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EQUILBRIO QUMICO
PROCESSOS REVERSVEISSo processos que reagentes e produtos so consumidos e produzidos ao mesmo tempo
GUA
Os reagentes e produtos das reaes reversveis
so separados por uma dupla seta
H2O ( l )
H2O (v)PROF. AGAMENON ROBERTO
reao DIRETA e reao INVERSA
REAO DIRETA
N2O4(g)velocidadeREAO INVERSA
2 NO2(g)
vd
No incio da reao a velocidade direta mxima
Vd = Vi
Neste instante a reao atingiu o equilbrio qumicocom o passar do tempo
No incio da reao a velocidade inversa nula
vi
te
tempo
No momento em que a reao qumica atinge o EQUILBRIO QUMICO as concentraes dos seus participantes permanecem constantes concentrao
NO2(g)
N2O4(g)tempote
N2O4(g)
2 NO2(g)
As concentraes dos participantes do equilbrio permanecem constantes , podendo ter trs situaes [ ] [ ] reagentes = produtos
reagentes produtos
tempo [ ]
tempo
produtosreagentes tempoPROF. AGAMENON ROBERTO
01) Sobre equilbrio qumico: 0 0 Uma reao reversvel quando se processa simultaneamente nos dois sentidos.
1 1
Uma reao reversvel atinge o equilbrio quando as velocidades das reaes direta e inversa se igualam.
2 2 3 3
O equilbrio das reaes dinmico Ao atingir o estado de equilbrio, a concentrao de cada substncia do sistema permanece constante.
4 4
Todas as reaes reversveis caminham espontaneamente parao estado de equilbrio.
PROF. AGAMENON ROBERTO
CONSTANTE DE EQUILBRIO EM TERMOS DE CONCENTRAO MOLARVamos considerar uma reao reversvel genrica1
a A+ bB2
c C+ dD
No equilbrio teremos:b K1 [ A ] a [ B ] 1 = V 2 [ C ] c [ D ] d K2 V c K1 [ C ] [ D ]d KC = K2 [ A ]a[ B ] b
Isolando-se as constantes
PROF. AGAMENON ROBERTO
I.
O valor de KC depende da reao considerada e da temperatura.
II. O valor de KC independe das concentraes iniciais dos reagentesIII. A constante de equilbrio tratada como um nmero puro, isto , sem unidades IV. Lquidos e slidos puros, que no fazem parte da soluo, no
constam da expresso da constante de equilbrio
PROF. AGAMENON ROBERTO
2 H2O(+ 3 H2( g ) N2( g ) g )
2 H2( g ) 2 NH3( g ) + O2( g )
KC = C
[ H2 ] 3[ ]O2 ] [ NH [ N[ H2OH2 ] 2 ] [ ]2 3
2
2
PROF. AGAMENON ROBERTO
01) Na equao abaixo, aps atingir o equilbrio qumico, podemos concluir a respeito da constante de equilbrio que: 1 a A+ bB 2 a) Quanto maior for o valor de Kc, menor ser o rendimento da reao direta. b) Kc independe da temperatura. c) Se as velocidades das reaes direta e inversa forem iguais, ento K2 = 0. d) Kc depende das molaridades iniciais dos reagentes. e) Quanto maior for o valor de Kc, maior ser a concentrao dos produtos.PROF. AGAMENON ROBERTO
c C+ dD
02) (Covest 98) Medidas de concentrao para o sistema abaixo, em equilbrio, a uma certa temperatura forneceram os seguintes resultados: [ H2 ] = 0,10 mol/L H2 ( g ) + I2 ( g )
2 HI ( g )
[ I2 ] = 0,20 mol/L [ HI ] = 1,0 mol/L
Determine a constante de equilbrio da reao nestas condies. KC =
HI ([ 1,0 ]) 2[ H2 (0,20) (0,10)] x [ I2 ] =
1,00,02
KC = 50
PROF. AGAMENON ROBERTO
03) Temos representado no grfico abaixo as concentraes dos reagentes e dos produtos de uma mesma reao do tipo:
A + B 10 8 6 4 2 [ ]
C + D
Ocorrendo no sentido direita a partir do zero.
caminho da reao
Tem-se sempre [A] = [B] e [C] = [D], estando estes valores representados no grfico. A constante de equilbrio da reao ser igual a: a) b) c) d) e) 16. 1/4. 4. 5. 1/16. KC = [64 ] C 8 [16 ] A 4 KC = 4PROF. AGAMENON ROBERTOx
[D] 8 4 [B]
x
04) Foram colocados em um recipiente fechado, de capacidade 2,0 L, 6,5 mol de CO e 5 mol de NO2. 200C o equilbrio foi atingido e verificou-se que haviam sido formados 3,5 mol de CO2. Podemos dizer que o valor de Kc para o equilbrio dessa reao : a) 4,23. b) 3,84. incio reage / produz equilbrio
CO + NO26,5 3,5 3,0 5,0 3,5 1,5 KC = [ CO2 ]x x
CO2 + NO0,0 3,5 3,5 0,0 3,5 3,5
c) 2,72.d) 1,96. e) 3,72.
