer composto iônico é 
alterada, se a solução for suficientemente ácida ou alcalina. 
 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Solubilidade e pH 
 
A solubilidade de sais pouco solúveis, com ânions básicos, 
aumenta com o aumento da concentração de H+. 
 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Solubilidade e pH 
 
A solubilidade dos sais de metais também é afetada pela 
presença de certas bases de Lewis que reagem com os íons 
metálicos e formam íons complexos estáveis. 
 
 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Solubilidade e pH 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
O efeito do pH na solubilidade 
de CaF2. A escala de pH é 
dada com a acidez 
aumentando para a direita. 
Observe que a escala vertical 
foi multiplicada por 103. 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Formação de Íons Complexos 
 
 
Formaçãode um íon complexo metálico na reação. Ex: 
 
Ag+aq + 2NH3aq Ag(NH3)2
+
aq 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
Formação de Íons Complexos 
 
Constante de Formação de alguns íons complexos metálicos 
em água a 25 oC 
 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Anfoterismo 
 
Substâncias Anfóteras são substâncias que podem 
apresentar comportamento como ácidos ou como bases. 
 
Exs: Hidróxidos e Óxidos de 
 
Al3+, Cr3+, Zn2+ e Sn2+. 
 
 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Precipitação e Separação de Íons 
 
 
Ex: Mistura de BaCl2 e Na2SO4 
 
 
 BaSO4 se Q (Q = [Ba
2+] [SO4
2-]) > Kps 
 
 
, onde Q é o protuto iônico. 
 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Precipitação e Separação de Íons 
 
 
Relações possíveis entre Q e Kps: 
 
Se Q > Kps, a precipitação avança até Q = Kps 
 
Se Q = Kps, a solução está saturada 
 
Se Q < Kps, o sólido se dissolve até Q = Kps 
 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Precipitação e Separação de Íons 
 
 
Ex.: Solução de Ag+ e Cu+2 
 
 
- Juntando HCl 
 
 
 AgCl e Cu+2 ficará em solução 
 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Análise Qualitativa dos Elementos Metálicos 
 
 
 
- Análise Qualitativa 
 
- Análise Quantitativa 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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Análise Qualitativa dos Elementos Metálicos 
 
 
 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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Análise Qualitativa dos Elementos Metálicos 
 
 
 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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Disciplina: Química Analítica 
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Equilíbrios em Fase Aquosa 
 
 
Análise Qualitativa dos Elementos Metálicos 
 
 
 
Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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Fase Aquosa 
 
 
Análise Qualitativa 
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Curso:Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica 
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