.Indústrias químicas: Indústrias químicas -...
51
cas es Quími Principais Tópicos Abordados ormaçõe Indústrias químicas: – Transfo .Indústrias químicas: Processo Haber – Equilíbrio químico: Lei de Ação das Massas e constante de equilíbrio Fatores que afetam o equilíbrio químico Kp e Kc; BC0307 – constante de equilíbrio. Fatores que afetam o equilíbrio químico. Kp e Kc; Processo Solvay – Solubilidade, Kps; Equilíbrio ácido-base B Equilíbrio ácido base Sistema tampão
Transcript of .Indústrias químicas: Indústrias químicas -...
cas
es Q
uím
i
Principais Tópicos Abordados
orm
açõe
p p
Indústrias químicas:
–Tr
ansf
o .Indústrias químicas:
Processo Haber – Equilíbrio químico: Lei de Ação das Massas e
constante de equilíbrio Fatores que afetam o equilíbrio químico Kp e Kc;
BC
0307
– constante de equilíbrio. Fatores que afetam o equilíbrio químico. Kp e Kc;
Processo Solvay – Solubilidade, Kps;
Equilíbrio ácido-baseB Equilíbrio ácido base
Sistema tampão
cas SistemasSistemas emem EquilibrioEquilibrio sãosão::SistemasSistemas emem EquilibrioEquilibrio sãosão::
es Q
uím
i
DINÂMICOS (DINÂMICOS (estáestá ememmovimentomovimento sempresempre))
DINÂMICOS (DINÂMICOS (estáestá ememmovimentomovimento sempresempre))
orm
açõe
pp )) REVERSÍVEIS REVERSÍVEIS PodemPodem ser ser direcionadosdirecionados
pp )) REVERSÍVEIS REVERSÍVEIS PodemPodem ser ser direcionadosdirecionados
–Tr
ansf
o PodemPodem ser ser direcionadosdirecionados Equilíbrio se estabelece desde
i t j f h d !
PodemPodem ser ser direcionadosdirecionados Equilíbrio se estabelece desde
i t j f h d !
BC
0307
– que o sistema seja fechado!que o sistema seja fechado!
B
cas
es Q
uím
ior
maç
õe–
Tran
sfo
• No equilíbrio, tanto de N2O4 reage para formar NO2quanto de NO2 reage para formar outra vez N2O4:
BC
0307
–
Incolor MarromN2O4(g) 2NO2(g)
B
• A seta dupla significa que o processo é dinâmico.http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/animationsindex.htm
cas
EmEm geralgeral, , todostodos osos sistemassistemas químicosquímicos sãosão caracterizadoscaracterizados
pelospelos seusseus QUOCIENTEQUOCIENTE DE REAÇÃODE REAÇÃO, Q, Q..
es Q
uím
i pp QQ ÇÇ , Q, Q a a AA + b + b BB c c CC + d + d DD
orm
açõe
–Tr
ansf
oB
C03
07 –
Se Se Q Q = K, = K, entãoentão o o sistemasistema estáestá ememB Se Se Q Q K, K, entãoentão o o sistemasistema estáestá ememequilíbrioequilíbrio. .
Para Para umauma reaçãoreação genéricagenérica qualquerqualquer AA CC
cas
a a AA + b + b BB c c CC + d + d DDTemTem--se ase a CONSTANTE DE EQUILÍBRIO (a CONSTANTE DE EQUILÍBRIO (a umauma dada T)dada T)
es Q
uím
i
conc. of products
orm
açõe
K =[C]c [D]d
[A]a [B]b
–Tr
ansf
o [A]a [B]b
conc. of reactantsequilibrium constant
BC
0307
– equilibrium constantSe Se K K é é conhecidaconhecida, , podepode--se se preverprever a a
t ãt ã d d d td t tt B concentraçãoconcentração de de produtosprodutos e e reagentesreagentes no no equilíbrioequilíbrio!!