3,5 [ CO2 ][ NO ] [ CO ] [ NO2 ] = = 2,0 3,5 2,0 3,0 2,0 1,5
= 1,75 M = 1,75 M
[ NO ] [ NO2 ]
[ CO ]KC = = 1,50 M KC = = 0,75 M 1,75 1,50x x
1,75 0,75 KC = 2,72
= =
3,0625 1,125
2,0
05) Em um recipiente de 400 mL so colocados 2 mols de PCl5 gasoso a uma determinada temperatura. Esse gs se decompem segundo a reao qumica abaixo, e, o equilbrio foi alcanado quando 20% do pentacloreto de fsforo reagiram ( % em mols ). A constante de equilbrio, Kc, nessas condies, vale: a) 4,0. b) 1,0. c) 0,5. incio 2,0 0,0 0,0
PCl5
PCl3
+
Cl2
d) 0,25.e) 0,025. [ PCl3 ] = 0,4
reage / produzequilbrio = 1,0 M
0,41,6 [ PCl3 ]
0,40,4x [ Cl2 ]
0,40,4 1,0 x 1,0 4,0
0,4 Reage : n = 0,2 x 2 = 0,4 mol 0,4 = 1,0 M [ Cl2 ] = 0,4 [ PCl5 ] = 1,6 0,4 = 4,0 M
KC =
=
[ PCl5 ] KC = 1,0 4,0 KC = 0,25
PROF. AGAMENON ROBERTO
Considere um sistema em equilbrio qumico, com as substncias A, B, C e D.
A + B
C + D
Se, por algum motivo, houver modificao em uma das velocidades, teremos mudanas nas concentraes das substncias
Esta modificao em uma das velocidades ocasiona o que denominamos de DESLOCAMENTO DO EQUILBRIO que ser no sentido da MAIOR VELOCIDADEPROF. AGAMENON ROBERTO
Equilbrio inicial
A + B
v1 v2Aumentando
C + D v1 , 2
o o deslocamento para a direita deslocamento para a esquerda
v1A + B v2 C + D
Porm, aps certo tempo, a reao volta a estabelecer umnovo equilbrio qumico, mas com valores de concentraes e velocidades diferentes das iniciais
O qumico Henri Louis Le Chatelier props um princpio que afirma:
Quando um sistema em equilbrio sofre algum tipo
de perturbao externa, ele se deslocar no sentido deminimizar essa perturbao, a fim de atingir novamente uma situao de equilbrioPROF. AGAMENON ROBERTO
possvel provocar alterao em um equilbrio qumico por: variaes de temperatura. variaes de concentrao dos participantes da reao. Presso total sobre o sistema. TEMPERATURA
2 NO2(g)Observando a reaoCastanho avermelhado
EXOTRMICA ENDOTRMICA
N2O4(g)incolor
H < 0
Balo aa100C Balo 0CPROF. AGAMENON ROBERTO
Cor Cor interna interna INCOLOR CASTANHO-AVERMELHADO
Podemos observar que o aumento da temperatura favorece a reao que ENDOTRMICA, e a
reduo da temperatura favorece a reao que EXOTRMICA Podemos generalizar dizendo que um(a) ...AUMENTO DE TEMPERATURA desloca o equilbrio no
SENTIDO ENDOTRMICO
DIMINUIO DE TEMPERATURA desloca o equilbrio no SENTIDO EXOTRMICOPROF. AGAMENON ROBERTO
Vamos analisar o equilbrio abaixo:
Cr2O7
2
1 + H2O 2
2 CrO4amarela
2
+
2H+
alaranjada
O acrscimo de um cido deixa aa soluo amarela, O acrscimo de uma base deixa soluo alaranjada,deslocando deslocando ooequilbrio para aaesquerda equilbrio para direita
Podemos generalizar afirmando que um(a) ...
AUMENTO DE CONCENTRAOdesloca o equilbrio no SENTIDO OPOSTO da espcie qumica adicionada
DIMINUIO DE CONCENTRAO desloca o equilbrio no mesmo MESMO SENTIDO da espcie espcie retirada
PROF. AGAMENON ROBERTO
Alteraes de presso influenciam em equilbrios quepossuem espcies qumicas no estado gasoso Considere a reao qumica em equilbrio abaixo
N2 ( g ) + 3 H2 ( g )4 volumes
2 NH3 ( g )2 volumes
ao AUMENTO DE PRESSO DIMINUIO DE PRESSOsobre o sistema desloca o equilbrio qumico no sentido do MAIOR VOLUME na fase gasosa no sentido do MENORVOLUME na fase gasosaPROF. AGAMENON ROBERTO
01) Considere a reao em equilbrio qumico: N2 (g) + O2 (g) 2 NO (g)
possvel desloc-lo para a direita: a) Retirando o N2 existente.
b) Removendo o NO formado.c) Introduzindo um catalisador. d) Diminuindo a presso, temperatura constante. e) Aumentando a presso, temperatura constante.
