Hidrolise de Metais

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06/12/2015
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Hidrólise de Metais
Comportamento ácido-base de 
Bronsted de metais
pK1 = 6,7
Hidrólise de Metais 
e o Fe2+(aq)?
Fe(H2O)6
2+
(aq)
águas de solvatação (coordenação)
Apresenta um comportamento ácido-base de Bronsted? 
Fe(H2O)6
2+
(aq) ⇌ Fe(H2O)5 OH 
+
(aq) + H
+
(aq)
Ácido de Bronsted
Fe2+ + H2O(l) ⇌ Fe OH 
+
(aq) + H
+
(aq)
Base de Bronsted
Fe2+
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
0 2 4 6 8
�� ��
�
��
�
ESPÉCIES NEUTRAS SÃO POUCO SOLÚVEIS!!!
Água de solvatação
Metais
comportamento ácido-base
Ferro (II)
Ferro (III)
Fe3+(aq) + H2O(l) ⇌ FeOH2+ (aq) + H+(aq) ) pK1
FeOH2+(aq) + H2O(l) ⇌ Fe(OH)2+(aq) + H+(aq) pK2
Fe(OH)2+(aq) + H2O(l) ⇌ Fe(OH)3 (aq) + H+(aq) pK3
Fe2+(aq) + H2O(l) ⇌ FeOH+(aq)+ H+(aq) pK1=6,7
FeOH+ (aq) + H2O(l) ⇌ Fe(OH)2 (aq)+ H+(aq) pK2=9,5
Fe(OH)2 (s) ⇌ Fe(OH)2(aq)
Pouco solúvel –
formado com a saturação do Fe(OH)2(aq) 
Fe(OH)3 (s) ⇌ Fe(OH)3 (aq)
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
0 1 2 3 4
α0 α1 α2 pI pH
α
Fe(OH)2 (aq) + H2O(l) ⇌ Fe(OH)3- (aq)+ H+(aq) pK3=11,07
sem considerar espécies polinucleares
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
0 2 4 6 8
�� ��
�
��
�
sem considerar espécies polinucleares
06/12/2015
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Alumínio
Al3+(aq) + H2O(l) ⇌ AlOH2+(aq)+ H+(aq) pK1
Al(OH)2+(aq) + H2O(l) ⇌ Al(OH)2+(aq)+ H+(aq) pK2
Al(OH)2+(aq) + H2O(l) ⇌ Al(OH)3(aq)+ H+(aq) pK3
Al(OH)3(aq) + H2O(l) ⇌ Al(OH)4-(aq)+ H+(aq) pK4
Al(OH)3(s) ⇌ Al(OH)3(aq) log so
Pouco solúvel (Al(OH)3o
metal Nº máximo
Hidroxilas ligadas
pK1
Mn3+ 0,4
Fe3+ 3 2,19 (2,46)
Hg2+ 3,7 (3,47)
Cr3+ 4 4,0
Al3+ 4 4,8
Fe2+ 3 6,74
Pb2+ 3 7,1 (8)
Cu2+ 4 7,341
Zn2+ 4 8,96
Cd2+ 4 9,21
Ni2+ 3 9,86
Mn2+ 3 10,59
Mg2+ 2 11,4
Ag+ 2 11,7
Ca2+ 2 12,8
Ba2+ 2 13,36
r
Z
ζ
2
= Acidez associada a ζ
CRC -2000
Albert & Serjeant – The determination of Ionization constant
1 Muitas espécies polinucleares
A
u
m
en
to
 d
a 
ac
id
ez
pKa
αo
Se todo metal está na forma 
livre, a concentração da 
espécie neutra deve estar 
muito baixa (e portanto, não 
estará saturada!!)
