Medida da Constante de Dissociação de um Ácido Fraco

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Universidade Federal do Rio de Janeiro 
IQF367 Físico-Química Experimental - EQ/EQD-2 
Professor: Carlos Bielschowsky 
Aluna: Mylena Capareli do Nascimento Craveiro 
 
→ Relatório da Prática 5 – Medida da Constante de Dissociação de um Ácido Fraco: 
 
Introdução 
 [1] Os eletrólitos fracos não se dissociam completamente e possuem 
condutividade menor do que os eletrólitos fortes. Com o aumento da concentração de 
íons, o equilíbrio de dissociação é deslocado na direção das moléculas não dissociadas. 
A Reação 1 corresponde à reação de dissociação do ácido acético, por exemplo. 
HAc + H2O ⇌ Ac
− + H3O
+ (Reação 1) 
 
 [1] Assim, a constante de dissociação (Ka), que pode ser definida como um valor 
que expressa a relação entre as concentrações dos eletrólitos dissociados em meio 
aquoso, é dada como o produto das concentrações dos produtos sobre o produto das 
concentrações dos reagentes. Entretanto, como a água entra em excesso, sua 
concentração acaba não entrando na equação. A Equação 1 a seguir mostra como pode 
ser calculada a constante de dissociação do ácido exemplificado na Reação 1. 
Ka =
[ Ac−][H3O
+]
[HAc]
 (𝐄𝐪𝐮𝐚çã𝐨 𝟏) 
 
 [2] O grau de dissociação () é a razão entre a concentração de íons que foram 
dissociados sobre a concentração total das moléculas presentes, que nada mais é do 
que a soma do que dissociou com o que não dissociou, conforme a Equação 2. 
α =
[ Ac−]
[HAc][ Ac−]
 (𝐄𝐪𝐮𝐚çã𝐨 𝟐) 
 
 [2] Quando o ácido é fraco, α < 1, porque grande parte do ácido não se dissocia. 
 A partir das Equações 1 e 2, pode-se chegar na Equação 3, sendo c 
correspondente à concentração da solução: 
Ka =
α2c
1 − α
 (𝐄𝐪𝐮𝐚çã𝐨 𝟑) 
carle
Lápis
carle
Lápis
 [1] A condutividade elétrica de uma substância ou solução é definida como a 
capacidade dessa em conduzir corrente elétrica. E a condutância específica (Ⲭ) ou 
condutividade da solução de um eletrólito é função da concentração deste. Para um 
eletrólito forte, Ⲭ aumenta muito com o aumento da concentração. Já para um eletrólito 
fraco, Ⲭ aumenta muito gradualmente com o aumento da concentração. Além disso, a 
resistência e a condutância variam com a temperatura. Em condução eletrônica 
(metálica), quanto maior a temperatura, maior a resistência. Enquanto que, em 
condução iônica, quanto maior a temperatura, menor a resistência. 
 [1] Na Figura 1 abaixo, mostra-se a dependência da condutividade com a 
concentração e é possível determinar a condutividade de eletrólitos a uma diluição 
infinita, e, desta forma, calcular o grau de dissociação e a constante de dissociação de 
eletrólitos fracos. 
 
Figura 1. Dependência da condutividade com a concentração para eletrólitos fortes e 
fracos 
 
 [1] A condutividade do eletrólito pode ser comparada através da sua 
condutividade equivalente(Ʌc), que é determinada a partir da condutividade (Ⲭ) do 
eletrólito (no caso, o ácido) e da concentração (c) da substância na solução eletrolítica 
conforme a Equação 4, na qual concentração está expressa em equivalentes-gramas por 
litro (normalidade). 
Ʌc = 10
3
Ⲭ
c
 (𝐄𝐪𝐮𝐚çã𝐨 𝟒) 
 
 [1] Como os eletrólitos fracos não se dissociam completamente e possuem 
condutividade menor do que os eletrólitos fortes. Com o aumento da concentração de 
íons o equilíbrio de dissociação é deslocado na direção das moléculas não dissociadas. 
Quando a concentração de eletrólito tende a zero, a condutividade equivalente é 
carle
Lápis
chamada de condutividade molar à diluição infinita (Ʌo), que assume que todo o ácido 
fraco na concentração c se dissociasse. 
 [1] Na condição de diluição infinita, qualquer eletrólito se encontra 
completamente dissociado e as forças de interação entre os íons deixam de existir, de 
modo que os íons atuam independentemente uns dos outros e cada um contribui com 
a sua parte para a condutância total. Quanto maior a condutância equivalente iônica em 
diluição infinita da espécie iônica, maior será sua contribuição para a condutância iônica 
total da solução. A condutância equivalente em diluição infinita de um eletrólito é a 
soma das contribuições de suas espécies iônicas 
 [1] O grau de dissociação () de eletrólitos fracos é o quociente da condutividade 
equivalente dividido pela condutividade molar à diluição infinita (Ʌo), conforme a 
Equação 5. 
α =
Ʌc
Ʌ𝑜
 (𝐄𝐪𝐮𝐚çã𝐨 𝟓) 
 