PROF. AGAMENON ROBERTO
02) Temos o equilbrio:
CO( g ) + H2O( g )
CO2( g ) + H2( g )
Queremos aumentar a concentrao de CO2(g) nesse equilbrio. Para isso ocorrer, devemos: a) Aumentar a presso sobre o sistema.
b) Diminuir a presso sobre o sistema.c) Adicionar H2(g) ao sistema. d) Retirar H2O(g) do sistema.
e) Adicionar CO(g) ao sistema.
PROF. AGAMENON ROBERTO
03) O equilbrio gasoso representado pela equao :
N2( g ) + O2( g )
2 NO( g ) 88 kj
deslocado no sentido de formao de NO(g), se : a) a presso for abaixada. b) N2 for retirado.
c) a temperatura for aumentada.d) for adicionado um catalisador slido ao sistema. e) o volume do recipiente for diminudo.
PROF. AGAMENON ROBERTO
04) Nitrognio e hidrognio reagem para formar amnia segundo a equao:
N2( g ) + 3 H2( g )
2 NH3( g ) + 22 kcal
Se a mistura dos trs gases estiver em equilbrio, qual o efeito, em cada situao, sobre a quantidade de amnia, se provocar I. Compresso da mistura. II. Aumento de temperatura. III. Introduo de hidrognio. a) aumenta, aumenta, aumenta. b) diminui, aumenta, diminui. c) aumenta, aumenta, diminui. d) diminui, diminui, aumenta. e) aumenta, diminui, aumenta. aumenta diminui
aumenta
o caso especial de equilbrio qumico em que aparecem ons
Cr2O7
2
+ H2O
2 CrO4
2
+ 2H+
Nos equilbrios inicos, tambm so definidos umgrau de ionizao ( a ) e uma constante de equilbrio ( Ki )
GRAU DE IONIZAO
a
ni = n
Onde : ni o nmero de mols dissociados n o nmero de mols inicial
PROF. AGAMENON ROBERTO
Para a reao:
HCN (aq)
+ + H (aq)
CN (aq)
Ki =
+ ] [ CN ] [H[ HCN ]PROF. AGAMENON ROBERTO
01) X, Y e Z representam genericamente trs cidos que, quando dissolvidos em um mesmo volume de gua, temperatura constante, comportam-se de acordo com a tabela:
mols dissolvidosX Y 20 10
mols ionizados 2 7
Z
5
1
Analise as afirmaes, considerando os trs cidos: I. X representa o mais forte II. Z representa o mais fraco
a=
ni n
grau de ionizao
III. Y apresenta o maior grau de ionizao Est(ao) correta(s):
X
Y= 2 20
Z= 7 10
a) b) c) d) e)
Apenas I. Apenas II. Apenas III. Apenas I e II. I, II e III.
a a a
a a a
a a a
=
1 5
= 0,10
= 0,70 = 70 %
= 0,20 = 20 %
= 10 %
02) (FUVEST-SP) A reao H3C COOH Ka = 1,8 x 10 5
H+ + H3C COO
tem
Dada amostra de vinagre foi diluda com gua at se obter uma soluo de [H+] = 1,0 x 10 3 mol/L Nesta soluo as concentraes em mol/L de CH3COO e de CH3COOH so, respectivamente, da ordem de: a) 3 x 10 1 e 5 x 10 10 . b) 3 x 10 1 e 5 x 10 2 . c) 1 x 10 3 e 5 x 10 5 . d) 1 x 10 3 e 5 x 10 12 . e) 1 x 10 3 e 5 x 10 2 . 1,8 x 10 5 [ CH3COO ] = 1,0 x 10 Ki = [ H+ ] [H+
] = 1,0 x 10 3
3
[ CH3COO ]
[ CH3COOH ]
=
1,0 x 10 3
x 1,0 x 10 3
[ CH3COOH ] 1,0 x 10 3x 1,0 x 10 3
[ CH3COOH ] =
1,8 x 10 5
= 5,0 x 10 2PROF. AGAMENON ROBERTO
uma lei que relacionao grau de ionizao com o volume (diluio) da soluo
m 2Ki =
para soluo de grau de ionizao pequeno
1
Ki = m
2
PROF. AGAMENON ROBERTO
DEMONSTRAO DA FRMULA
Para a reao:incioreage / produz equilbrio [ ]
HAn
(aq)
H
+(aq)
+
A
(aq)
0,0n n n V n x n V
0,0n n n V
ni = n nn n(1 ) V
Ki =
[ H+ ]
[ A ]
=
V
=
n V
x
n xV
V n(1 )
[ HCN ]
n(1 ) V
Ki
=
m
2para soluo de grau de ionizao pequeno
1
Ki = m
2
01) Uma soluo 0,01 mol / L de um monocido est 4,0% ionizada.
