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Soluções aquosas de substâncias inorgânicas

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Soluções aquosas de substâncias inorgânicas
Profa. Kátia Messias Bichinho
2010/2
UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA
Centro de Ciências Exatas e da Natureza Departamento de Química
Química Analítica Clássica 
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O que é uma solução?
Química Analítica Clássica 
Soluto
Solvente
Solução  produto homogêneo obtido quando se dissolve uma substância (soluto) em um solvente.
Solução aquosa quando o solvente é a água.
Reações Químicas
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A importância de soluções aquosas?
Química Analítica Clássica 
 Mais de 2/3 do planeta é coberto por água;
 Substância mais abundante no corpo humano;
 Propriedades físico-químicas únicas;
 Solvente para uma ampla variedade de substâncias, sendo considerado como solvente universal;
 Diversas reações bioquímicas, que garantem o adequado funcionamento do organismo humano, envolvem substâncias dissolvidas em água;
 Inúmeras reações químicas conhecidas ocorrem em meio aquoso. 
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O que são eletrólitos?
O que são não-eletrólitos?
Química Analítica Clássica 
Eletrólitos são substâncias químicas que formam íons quando dissolvidas em água ou outro solvente e assim produzem soluções que conduzem a corrente elétrica.
Eletrólitos Corrente elétrica
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Química Analítica Clássica 
Corrente elétrica
Conduz eletricidade
Não conduz eletricidade
Sofrem modificações
Eletrólitos
Não - Eletrólitos
Não se modificam
Substâncias inorgânicas (ácidos, bases e sais)
Substâncias orgânicas (glicose, glicerina etc.)
O que são eletrólitos?
O que são não-eletrólitos?
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Química Analítica Clássica 
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Química Analítica Clássica 
Teoria de dissociação eletrolítica
Corrente elétrica  conduzida pela migração de partículas carregadas em soluções de eletrólitos;
Soluções de eletrólitos  nº de partículas é 2, 3 ou mais vezes maior que nº de moléculas dissolvidas.
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Química Analítica Clássica 
Teoria de dissociação eletrolítica
Teoria de Arrhenius  moléculas dissociam-se reversivelmente em átomos ou grupamentos de átomos carregados que conduzem corrente elétrica.
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Química Analítica Clássica 
Teoria de dissociação eletrolítica
 Teoria de Debye-Hückel explica porque a condutividade molar de soluções de eletrólitos fortes é maior quando as soluções são mais diluídas.
Efeito de solvatação
Efeito eletroforético
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Química Analítica Clássica 
Teoria de dissociação eletrolítica
Processo de solvatação
Composto iônico
NaCl  Na+ + Cl-
Dissociação eletrolítica
CH3 OH
Dissolução apenas
Solubilização
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Química Analítica Clássica 
Teoria de dissociação eletrolítica
NaCl  Na+ + Cl-
MgSO4  Mg2+ + SO42-
CaCl2  Ca2+ + 2Cl-
Na2SO4  2Na+ + SO42-
Cargas positivas = cargas negativas
nº de cargas do íon = valência
Dissociação eletrolítica de substâncias inorgânicas:
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Química Analítica Clássica 
Teoria de dissociação eletrolítica
Grau de dissociação de uma substância química
 Não há dissociação
 Dissociação Total
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Química Analítica Clássica 
O que são eletrólitos fortes?
Eletrólitos fortes são substâncias químicas que se ionizam completamente em um solvente.
Eletrólitos fracos são substâncias químicas que se ionizam parcialmente em um solvente.
O que são eletrólitos fracos?
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Química Analítica Clássica 
Eletrólito fraco  Ex: ácido acético (CH3COOH)
Eletrólito Forte  Ex: cloreto de sódio (NaCl)
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Química Analítica Clássica 
Teoria de dissociação eletrolítica
Exemplos de eletrólitos fortes e fracos
TABELA 9-1 - Classificação de Eletrólitos
FORTES
1. Ácidos inorgânicos como HNO3, HClO4, *H2SO4, HCl, HI, HBr, HClO3, HBrO3
2. Hidróxidos alcalinos e alcalino-terrosos;
3. A maioria dos sais.
*H2SO4 é completamente dissociado para formar os íons HSO4 - e H3O+ e, por essa razão, é considerado um eletrólito forte. Deve-se
observar, entretanto, que o íon HSO4 - é um eletrólito fraco, sendo apenas parcialmente dissociado para formar SO42- e H3O+.
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Química Analítica Clássica 
Teoria de dissociação eletrolítica
Exemplos de eletrólitos fortes e fracos
TABELA 9-1 - Classificação de Eletrólitos
FRACOS 
Ácidos inorgânicos, incluindo H2CO3, H3BO3, H3PO4, H2S,
 H2SO3;
2. A maioria dos ácidos orgânicos;
3. Amônia e a maioria das bases orgânicas;
4. Haletos, cianetos e tiocianatos.
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Química Analítica Clássica 
EQUILÍBRIO QUÍMICO
Considerações
 1. As reações químicas não resultam na completa conversão de reagentes em produtos.
2. As reações químicas tendem a um estado de equilíbrio químico, descrito como a condição de reação em que a razão das concentrações de reagentes e produtos é constante. 
3. A constante de equilíbrio químico de uma dada reação é a expressão algébrica da razão das concentrações entre reagentes e produtos.
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Química Analítica Clássica 
EQUILÍBRIO QUÍMICO
ác.arsênico
iodeto
ác.arsênioso
triideto
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Química Analítica Clássica 
EQUILÍBRIO QUÍMICO
	Posição de equilíbrio químico: relação de concentração no estado de equilíbrio, que independe do caminho pelo qual o estado de equilíbrio foi alcançado, ou seja, considerado para reações reversíveis.
	Importante: as reações químicas não cessam quando o estado de equilíbrio químico é atingido. Em vez disso, as quantidades de reagentes consumidos e produtos formados são constantes, pois as velocidades das reações direta e inversa são idênticas.
	