2 2 NOClNOCl(g) (g) 2 2 NO(g) + NO(g) + ClCl22(g)(g)22 00 00 OCOC ff
cas
FoiFoi colocadocolocado 22,,00 00 mol de mol de NOClNOCl emem um um frascofrasco de de 11,,00 00 L. No L. No equilíbroequilíbro encontraencontra--se se 00..66 66 mol/L de mol/L de NO NO C l lC l l KK
es Q
uím
i NO. NO. CalculeCalcule K.K.SoluçãoSolução
orm
açõe FaçaFaça umauma tabelatabela com as com as concentraçõesconcentrações
[[NOClNOCl]] [NO][NO] [Cl[Cl22]]
–Tr
ansf
o [[NOClNOCl]] [NO][NO] [Cl[Cl22]]IInicialnicial 22,,0000 00 00RR /F/F
BC
0307
– ReageReage/Forma/FormaEEquilíbrioquilíbrio 00,,6666
B
2 2 NOClNOCl(g) (g) 2 NO(g) + Cl2 NO(g) + Cl22(g)(g)2 00 2 00 OCOC ff
cas
FoiFoi colocadocolocado 2,00 mol de 2,00 mol de NOClNOCl emem um um frascofrasco de de 1,00 L. No 1,00 L. No equilíbroequilíbro encontraencontra--se 0.66 mol/L de se 0.66 mol/L de NO NO C l lC l l KK
es Q
uím
i NO. NO. CalculeCalcule K.K.SoluçãoSolução
orm
açõe FaçaFaça umauma tabelatabela com as com as concentraçõesconcentrações
[[NOClNOCl]] [NO][NO] [Cl[Cl22]]
–Tr
ansf
o [[NOClNOCl]] [NO][NO] [Cl[Cl22]]InicialInicial 2,002,00 00 00RR /F/F 0 660 66 +0 66+0 66 +0 33+0 33
BC
0307
– ReageReage/Forma/Forma --0,660,66 +0,66+0,66 +0,33+0,33EquilíbrioEquilíbrio 1,341,34 0,660,66 0,330,33
B
[[NOClNOCl]] [NO][NO] [Cl[Cl ]]
2 2 NOClNOCl(g) (g) 2 2 NO(g) + ClNO(g) + Cl22(g)(g)ca
s
[[NOClNOCl]] [NO][NO] [Cl[Cl22]]InicialInicial 22,,0000 00 00
es Q
uím
i
ReageReage/Forma/Forma --00,,6666 ++00,,6666 ++00,,3333EquilíbrioEquilíbrio 11,,3434 00,,6666 00,,3333
orm
açõe
K [NO]2[Cl2 ]
qq ,, ,, ,,
–Tr
ansf
o K [ ] [ 2 ]
[NOCl]2
2 2
BC
0307
–
K [NO]2[Cl2 ]
[NOCl]2 = (0.66)2(0.33)
(1 34)2 = 0.080
B [NOCl] (1.34)
cas
P dP d RR F dF d
es Q
uím
i ProdutoProduto-- ouou ReagenteReagente FavorecidaFavorecida??
orm
açõe
–Tr
ansf
oB
C03
07 –
B
ProdutoProduto--favorecidafavorecida ReagenteReagente--favorecidafavorecida
cas
es Q
uím
ior
maç
õe–
Tran
sfo
BC
0307
–B
ProdutoProduto-- ouou ReagenteReagente FavorecidaFavorecida??
∆G˚ < ∆G˚ < 00: : reareaçãoção éé produtoproduto--favorecidafavorecida
cas
çç pp∆G˚ > ∆G˚ > 00: : reaçãoreação é é reagentereagente--favorecidafavorecida
es Q
uím
i
orm
açõe
G = -RT ln K
–Tr
ansf
o
S K 1 tã ΔG˚ é tiS K 1 tã ΔG˚ é ti
BC
0307
– Se K > 1, então ΔG é negativoSe K < 1, então ΔG˚ é positivoSe K > 1, então ΔG é negativoSe K < 1, então ΔG˚ é positivo
B
cas
es Q
uím
ior
maç
õe–
Tran
sfo
BC
0307
–B
HH22(g) + I(g) + I22(g) 2 HI(g)(g) 2 HI(g) KKcc = 55.3= 55.3HH22(g) + I(g) + I22(g) 2 HI(g)(g) 2 HI(g) KKcc = 55.3= 55.3ca
s 11oo PassoPasso: : FaçaFaça umauma tabelatabela com as com as concentraçõesconcentrações
es Q
uím
i
[H[H22]] [I[I22]] [HI][HI]
InicialInicial 1 001 00 1 001 00 00
orm
açõe
InicialInicial 1,001,00 1,001,00 00
ReageReage/Forma/Forma --xx --xx +2x+2x
–Tr
ansf
o
EquilíbrioEquilíbrio 1,001,00--xx 1,001,00--xx +2x+2x
SeguindoSeguindo as as proporçõesproporções estequiométricasestequiométricas, , estabeleçaestabeleça
BC
0307
– SeguindoSeguindo as as proporçõesproporções estequiométricasestequiométricas, , estabeleçaestabeleçaquantoquanto de de cadacada substânciasubstância reagereage/forma/forma
E t b lE t b l tt d d dd b tâ ib tâ i tt B EstabeleçaEstabeleça quantoquanto de de cadacada substânciasubstância temtem--se no se no equilíbrioequilíbrio
HH22(g) + I(g) + I22(g) (g) 2 2 HI(g)HI(g) KKcc = = 5555..33HH22(g) + I(g) + I22(g) (g) 2 2 HI(g)HI(g) KKcc = = 5555..33ca
s
22oo PassoPasso: Monte a : Monte a expressãoexpressão de de equilíbrioequilíbrio, , KcKc, e , e substituasubstitua as as concetraçõesconcetrações..
es Q
uím
i substituasubstitua as as concetraçõesconcetrações..