A constante de ionizao desse cido :a) 1,6 x 10 3. b) 1,6 x 10 5. c) 3,32 x 10 5.
m = 0,01 mol/L = 1,0 . 10 2 mol/L
a
= 4 % = 0,04 = 4,0 . 10 2
d) 4,0 x 10 5. e) 3,0 x 10 6.
Ki = m 2 Ki = 1,0 x 10 2 x ( 4 x 10 2)2 Ki = 1,0 x 10 2 x 16 x 10 4 Ki = 16 x 10 6 Ki = 1,6 x 10 5
PROF. AGAMENON ROBERTO
02) A constante de ionizao de um cido HX, que se encontra 0,001% dissociado, vale 10 11. A molaridade desse cido, nessas condies : a) 10 11 b) 0,0015
= 0,001% = 0,00001 = 1,0 x 10 5 Ki = 10 11 m = ? Ki = m 2 10 11 = m 10 11 = m m = 10 10 m = 0,10 mol/Lx
c) 10
d) 0,10. e) 1,00.
( 1,0 x 10 5)2 10 10 m = 10 1
x
10 11
PROF. AGAMENON ROBERTO
03) O grau de dissociao inica do hidrxido de amnio em soluo 2 mol/L 0,283% a 20C. A constante de ionizao da base, nesta temperatura, igual a: a) 1,6 x 105
= 0,283% = 0,00283 = 2,83 . 10 m = 2 mol/L Ki = ?
3
b) 1,0 x 10 3 c) 4,0 x 10 3 d) 4,0 x 10 2 e) 1,6 x 10 1
Ki = m 2Ki = 2,0x
( 2,83 x 10 3)2x
Ki = 2 x 8
10 6
Ki = 16 x 10 6 Ki = 1,6 x 10 5
PROF. AGAMENON ROBERTO
04) (FAMECA SP) Qual o valor de Ka para o HCN, sabendo-se queo cido em soluo 0,10 mol/L encontra-se 0,006% ionizado?
a) 1,2 x 10 4.b) 3,6 x c) 3,6 x 10 10. 10 8. Ka = ? m = 0,10 mol/L = 0,006% = 0,00006 = 6 . 10 Ki = m 2 Ki = 1,0x
5
d) 3,6 x 10 5.e) 6,0 x 10 5.
10 1 ( 6 x 10 5)2
Ki = 1 x 10 1 x 36 x 10 10 Ki = 36 x 10 11 Ki = 3,6 x 10 10
PROF. AGAMENON ROBERTO
PROF. AGAMENON ROBERTO
Medidas experimentais de condutibilidade de corrente eltrica mostram que a gua, pura ou quando usada como solvente, se ioniza fracamente, formando o equilbrio inico:
H2O
(l)
+ H (aq) + OH (aq)[ H + ] [ OH ]
A constante de equilbrio ser:
Ki = [ H 2O ]
como a concentrao da gua praticamente constante, teremos: Kix
[ H2O] = [ H + ] [ OH ] Kw 14 [ H + ] [ OH ] = 10
14 PRODUTO INICO DA A 25C a constante Kw vale 10 GUA ( Kw ) mol/L
PROF. AGAMENON ROBERTO
1) Um
alvejante
de
roupas,
do
tipo gua
de
lavadeira ,4
apresenta [OH ] aproximadamente igual a 1,0 x 10
mol/L.
Nessas condies, a concentrao de H + ser da ordem de: a) 10 2 b) 10 3 c) 10 104 [ OH ] = 10 M
[H + ] = ? Kw = 10 14
d) 10
14
M 14
e) zero.
[H + ]
x
4 [OH ] = 10 10
[H + ] = [H+
1010
14 4
] = 10
10
mol/L
PROF. AGAMENON ROBERTO
02) Qual das expresses abaixo conhecida como produto inicoda gua, KW? a) Kw = [H2][O2]. b) Kw = [H+] / [OH ]. c) Kw = [H+][OH ]. d) Kw = [H2O]. e) Kw = [2H][O2].
PROF. AGAMENON ROBERTO
Em gua pura a concentrao
hidrogeninica [H + ] igual concentrao hidroxilinica [OH ], isto , a 25C, observa-se que:
[H + ] = [OH ]
= 10 7
Nestas condies dizemos que a soluo NEUTRA
PROF. AGAMENON ROBERTO
As solues em que
[H + ] > [OH ]tero caractersticas
CIDAS
nestas solues teremos [ H+] > 10 7 mol/L [OH ] < 10 7 mol/LPROF. AGAMENON ROBERTO
As solues em que [H + ] < [OH ] tero caractersticas
BSICAS
nestas solues teremos [ H+] < 10 7 mol/L [OH ] > 10 7 mol/LPROF. AGAMENON ROBERTO
01) Observando a tabela abaixo, podemos afirmar que entre os lquidos citados tem(em) carter cido apenas: Lquido Leite gua do mar Coca-cola Caf preparado [H+] 10 7 10 8 10 3 10 5 [OH 1] 10 7 10 6 10 11 10 9
Lgrimagua de lavadeira a) o leite e a lgrima. b) a gua de lavadeira. c) o caf preparado e a coca-cola.