 [1] E, por conta do α, a condutividade de um ácido fraco depende tanto da 
concentração quanto da constante de dissociação do ácido (Ka). Dessa forma, essa 
última pode ser obtida por meio de medidas de condutividades em diferentes 
concentrações. 
 [1] Substituindo a Equação 5 na Equação 6, a constante de dissociação clássica (K) 
de um ácido fraco é dada, sob forma aproximada, pela Equação 6, decorrente da lei da 
diluição de Ostwald. 
K =
c. Ʌ𝑐
2
Ʌ𝑜(Ʌ𝑜 − Ʌ𝑐)
 (𝐄𝐪𝐮𝐚çã𝐨 𝟔) 
 
 [2] Além disso, a condutividade do eletrólito (Ⲭ) é calculada pela medida das 
condutividades da solução e da água, através da Equação 7. 
Ⲭ = Ⲭsol. − Ⲭágua (𝐄𝐪𝐮𝐚çã𝐨 𝟕) 
 
 [2] O objetivo dessa prática é determinar a constante de dissociação do ácido 
acético por intermédio da condutância equivalente de várias soluções, com diferentes 
concentrações, desse ácido. 
 [4] O ácido acético é um líquido incolor, em temperatura ambiente, de cheiro 
penetrante, sabor azedo e, quando concentrado, é muito tóxico. Seu ponto de fusão é 
16,7 ºC e seu ponto de ebulição é de 118,1 ºC. Se estiver abaixo do ponto de fusão, ou 
carle
Lápis
carle
Lápis
seja, no estado sólido, ele muitas vezes é denominado ácido acético glacial, pois se 
apresenta como cristais brilhantes, incolores, transparentes, com aspecto de gelo. 
 [4] Quando diluído, o ácido acético é mais comumente aplicado e conhecido como 
vinagre, mas também é usado como solvente, largamente empregado em laboratório 
como ácido fraco, como tempero, em tinturaria, perfumaria, na produção de corantes, 
na fabricação de acetonas, em tintas, na seda sintética, na produção de acetato de vinila 
(do qual se obtém o plástico PVA), na produção de ésteres, de acetato de celulose (fibras 
têxteis), de acetatos inorgânicos, de anidrido acético e cloreto de etila (usados em 
sínteses orgânicas) e em medicamentos. 
 
 
Materiais e Métodos 
 Os procedimentos experimentais a seguir estão descritos conforme o roteiro 
disponibilizado na plataforma AVA [2]. 
1. Preparar quatro soluções de ácido acético, por diluição sucessiva, do seguinte modo: 
 1,0 N (solução mãe) → 0,1N → 0,05N 
  
 0,01N → 0,005N 
2. A partir de uma solução de KCl 0,1N, cuja condutividade é tabelada em função da 
temperatura, calibrar o aparelho de medida (condutivímetro); 
3. Medir a condutividade da água usada no preparo das soluções e depois a 
condutividade de cada uma das soluções de ácido acético, rinsando a célula de 
condutividade com a solução a ser usada; 
4. Ao terminar as medidas, lavar a célula com água destilada e deixa-la no seu suporte 
cheio com água; 
5. Desligar o aparelho e deixar todo o material utilizado limpo sobre a bancada. 
 
 
Resultados e Discussão 
 Preparando as soluções de ácido acético por diluição sucessiva, conforme o 
procedimento descrito acima, tem-se, portanto, soluções iguais a 0,005N, 0,010N, 
0,050N e 0,100N. 
carle
Lápis
carle
Lápis
 A Tabela 1 abaixo relaciona a condutividade de KCl 0,1N em função da 
temperatura e, como os resultados foram obtidos a 25°C, a condutividade da solução de 
KCl 0,1N utilizada para calibrar o condutivímetro foi de 12,88mmho/cm. 
Tabela 1. Condutividade do KCl 0,1N em função da temperatura 
Temperatura 
(0C) 
Condutividade 
(mmho/cm) 
15 10,48 
16 10,72 
17 10,95 
18 11,19 
19 11,4320 11,67 
21 11,91 
22 12,15 
23 12,39 
24 12,64 
25 12,88 
26 13,13 
27 13,37 
28 13,62 
29 13,87 
30 14,12 
 
 Medindo a condutividade da água usada no preparo das soluções, chega-se ao 
seguinte resultado: Ⲭágua = 3,31 E-06. 
 Posteriormente, medindo a condutividade de cada uma das soluções de ácido 
acético, obtêm-se os resultados da Tabela 2. 
 