K = [2x]2 = 55 3
orm
açõe Kc = [1.00 - x][1.00 - x]
= 55.3
–Tr
ansf
o
33oo PassoPasso: : ResolvaResolva a a expressãoexpressão –– raizraiz quadradaquadrada dos dos d isd is lad slad s
BC
0307
– doisdois ladoslados
Kc = [2x]2 = 55.3 7.44 = 2x
B Kc [1.00 - x][1.00 - x]
55.3 1.00 - x
cas
x =x = 00 7979 PortantoPortanto nono equilíbrioequilíbrio::
Kc = [1.00 - x][1.00 - x]
= 55.3 7.44 1.00 - x
es Q
uím
i x = x = 00,,7979 PortantoPortanto, no , no equilíbrioequilíbrio::
[H[H22]] [I[I22]] [HI][HI]
orm
açõe InicialInicial 1,001,00 1,001,00 00
ReageReage/Forma/Forma xx xx +2x+2x
–Tr
ansf
o ReageReage/Forma/Forma --xx --xx +2x+2x
EquilíbrioEquilíbrio 1,001,00--xx 1,001,00--xx +2x+2x
BC
0307
–
[H[H22] = [I] = [I22] = ] = 1,00 1,00 -- x = x = 0,21 0,21 MM[H[H22] = [I] = [I22] = ] = 1,00 1,00 -- x = x = 0,21 0,21 MM
B
[HI] = 2x = [HI] = 2x = 1,58 1,58 MM[HI] = 2x = [HI] = 2x = 1,58 1,58 MM
PROCESSO HABER-BOSCH
cas
es Q
uím
ior
maç
õe
F it H b C l B h
–Tr
ansf
o Fritz Haber Carl Bosch
BC
0307
–B
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)ca
ses
Quí
mi
orm
açõe
–Tr
ansf
o
Nã i t i ã i i i l d t d t
BC
0307
– • Não importa a composição inicial de reagentes e produtos, a mesma proporção de concentrações é alcançada no equilíbrio.
B
Relação Kc e K (ou Kp)?
Kc = [C]c [D]d
cas
Kc = [[A]a [B]b
es Q
uím
i
Em fase gasosa as concentrações podem ser expressas em atm. Kc
orm
açõe está relacionado com o Kp através da equação
cn
p KRTK )(
–Tr
ansf
o
R = Constante dos gases perfeitos (0,0821 Latm/(K.mol); T = Temperatura (K)
n = b a = mols de produtos no estado gasoso mols de reagentes no estado gasoso
cp
BC
0307
– n = b-a = mols de produtos no estado gasoso – mols de reagentes no estado gasoso.
B
O que fazer para ter um “rendimento” elevado para esse processo?
cas H = - 91,8 kJN2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
es Q
uím
i
O que acontecerá se:
orm
açõe
- Aumentarmos a temperatura;
Acrescentarmos ao sistema reacional NH3;
–Tr
ansf
o - Acrescentarmos ao sistema reacional NH3;
- Retirarmos H2;
BC
0307
–
- Aumentarmos a pressão;
B
cas
es Q
uím
i • Princípio de Le Châtelier: quandouma perturbação exterior é aplicada a
orm
açõe uma perturbação exterior é aplicada a
um sistema em equilíbrio dinâmico,
–Tr
ansf
o
ele tende a se ajustar para reduzir ao
BC
0307
– mínimo a perturbação.
B
cas
es Q
uím
ior
maç
õe–
Tran
sfo
BC
0307
–
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)B N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
cas
es Q
uím
ior
maç
õe–
Tran
sfo
BC
0307
–B
À medida que diminui-se o volume
cas
À medida que diminui-se o volume, a pressão aumenta.
es Q
uím
ior
maç
õe–
Tran
sfo
BC
0307
–B
• Variações na pressão não afetam as concentrações das
espécies reagentes nas fases condensadas (por ex numaespécies reagentes nas fases condensadas (por ex, numa
solução aquosa) porque os líquidos e os sólidos são
cas
virtualmente incompressíveis.
• Por outro lado as concentrações dos gases são geralmente
es Q
uím
i • Por outro lado, as concentrações dos gases são geralmente
afetadas por variações de pressão.
orm
açõe
• Exemplo: considere os seguintes sistemas em equilíbrio
(a) 2PbS(s)+3O (g) 2PbO(s)+2SO (g)
–Tr
ansf
o – (a) 2PbS(s)+3O2(g) 2PbO(s)+2SO2(g)
– (b) PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)
BC
0307
– – (c) H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)
• Preveja o sentido da reação global, em cada um dos casos, como
B
resultado de um aumento de pressão (diminuição de volume) no
sistema a temperatura constante.
cas
• A adição de calor (por ex. o aquecimento do recipiente) favorece a reação no sentido:
es Q
uím
i ç
– se H > 0, a adição de calor favorece a reação direta,
orm
açõe
, ç ç ,
– se H < 0, a adição de calor favorece a reação inversa.