10 710 12
10 710 2
d) a gua do mar e a gua de lavadeira.e) a coca-cola.PROF. AGAMENON ROBERTO
02) (Covest-90) O leite azeda pela transformao da lactose em cido ltico, por ao bacteriana. Conseqentemente apresenta ... I) aumento da concentrao dos ons hidrognio. II) aumento da concentrao dos ons oxidrilas.
III) diminuio da concentrao dos ons hidrognios.IV) diminuio da concentrao dos ons oxidrilas. Assinale o item a seguir que melhor representa o processo. a) I e III. b) II e IV.
c) I e II.d) II. e) I e IV.PROF. AGAMENON ROBERTO
03) Misturando-se 100 mL de suco de laranja, cuja [H +] = 0,6 mol/L, com 200 mL de suco de laranja, cuja [H +] = 0,3 mol/L, no se obtm: a) b) uma soluo onde [H +] = 0,4 mol/L. uma soluo completamente neutra.
c)d) e)
uma soluo de acidez intermediria.uma soluo menos cida do que a de [H +] = 0,6 mol/L. uma soluo mais cida do que a de [H +] = 0,3 mol/L.
V1 = 100 mL [H+ ]1 = 0,6 mol/L Vfx [H + ]f
V2 = 200 mL [H + ]2 = 0,3 mol/L
Vf = 300 mL [H + ]f = ? mol/L
= V1 x [H + ]1 + V2 x [H + ]2
300 x [H + ]f = 100 x 0,6 + 200 x 0,3 300 x [H + ]f = 60 + 60[H + ]f = 120 : 300 [H + ]f = 0,4 mol/LPROF. AGAMENON ROBERTO
PROF. AGAMENON ROBERTO
04) Observando a tabela abaixo, podemos afirmar que entre os lquidos citados tem(m) carter cido apenas:
Lquido Leite gua do mar Coca-cola Caf preparado Lgrima gua de lavadeiraa) b) c) d) e)
[ H+ ] 10 10 10 10 10 107 8 3
[ OH ] 10 107 6
10 11 109
57 12
10 7 10 2
O leite e a lgrima. A gua de lavadeira. O caf preparado e a coca-cola. A gua do mar e a gua de lavadeira. A coca-cola.
PROF. AGAMENON ROBERTO
Como os valores das concentraes hidrogeninica e oxidrilinica so pequenos, comum represent-las na forma de logaritmos e, surgiram os conceitos de
pH e pOH
+] pH = log [ H pOH = log [ OH ]PROF. AGAMENON ROBERTO
Na temperatura de 25C Em solues neutras pH = pOH = 7 Em solues cidas pH < 7 e pOH > 7 Em solues bsicas
pH > 7 e pOH < 7PROF. AGAMENON ROBERTO
Podemos demonstrar
que, a 25C,e em uma mesma soluo
pH + pOH = 14
PROF. AGAMENON ROBERTO
01) A concentrao dos ons H + de uma soluo igual a 0,0001. O pH
desta soluo : a) 1.b) 2. c) 4. d) 10. e) 14.
[ H+ ]
0,0001 mol/L 10 4 mol/L = pH = log [ H + ]4
pH = log 10
pH = ( 4) x log 10
pH = 4 x 1
pH = 4
PROF. AGAMENON ROBERTO
02) A concentrao hidrogeninica de uma soluo de
3,45 x 10 11 ons g/L. O pH desta soluo vale:Dado: log 3,45 = 0,54 a) 11. b) 3. c) 3,54. d) 5,4. [ H + ] = 3,45 x 10 11
pH = log [H
+
]
pH = log (3,45 x 10 11 )pH = [log 3,45 + log 10 11] pH = [ 0,54 11 ]
e) 10,46.
