Hidrólise e Soluções Tampão

MarcosCM

• Revisão de conceitos

• Hidrólise de sais

• Soluções tampão

– características frente ácidos e bases;

– preparação de tampões

– capacidade tamponante

MarcosCM

Ácidos e Bases Fortes Completamente dissociados

Ácidos e Bases Fracas Dissociação parcial

HA (aq) + H2O ⇆ H3O+(aq)

+ A-(aq)

HCl(aq) H+

(aq) + Cl-

(aq)

HA H+ A-

HA

H+ A-

HA

MarcosCM

Ácidos e Bases: Bronsted-Lowry

HNO2 (aq) + H2O(l) ⇆ NO2-(aq)

+ H3O+(aq)

Base Ácido Ácido Conjugado

Base Conjugada

NH3 (aq) + H2O(l) ⇆ NH4+

(aq) + OH-

(aq)

Base Ácido Conjugado

Ácido Base Conjugada

MarcosCM

Bases Ácidos

H2O(l) ⇆ H+(aq)

+ OH-(aq)

Kw = [H+].[OH-] = 1,0 x 10-14

MarcosCM

Relação entre Ka e Kb

NH3(aq) + H2O(l) ⇆ NH4+

(aq) + OH-(aq)

NH4+

(aq) ⇆ NH3(aq) + H+(aq)

Ka x Kb =

H2O(l) ⇆ H+(aq) + OH-

(aq) Kw = [H+].[OH-]

Kb = [NH4+].[OH-]

[NH3]

Ka = [NH3].[H+]

[NH4+]

[NH4+].[OH-]

[NH3]

[NH3].[H+]

[NH4+]

= [H+].[OH-]

Ka x Kb = Kw MarcosCM

Hidrólise

pH < 7 pH = 7 pH > 7

NH4Cl(aq) NaCl(aq) NaCH3COO(aq)

MarcosCM

Propriedades ácido-base dos sais

1. Sais derivados de ácidos fortes e bases fortes

2. Sais derivados de ácidos fracos e bases fortes

3. Sais derivados de ácidos fortes e bases fracas

4. Sais derivados de ácidos fracos e bases fracas

MarcosCM

1. Calcule o pH em uma solução de NaCN 1,0 mol L-1. (Ka = 4,0 x 10-10)

2. Calcule o pH de uma solução de NH4Cl 0,20 mol L-1. (Kb = 1,8 x 10-5)

MarcosCM

Soluções Tampão

O que é? Um sistema que resiste a mudanças de pH quando ácidos ou bases são adicionados* ou quando uma diluição ocorre.

Constituídos... ...de uma mistura de um ácido fraco e sua base conjugada (Ex:ácido acético/acetato de sódio), ou de uma base fraca e seu ácido conjugado (Ex: amônia/cloreto de amônio).

MarcosCM

HA(aq) H+(aq) A-

(aq) + HA(aq)

Solução Tampão

MarcosCM

HA(aq) H+(aq) A-

(aq) +

Adição de ácido forte

H3O+(aq) A-

(aq) + HA(aq) + H2O(l)

MarcosCM

HA(aq) H+(aq) A-

(aq) +

Adição de base forte

OH-(aq) HA(aq) + A-

(aq) + H2O(l)

MarcosCM

3. Quais seriam as reações considerando os equilíbrios de uma base fraca e seu ácido conjugado?

(Ex: Tampão TRIS)

MarcosCM

pH de uma solução tampão

HA(aq) H+(aq) A-

(aq) +

Ka = [H+] [A-]

[HA]

[H+] = Ka [HA]

[A-]

-log [H+] = -log Ka [HA]

[A-]

pH = pKa + log [A-]

[HA]

Equação de Henderson- Hasselbalch

MarcosCM

Escolha de um tampão

Selecionar ácido/base fraco com pka próximo

ao pH desejado

Calcular a proporção do par conjugado

Calcular as concentrações necessárias

MarcosCM

MarcosCM

4. Qual a proporção entre acetato de sódio e ácido acético necessária para produzir uma solução tampão com pH = 5,09? (Ka = 1,8 x 10-5)

5. Qual o pH de um tampão com ácido láctico (0,12 mol L-1) e lactato de sódio (0,1 mol L-1) ? (Ka = 1,4 x 10-4)

MarcosCM

Adição de ácido e base forte ao tampão

Tampão contendo

HX e X-

Recalcular

[HX] e [X-]

Utilizar Ka, [HX] e [X-] calcular o pH

Este

quio

metr

ia

Equilíb

rio

HX + OH- X- + H2O

base forte

X- + H+ HX + H2O

ácido forte

MarcosCM

6. Um tampão é feito adicionando 0,3 mol de ácido acético e 0,3 mol de acetato de sódio em 1 L de solução. O pH do tampão é 4,74.

a)Calcular o pH da solução após adição de 0,02 mol de

NaOH b)Para comparação, calcular o pH resultante se 0,02 mol de

NaOH for adicionado a 1L de água pura.

MarcosCM

Capacidade tamponante

Habilidade da solução tampão de resistir a mudanças de pH frente a adições de um ácido ou de uma base. pH = pKa ± 1

MarcosCM

Tampões biológicos

7,0 7,4 7,8

acidose alcalose

MarcosCM

H2CO3 H2O + CO2 H+ + HCO3-

K1 = [H2CO3] [ CO2 ]

K2 = [H2CO3] [ H+ ] [ HCO3

- ]

K1 / K2 = Ka = [ H+] [HCO3-]

[CO2]

[ H+] = Ka [CO2] . [HCO3

-]

pH = pK + log [HCO3-]

[CO2]

MarcosCM

MarcosCM