Aula Hidrolise salina, Solução Tampão e Indicadores de pH QA

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HIDRÓLISE SALINA
SOLUÇÃO – TAMPÃO
INDICADORES DE PH
Química Analítica - Engenharia de Alimentos
Profa. Ma. Fernanda Caspers Zimmer
30/03/2016
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Propriedades das soluções salinas
quase todos os sais são eletrólitos fortes. Assim sendo, esses sais existem inteiramente como íons em solução;
as propriedades ácido-base dos sais são uma consequência da reação de seus íons em solução;
a reação na qual os íons reagem com água, produzindo H+ ou OH-, é chamada hidrólise:
ânions de ácidos fracos sofrem hidrólise alcalina;
 A– + H2O HA + OH–
cátions de bases fracas sofrem hidrólise ácida;
 B+ + H2O BOH + H+
ânions de ácidos fortes e cátions de bases fortes são neutros (não sofrem hidrólise).
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Todo o sal é formado por um cátion e um ânion. 
Ex: NaCl
Na Cl
cátion
ânion
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Sempre o cátion de um sal é proveniente da base, que no caso do NaCl é o NaOH. 
Já o ânion sempre é proveniente do ácido, que no mesmo caso é o HCl. Assim, podemos descobrir o ácido e a base que deram origem ao sal. 
NaOH + HCl  NaCl + H2O
Note que a hidroxila da base (OH-) com o hidrogênio do ácido (H+) juntam-se para formar a água, H2O.
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1º CASO: Sal proveniente de um ácido forte e uma base forte
Ex: Na2SO4
2 NaOH + H2SO4  Na2SO4 + 2 H2O 
Como estes ânion e cátion são provenientes de ácido e base fortes, respectivamente, estes tendem a permanecer na forma ionizada e não reagem com água, logo, nem o cátion e nem o ânion sofrem hidrólise, assim temos um caráter neutro quando este sal está dissolvido em água. 
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2º CASO: Sal proveniente de um ácido forte e uma base fraca
Ex: CuSO4
2Cu(OH)2+H2SO4+ CuSO4+3 H2O 
Como o ânion sulfato vem do ácido sulfúrico, um ácido forte, este não sofre hidrólise. Porém, o cátion de cobre, que vem de uma base fraca, sofrerá hidrólise: 
Cu2+ + 2 H2O  Cu(OH)2 + 2 H+ 
Note que o produto da hidrólise é o íon H+, responsável pelo caráter ácido. Logo, quando temos um sal proveniente de um ácido forte e uma base fraca temos um caráter ácido quando este sal está dissolvido em água. 
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3º CASO: Sal proveniente de um ácido fraco e uma base forte 
Ex: NaCN
NaOH + HCN  NaCN+ H2O
Como o ânion cianeto vem do ácido cianídrico, um ácido fraco, este sofre hidrólise. O cátion sódio, que vem de uma base forte, não sofrerá hidrólise: 
CN- + H2O  HCN + OH- 
Note que o produto da hidrólise é o íon OH-, responsável pelo caráter básico. Logo, quando temos um sal proveniente de um ácido fraco e uma base forte temos um caráter básico quando este sal está dissolvido em água. 
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4º CASO: Sal proveniente de um ácido fraco e uma base fraca 
Ex: NH4CN
O ânion cianeto (CN-) vem do ácido cianídrico, HCN;  O cátion amônio (NH4+) vem da base hidróxido de amônio, NH4OH. 
Como o ânion cianeto vem do ácido cianídrico, um ácido fraco, e o cátion amônio vem do hidróxido de amônio, uma base fraca, precisamos considerar os valores de Ka (constante de ionização dos ácidos) e Kb (constante de basicidade das bases) para o ácido e a base que dão origem ao cianeto de amônio: 
NH4OH + HCN  NH4CN+ H2O
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4º CASO: Sal proveniente de um ácido fraco e uma base fraca 
Ex: NH4CN
Ka (ácido cianídrico)= 4,9 x 10-10 
Kb (hidróxido de amônio) = 1,8 x 10-5 
Como Kb > Ka, quem sofre hidrólise é o cátion : 
CN- + H2O --> HCN + OH- 
Note que o produto da hidrólise é o íon OH-, responsável pelo caráter básico. Mas isto vale apenas para este sal. Então, quando temos um sal proveniente de um ácido fraco e uma base fraca devemos analisar os valores de Ka e Kb quando este sal está dissolvido em água. 
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Indicadores de pH
A primeira teoria sobre indicadores de pH foi elaborada por Wilhelm Ostwald (em 1894), tendo como base a teoria da dissociação eletrolítica iônica dos indicadores.
W. Ostwald é considerado o pai da físico-química. Recebeu o Nobel de Química de 1909 por seu trabalho sobre catálise.
Ele também desenvolveu um processo de fabricação de ácido nítrico por oxidação do amoníaco:
4 NH3 + 5 O2 → 4 NO + 6 H2O
2 NO + O2 → 2 NO2
3 NO2 + H2O → 2 HNO3(aq) + NO
Imagem: Autor desconhecido/ Disponibilizado pelo usuário Stefi/ United States Public Domain
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Indicadores de pH
Para Ostwald, em sua “teoria iônica dos indicadores”, os indicadores são bases ou ácidos fracos cuja cor das moléculas não dissociadas difere da cor dos respectivos íons;
São substâncias químicas que fornecem indicação visual dependendo da acidez (pH) do meio;
São usados atualmente tanto em solução aquosa quanto em outras apresentações (papel indicador, por exemplo).
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Como os indicadores mudam de cor?
Os indicadores de pH são, portanto, bases ou ácidos orgânicos fracos que possuem formas com cores diferentes dependendo do pH do meio;
A coloração se dá graças a um rearranjo molecular causado pela variação do pH do meio, o que proporciona o surgimento ou desaparecimento dos grupos cromóforos (responsáveis pela cor).
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Faixa de mudança de coloração
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