pH = 11 0,54pH = 10,46PROF. AGAMENON ROBERTO
03) Considere os sistemas numerados (25C) 1 2 3 4 5 Vinagre Leite Clara de ovos pH = 3,0 pH = 6,8 pH = 8,0 pH = 8,5 pH = 6,0
Sal de frutasSaliva
A respeito desses sistemas, NO podemos afirmar: a) So de carter bsico os sistemas 3 e 4. b) O de maior acidez o nmero 1. c) O de nmero 5 mais cido que o de nmero 2. d) O de nmero 1 duas vezes mais cido que o de nmero 5. e) O de menor acidez o sal de frutas. 1 tem pH = 3 [ H +] [ H +] = 10 3 = 10 6 10 3 = 10 3
5 tem pH = 6
10
6
o 1 1000 vezes mais cido do que 5, ento FALSO
04) (UPE-2004 - Q1) Na tabela, h alguns sistemas aquosos com os respectivos valores aproximados de pH, a 25C. vinagresaliva limpa - forno gua do mar suco gstrico
pH = 3,0 pH = 8,0pH = 13,0 pH = 9,0 pH = 1,0
Considerando os sistemas aquosos da tabela, correto afirmar que: a) O vinagre trs vezes mais cido que o suco gstrico. b) No vinagre, a concentrao de ons 3,0 O + [ H + ] =vezes 3 M que a da saliva. cem mil 10 maior vinagre pH = H3 2 = 10 c) Agstrico mar menos alcalina=que a saliva+ mais 10 1 Mo vinagre. gua do que suco vinagre pH 1,0 [ H e ] = cida 3 pH = 3,0 = de 5 d) O sistema aquoso limpa - forno o que contm o menor nmero 10 mols de saliva pH = 8,0 [ H + ] = 10 8 M 100 vezes menor oxidrila por litro. e) O suco gstrico constitui um sistema aquoso fracamente cido.
100000 vezes maiorPROF. AGAMENON ROBERTO
05) (Covest-2003) As caractersticas cidas e bsicas de solues aquosas so importantes para outras reas alm da Qumica, como, por exemplo, a Sade Pblica, a Biologia, a Ecologia, e Materiais. Estas caractersticas das solues aquosas so quantificadas pelo pH, cuja escala definida em termos da constante de ionizao da gua (Kw) a uma dada temperatura. Por exemplo, a 25C a constante de ionizao da gua 1014 e a 63 C 1013. Sobre o pH de solues aquosas a 63C julgue os itens abaixo: 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 pH + pOH = 13. gua pura (neutra) apresenta pH igual a 6,5. gua pura (neutra) apresenta pH igual a 7,0. Uma soluo com pH igual a 6,7 cida. A concentrao de ons hidroxila na gua pura (neutra) igual 107 mol/L. 63C Kw = 10 13
0
cida
6,5 neutra
bsica
13
06)(Covest 2004) Sabendo-se que, a 25C, o cafezinho tem pH = 5,0, o suco de tomate apresenta pH = 4,2, a gua sanitria pH = 11,5 e o leite, pH = 6,4,
pode-se afirmar que, nesta temperatura:a) o cafezinho e a gua sanitria apresentam propriedades bsicas. b) o cafezinho e o leite apresentam propriedades bsicas. c) a gua sanitria apresenta propriedades bsicas. d) o suco de tomate e a gua sanitria apresentam propriedades cidas. e) apenas o suco de tomate apresenta propriedades cidas. 25C Kw = 10 14
0
cida
7,0 neutra
bsica
14
Cafezinho: pH = 5,0 Suco de tomate: pH = 4,2 gua sanitria: pH = 11,5
Propriedades cidas Propriedades cidas Propriedades bsicas
Leite: pH = 6,4
Propriedades cidas
07)(Covest 2007) O pH de fluidos em partes distintas do corpo humano tem valores diferentes, apropriados para cada tipo de funo que o fluido exerce no organismo. O pH da saliva de 6,5; o do sangue 7,5 e, no estmago, o pH est na faixa de 1,6 a 1,8. O esmalte dos dentes formado, principalmente por um mineral de composio Ca10(PO4)6(OH)2. Aps as refeies, ocorre diminuio do pH bucal. O pH do sangue mantido aproximadamente constante pelo seguinte equilbrio qumico, envolvendo o on bicarbonato:H 2 CO 3 ( aq ) H +( aq ) + HCO 3 ( aq )
Com base nestas informaes avalie as seguintes proposies: 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 A concentrao de ons H+ maior na saliva que no sangue. A concentrao de H+ no estmago maior que 10 2 mol/L. Um aumento na acidez da saliva pode resultar em ataque ao esmalte dos dentes. O bicarbonato pode ser usado para elevar o pH do estmago. A adio de uma base em um meio contendo acido carbnico, ons Hidrognio e bicarbonato causar deslocamento do equilbrio mostrado no enunciado da questo no sentido da formao dos reagentes.
08) (Fuvest SP) temperatura ambiente, o pH de um certo refrigerante, saturado com gs carbnico, quando em garrafa fechada, vale 4. Ao abrir-se a garrafa, ocorre escape de gs carbnico. Qual deve ser o valor do pH do refrigerante depois de a garrafa ser aberta? a) pH = 4. b) 0 < pH < 4. c) 4 < pH < 7. d) pH = 7. e) 7 < pH < 14.
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HIDRLISE SALINA o processo em que a gua reage com
o ction ou o nion de um sal Este processo reversvel,devendo ser analisado seguindo os princpios do equilbrio qumico
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Os casos fundamentais so:
Hidrlise de um sal de cido forte e base fraca.
Hidrlise de um sal de cido fraco e base forte.Hidrlise de um sal de cido e base ambos fracos.
Hidrlise de um sal de cido e base ambos fortes.