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Química Analítica Clássica 
EQUILÍBRIO QUÍMICO E O PRINCÍPIO DE LE CHATELIER
	Perturbação aplicada ao sistema: altera a posição do equilíbrio. São exemplos de perturbações variações de temperatura, pressão ou concentração de reagentes ou produtos.
	Princípio de Le Chatelier diz que a posição de um equilíbrio químico sempre é deslocada no sentido que alivia ou minimiza a perturbação que é aplicada a um sistema. 
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Química Analítica Clássica 
EQUILÍBRIO QUÍMICO E O PRINCÍPIO DE LE CHATELIER
	1. Variação de temperatura aplicada a um sistema em estado de equilíbrio químico:
	
	
	A formação de amônia a partir de seus elementos é uma reação revesível: N2(g) + 3H 2(g)  2NH3(g)
	A formação da amônia é acompanhada pelo desprendimento de calor, ou seja, é uma reação exotérmica.
	A reação reversa, no entanto, absorve calor, ou seja, é uma reação endotérmica. 
	Se a temperatura do sistema em equilíbrio é aumentada, a reação que absorve calor será favorecida , promovendo decomposição da amônia até atingir novo estado de equilíbrio químico.
	Se resfriarmos o sistema, favoreceremos a formação da amônia.
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Química Analítica Clássica 
EQUILÍBRIO QUÍMICO E O PRINCÍPIO DE LE CHATELIER
	2. Variação de pressão aplicada a um sistema em estado de equilíbrio químico:
	
	A formação de iodeto de hidrogênio a partir de seus elementos é uma reação revesível em fase gasosa: 
1H2(g) + 1I2(g)  2HI(g)
	Os coeficientes estequiométricos das moléculas em cada lado da equação são iguais, ou seja, mesmo número de móis de reagentes e de produtos: não existe variação de volume quando se forma o HI.
	Nessa condição, se ocorrer um aumento de pressão, ambos as reações direta e inversa serão afetadas, ou seja, a composição da mistura no equilíbrio químico permanece constante.
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Química Analítica Clássica 
EQUILÍBRIO QUÍMICO E O PRINCÍPIO DE LE CHATELIER
	2. Variação de pressão aplicada a um sistema em estado de equilíbrio químico:
	
	Se avaliarmos a reação para a formação da amônia, o número de móis dos reagentes é quatro enquanto que do produto é dois:
1N2(g) + 3H 2(g)  2NH3(g)
	
	Isto significa que há diminuição de volume quando a amônia é formada. Um aumento da pressão favorecerá a formação da amônia, ou seja, favorecerá a formação de substâncias que ocupam um volume menor.
	* Lembre que aumentando a pressão, diminui o volume.
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Química Analítica Clássica 
EQUILÍBRIO QUÍMICO E O PRINCÍPIO DE LE CHATELIER