Hidróxidos insolúveis 
Hidroxocomplexos
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Aplicações do Método de Avaliação 
baseado no 
Princípio de Le Chatelier: 
Previsão de comportamento: 
exemplo anteriores
Explicação de fatos observados
Ex.: Uma solução contendo cromo (III) teve a adição de NaOH, havendo a precipitação 
de um sólido gelatinoso amarelo
Processos existentes (possíveis de ocorrer, de acordo com as concentrações no meio, 
como no caso da formação de precipitado):
H2O(l) ⇋ H+(aq)+ OH-(aq) 
NaOH(s) → Na+(aq) + OH-(aq)
Cr3+(aq) + H2O(l) ⇌ CrOH2+(aq) + H+(aq) pK1
Cr(OH)2+(aq) + H2O(l) ⇌ Cr(OH)2+(aq) + H+(aq) pK2
Cr(OH)2+(aq) + H2O(l) ⇌ Cr(OH)3(aq) + H+(aq) pK3
Cr(OH)3(aq) + H2O(l) ⇌ Cr(OH)4- (aq) + H+(aq) pK4
* Cr(OH)3(s) ⇌ Cr(OH)3 (aq) log so
A)
B)
C)
D)
E)
F)
G)
Etapas:
1º- Equação G descreve a formação do 
precipitado: depende de Cr(OH)3(aq)
2º Equações E e F explicam influencia de 
Cr(OH)3(aq) em função do pH
3º pH influenciado pelo OH- adicionado 
(Equação A e B) e 
H2O(l) ⇋ ↓H
+
(aq)+ OH
-
(aq) ⇧ � (ou seja pH↑)
NaOH(s) → Na
+
(aq) + OH
-
(aq) ⇧ �
A)
B)
F) ↓ Cr(OH)3(aq) + H2O(l) ⇌ Cr(OH)4
-
(aq) + H
+
(aq) ⇩�
G) ↓ Cr(OH)3(s) ⇌ Cr(OH)3 (aq) ⇩ �
Tentativa 1 Equação “F” (a outra equação que explica comportamento de Cr(OH)3(aq)
A Equação ‘F’ explica o processo contrário: dissolução do precipitado!!!
Equação ‘E’ é mais importante que ‘F’ para explicar o fenômeno: Tentativa 2 é correta!!
Tentativa 2 Equação “E” (umas das equações que explica comportamento de Cr(OH)3(aq)
A Equação ‘E’ explica a formação do precipitado!!!
E) Cr(OH)2
+
(aq) + H2O(l) ⇌ ↑Cr(OH)3(aq) + ⇩ H
+
(aq) �’
G) ↑ Cr(OH)3(s) ⇌ Cr(OH)3 (aq) ⇧ �’
Com o aumento da quantidade de NaOH há a dissolução do
precipitado formado
Nessa situação, a Equação “F” se torna mais importante !!!!!
“A dissolução ocorre devido à formação do Cr(OH)4
-
(aq) “
Continuação do exemplo
A Equação ‘F’ explica o processo contrário: dissolução do precipitado!!!
A Equação ‘E’ explica a formação do precipitado!!!
↓ Cr(OH)3(aq) + H2O(l) ⇌ Cr(OH)4
-
(aq) + H
+
(aq) ⇩
↓ Cr(OH)3(s) ⇌ Cr(OH)3 (aq) ⇩ �
Tentativa 1 Equação “F” (a outra equação que explica comportamento de Cr(OH)3(aq)
F)
G)
Tentativa 2 Equação “E” (umas das equações que explica comportamento de Cr(OH)3(aq)
Cr(OH)2
+
(aq) + H2O(l) ⇌ ↑Cr(OH)3(aq) + ⇩ H
+
(aq) �
↑ Cr(OH)3(s) ⇌ Cr(OH)3 (aq) ⇧ �
E)
G)
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Alumínio
Al3+(aq) + H2O(l) ⇌ AlOH2+(aq)+ H+(aq)
Al(OH)2+(aq) + H2O(l) ⇌ Al(OH)2+(aq) + H+(aq)
Al(OH)2+(aq) + H2O(l) ⇌ Al(OH)3(aq) + H+(aq)
Al(OH)3(aq) + H2O(l) ⇌ Al(OH)4-(aq) + H+(aq)
Al(OH)3(s) ⇌ Al(OH)3(aq)
�Al3+(aq) + H2O(l) ⇌ AlOH2+(aq)+ ↑H+(aq)
⇧H+(aq) pH↓