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HIDRLISE DE UM SAL DE CIDO FORTE E BASE FRACA
soluo cida pH < 7
gua
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O que ocorreu na preparao da soluo?
NH4NO3 (aq) + HOH (l)
NH4OH (aq) + HNO3 (aq)
O HNO3, um cido forte, e se encontra totalmente ionizado.
HNO3 (aq)
H + (aq) + NO3 (aq)
O NH4OH, por ser uma base fraca, encontra-se praticamente no dissociada.
NH4OH (aq)Assim, teremos:
NH4OH (aq)
NH4
+
+
NO3 + H2O
NH4OH + H + + NO3
Isto : NH4 +
+
H2O
NH4OH
+
H+
HIDRLISE DE UM SAL DE CIDO FRACO E BASE FORTE
soluo bsica pH > 7
gua
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O que ocorreu na preparao da soluo?
KCN (aq) + HOH (l)
KOH (aq) + HCN (aq)
O KOH, uma base forte, e se encontra totalmente dissociada.
KOH (aq)
K + (aq)
+ OH (aq)praticamente no
O HCN, por ser um cido fraco, encontra-se ionizado.
HCN (aq)Assim, teremos:
HCN(aq)
K+ +Isto :
CN
+ H 2O
K+
+
OH + HCN
CN + H2O
HCN + OH
HIDRLISE DE UM SAL DE CIDO FRACO E BASE FRACA
soluo final pH > 7 ou pH < 7
gua
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O que ocorreu na preparao da soluo?
NH4CN (aq) + HOH (l)
NH4OH (aq) + HCN (aq)
O NH4OH, por ser uma base fraca, encontra-se praticamente no dissociada. O HCN, por ser um cido fraco, encontra-se praticamente no ionizado. A soluo final pode ser ligeiramente cida ou ligeiramente bsica; isto
depende da constante (Ka e Kb) de ambosNeste caso: Ka = 4,9 x 10 10 e Kb = 1,8 x 10 5, isto , Kb maior que Ka; ento a soluo ser ligeiramente bsica
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HIDRLISE DE UM SAL DE CIDO FORTE E BASE FORTE
soluo final neutra pH = 7
gua
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O que ocorreu na preparao da soluo?
NaCl (aq)
+
HOH (l)
NaOH (aq)
+
HCl (aq)
O NaOH, uma base forte, e se encontra totalmente dissociada.
NaOH (aq)
Na + (aq) + OH (aq)
O HCl, um cido forte, e se encontra totalmente ionizado.
HCl (aq)Assim, teremos:
H+ (aq) + Cl (aq)
Na + +Isto :
Cl
+ H 2O
Na + + Cl
+
OH +
H+
H2O
H+
+ OH
no ocorreu HIDRLISE
01) Soluo aquosa cida obtida quando se dissolve em gua o sal: a) NaHCO3. b) K2SO4.
c) KCN.d) KF. e) NH4Cl
pHmetro
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02) O pH resultante da soluo do nitrato de potssio (KNO3) em gua ser: a) igual a 3,0. b) igual a 12,0. c) maior que 7,0. d) igual ao pH da gua. e) menor que 7,0.
pHmetro
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03) (UFPE) O azul de bromotimol um indicador cido base, com faixa de viragem [6,0 7,6], que apresenta cor amarela em meio cido e cor azul
em meio bsico. Considere os seguintes sistemas:I. gua pura.
II. CH3COOHIII. NH4Cl
1,0 mol/L.
1,0 mol/L.
Indique, na tabela que segue, a coluna contendo as cores desses sistemas depois da adio de azul de bromotimol, respectivamente: a) verde, amarela, azul. b) verde, azul, verde.
c) verde, amarelo, verde.d) verde, amarela, amarelo. e) azul, amarelo, azul.
pHmetro
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04) Um sal formado por base forte e cido fraco hidrolisa ao se dissolver em gua, produzindo uma soluo bsica. Esta uma caracterstica do: a) Na2S. b) NaCl.
c) (NH4)2SO4.d) KNO3. e) NH4Br.
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a expresso que exprime o equilbrio das reaes de hidrlise. Para a reao NH4 + + H2ONH4OH + H+
A expresso da constante de hidrlise :[ NH4OH ] [H +]
Kh
=
[ NH4 + ]
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Podemos relacionar a constante de hidrlise (Kh), com a constante de ionizao da gua e as constantes de ionizao e dissociao dos cidos e das bases pelas expresses: Para a hidrlise do ction, isto , para sais formados por cido forte e base fraca, usamos a relao:
Kh =
KwKb
Para a hidrlise do nion, isto , para sais formados
por cido fraco e base forte, usamos a relao
Kh =
KwKa
Ocorrendo a hidrlise do ction e do nion, para sais formados
por cido fraco e base fraca, a relao ser:Kh = Kw KaxKbPROF. AGAMENON ROBERTO
01) (UFPI) Uma soluo aquosa de cloreto de amnio 0,2 mol/L apresenta um grau de hidrlise igual a 0,5%. Determine o [H+], [OH ], pH, pOH e Kh para essa soluo e o Kb para o NH4OH. Dado: Kw = 10 14, a 25C.