Tabela 2. Condutividade de cada solução preparada 
Concentração (N) Ⲭsol. (mho/cm) 
0,005 1,1055E-04 
0,010 1,5921E-04 
0,050 3,6270E-04 
0,100 5,0950E-04 
 
 A Tabela 3 relaciona a condutividade equivalente do ácido acético em diluição 
infinita (o) em função da temperatura. E, como os resultados obtidos em laboratório 
foram obtidos a 25°C, conclui-se que o utilizado posteriormente corresponde a 
390mho.cm2/eq.g. 
carle
Lápis
 
 
Tabela 3. Condutividade equivalente em diluição infinita do ácido acético 
Temperatura 
(0C) 
Condutância 
(mho.cm2/eq.g) 
18 349 
19 355 
20 361 
21 366 
22 372 
23 378 
24 384 
25 390 
26 396 
27 402 
28 408 
29 414 
30 419 
 
 Sabendo condutividade de cada solução preparada (Ⲭsol.) e a condutividade da 
água (Ⲭágua), foi possível, através da Equação 7, calcular a condutividade do eletrólito 
(Ⲭ). O valor encontrado, junto à concentração da solução (c), permitiu, pela Equação 4, 
calcular o valor da condutividade equivalente (Ʌc). Por fim, o resultado, junto ao valor 
tabelado de condutividade em diluição infinita (Ʌo) do ácido acético na temperatura 
trabalhada, através da Equação 6, encontrar o valor da constante de dissociação (K) 
desse ácido em cada concentração. Os resultados obtidos estão demonstrados na 
Tabela 4 abaixo. 
 
Tabela 4. Resultados obtidos para a Ⲭ, Ʌc e K em cada concentração preparada 
ÁCIDO ACÉTICO 
Concentração 
(N) 
Ⲭ sol. 
(mho/cm) 
Ⲭ 
(mho/cm) 
Ʌc 
(mho.cm2/eq.g) 
K 
 
0,005 1,11E-04 1,07E-04 2,14E+01 1,60E-05 
0,01 1,59E-04 1,56E-04 1,56E+01 1,66E-05 
0,05 3,63E-04 3,59E-04 7,19E+00 1,73E-05 
0,1 5,10E-04 5,06E-04 5,06E+00 1,71E-05 
 
 
 
carle
Lápis
carle
Lápis
 
Conclusão 
 Apesar de K ser denominada uma constante, que deveria ser igual para todas as 
concentrações, observa-se pela Tabela 4 que isso não ocorre. 
 [3] O valor limite da condutividade molar de eletrólitos fracos à diluição infinita 
(o) é alcançado a concentrações extremamente baixas não sendo possível, portanto, 
fazer-se medidas exatas nestas concentrações. Em consequência, o não pode ser 
obtido pelas curvas extrapoladas a partir de os gráficos c versus c, para eletrólitos 
fracos. Nestes casos, a partir da Equação 6, é possível obter uma expressão linear entre 
o inverso da condutividade, o produto da condutividade equivalente e a concentração 
de eletrólitos fracos, conforme a Equação 8 a seguir. A partir dessa equação e com os 
resultados calculados, foi possível criar o Gráfico 1. 
1
Ʌ𝑐
=
1
Ʌ𝑜
+
Ʌ𝑐. 𝑐
K(Ʌ𝑜)2
 (𝐄𝐪𝐮𝐚çã𝐨 𝟖) 
 
Gráfico 1. Relação 1/c versus c.c 
 
 
 [3] Analisando graficamente esta expressão utilizando 1/c versus c.c , percebe-
se que a condutividade molar a diluição infinita (o) , pode ser obtida da intersecção da 
reta com a ordenada 1/c, pois o coeficiente linear é igual a 1/o . Além disso, a partir 
da análise do coeficiente angular da reta, que igual a 1/[K.(o)2], determina-se o valor 
da constante de dissociação do ácido, que foi calculada como igual a 1,74x10-5. 
 O resultado encontrado está próximo ao encontrado na literatura (1,8x10-5), mas 
não é totalmente igual devido a possíveis erros durante o experimento, como no 
preparo das soluções que foram analisadas. 
y = 0,3772x + 0,0054
R² = 0,9996
0,00E+00
5,00E-02
1,00E-01
1,50E-01
2,00E-01
2,50E-01
0,00E+00 1,00E-01 2,00E-01 3,00E-01 4,00E-01 5,00E-01 6,00E-01
1/
Ʌ
c
Ʌc.c
carle
Lápis
carle
Lápis
Referências 
[1] Condutometria. Eletroquímica UFJF. Disponível em: 
< https://www.ufjf.br/nupis/files/2016/08/Condutometria3.pdf>. 
[2] Roteiro da prática experimental disponível no AVA. 
[3] Prática 7 – Determinação da condutividade de eletrólitos fortes e fracos e da 
constante de dissociação de ácidos fracos (ex. ácido acético). UNIVAP. Disponível em: 
<https://www1.univap.br/spilling/FQE2/FQE2_EXP7_Eletrolitos.pdf>. 
[4] Ácido acético. PrePara Enem. Disponível em: 
<https://www.preparaenem.com/quimica/acido-acetico.htm>.