O NH4Cl proveniente do HCl (cido forte) e do NH4OH (base fraca), ento ocorre a hidrlise do ction NH4+, ento:
NH4 +incio 0,2 10 3 0,2 mol/L
+
H2Oconstante
NH4OH +0,0
H+0,0 10 3 10 3
reage e produzequilbrio
10 3constante 10 3
11 [H +] = 10 3mol/L [OH ] = 10 3mol/L Reage e produz: 0,2 x 0,005 = 0,001 = 10 pH = - log 10 3 pH = 3 e pOH = 11
K6 = 5 x 10 h =
K 10w 14 Kb
Kh =
[NH4OH]X 10 3 [H + ] 10 3[NH10+ 1 2x 4 ]
Kb = 2 x 10 9= 5 x 10 6
Vamos considerar um sistema contendo uma soluo saturada com corpo de fundo de sulfeto ferroso (FeS). Teremos dois processos ocorrendo: FeS (s) Fe 2+(aq)
+ S 2 (aq)
No equilbrio a velocidade de dissoluo (vd) igual velocidade de precipitao (vp). [ Fe 2+ ] [S2 ] Kc Ento teremos que: Kc x=[FeS] = [ Fe 2+ ] [S 2 ] KS [FeS] Conhecendo-se a solubilidade do sal, KS podemos determinar o Kps. produto de solubilidadePROF. AGAMENON ROBERTO
vd
vp
01) (Fuvest SP) Em determinada temperatura, a solubilidade do sulfato de prata (Ag2SO4) em gua de 2,0 x 10 2 mol/L. Qual o valor do produto de solubilidade (Kps ) desse sal, mesma temperatura? Ag2SO42 x 10 2 mol/LKS = [ Ag+ ] 2 [SO4 2 ]
2 Ag +
+
SO4 22 x 10 2 mol/L
4 x 10 2 mol/L
KS = (4 x 10 2 )2 x 2 x 10 2KS = 16 x 10 4 x 2 x 10 2 KS = 32 x 10 6 KS = 3,2 x 10 5
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02) A determinada temperatura, a solubilidade do composto XY em gua 2,0 x 10 2 mol/L. O produto de solubilidade (Kps) desse sal mesma temperatura : a) 4,0 x 10 4. b) 8,0 x 10 4. c) 6,4 x 10 5. d) 3,2 x 10 5. e) 8,0 x 10 6. XY 2,0 x 10 2 X+A + 2,0 x 10 2 Y B 2,0 x 10 2
Kps = [ X+A ] [Y B ]
Kps = 2,0 x 10 2 x 2,0 x 10 2Kps = 4,0 x 10 4
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03) (FESO-RJ) A solubilidade de um fosfato de metal alcalino terroso a25C 10 4 mol/L. O produto de solubilidade deste sal a 25C , aproximadamente, igual a: a) 1,08 x 10 8. b) 1,08 x 10 12. c) 1,08 x 10 16. d) 1,08 x 10 18. Kps = [ Me+ ] 3 x [ PO4 3 ] 2 Kps = (3x
Me3(PO4)2 10 4
3 Me+ 2 3x
+ 2 PO4 3 2x
10 4
10 4
e) 1,08 x 10 2.
10 4 )3x
x
(2x
x x
10 4 ) 2 10 8
Kps = 27
10 12
4
Kps = 108 x 10 20 Kps = 1,08 x 10 18
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04) O carbonato de brio, BaCO3, tem Ks = 1,6 x 10 9, sob 25C. A solubilidade desse sal, em mol/L, ser igual a: a) 4 x 10 5. b) 16 x 10 5.
BaCO3 S9 1,6 x 10Ks = [Ba S
Ba +2 S
+
CO32 S
c) 8 x 10 10.d) 4 x 10 10. e) 32 x 10 20.
2 +2 ] S [CO3x
]
S
2
= 1,6 x 10 9 16 x 10 10x
S= S = 4
10 5
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05) (PUC-SP) Uma soluo saturada de base representada por X(OH)2,
cuja reao de equilbrio X ( OH ) 2 (s) H 2O2+ X (aq ) + 2 OH (aq )
tem pH = 10 a 25C. O produto de solubilidade (KPS) do X(OH)2 : a) 5 x 10 13. pH = 10 pOH = 4, ento, [OH ] = 10 4 mol/L X(OH)2 5 X +2x
b) 2 x 10 13.c) 6 x 10 1. d) 1 x 10 12.
+
2 OH 10 4
10 5
e) 3 x 10 10.
Kps = [ X+2 ] x [ OH ] 2 Kps = (5 Kps = 5 Kps = 5x x x
10 5 ) x ( 10 4 ) 2x
10 5 10 13
10 8
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