–Tr
ansf
o
• A remoção de calor (por ex. o resfriamento do recipiente), favorece a reação no sentido:
BC
0307
– ç
– se H > 0, o resfriamento favorece a reação inversa,B , ç ,
– se H < 0, o resfriamento favorece a reação direta.
A constante de equilíbrio depende da temperatura.
cas
q p p
K = e–∆G0/RT
es Q
uím
i
• Para uma reação endotérmica H > 0 e o calor
K = e
orm
açõe
Para uma reação endotérmica, H > 0 e o calorpode ser considerado um “reagente”.
–Tr
ansf
o
• Para uma reação exotérmica H < 0 e o calor pode
BC
0307
– • Para uma reação exotérmica, H < 0 e o calor pode
ser considerado um “produto”.
B
H = ‐ 91,8 kJN2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
• Utiliza um catalisador a base de ferro (catálise heterogênea)ca
s • Elevadas temperaturas (500°C) e pressões (250 atm)
es Q
uím
i
• A energia necessária é proveniente da queima de combustíveisfósseis (carvão, gás ou óleo)
orm
açõe
fósseis (carvão, gás ou óleo)
• Hidrogênio é produzido a partir
–Tr
ansf
o Hidrogênio é produzido a partirde gás natural (metano) ou outroshidrocarbonetos
BC
0307
– hidrocarbonetos
B
cas
es Q
uím
ior
maç
õe–
Tran
sfo
BC
0307
–B
cas
es Q
uím
ior
maç
õe–
Tran
sfo
[Co(H2O)6]2+(aq) + 4Cl-(aq) [CoCl4]2-(aq) + 6H2O(l)endo
BC
0307
– exo
B
cas
es Q
uím
i
Não tem
orm
açõe efeito
sobre o
–Tr
ansf
o sobre o equilíbrio!
BC
0307
–B
Resumindo, fatores que afetam o equilíbrio químicoca
s 1. Concentração
2 P ã ó f t d i id á l õ
es Q
uím
i 2. Pressão: só afeta de maneira considerável as reações
envolvendo gases.
orm
açõe 3. Volume: afeta os gases, uma vez que tanto líquidos como sólidos
apresentam volume praticamente constante.
–Tr
ansf
o
4. Temperatura: um aumento da temperatura favorece reações
endotérmicas e uma diminuição de temperatura favorece reações
BC
0307
–
exotérmicas.
B
cas
es Q
uím
i
Ernest Solvay
orm
açõe
Produção industrial de NaHCO e Na CO a partir de matérias primas
–Tr
ansf
o Produção industrial de NaHCO3 e Na2CO3 a partir de matérias primas baratas: cloreto de sódio, amoníaco e carbonato de cálcio (pedra calcária)
BC
0307
–
Utilizados para:
•Vidros, Sabões
B
•Papel, Fármacos etc.
REAÇÕESREAÇÕESCaCO3 CaO + CO2 H = +43,4 Kcal
cas
C(amorfo) + O2 CO2 H = -96,5 Kcal
es Q
uím
i CaO + H2O Ca(OH)2 H = -15,9 Kcal
NH3 + H2O NH4OH H = -8,4 Kcal
orm
açõe
3 2 4 ,
2NH4OH + CO2 (NH4)2CO3 + H2O H = -22,1 Kcal
–Tr
ansf
o
(NH4)2CO3 + CO2 + H2O 2NH4HCO3
NH4HCO3 + NaCl NH4Cl + NaHCO3
BC
0307
– 2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O H = +30,7 Kcal
2NH Cl + Ca(OH) 2NH + CaCl + 2H O H = +10 7 Kcal B 2NH4Cl + Ca(OH)2 2NH3 + CaCl2 + 2H2O H = +10,7 Kcal
REAÇÃO GLOBAL:REAÇÃO GLOBAL:
CaCO3 + NaCl Na2CO3(s) + CaCl2(s)
cas
CaCO3 NaCl Na2CO3(s) CaCl2(s)
es Q
uím
ior
maç
õe–
Tran
sfo
BC
0307
–B
Etapas principais do Processo Solvay:
1 Saturação de uma solução aquosa de NaCl com amônia1. Saturação de uma solução aquosa de NaCl com amôniaNH3 + H2O NH4OH
2. Saturação desta solução com CO2
cas
2
NH4OH + CO2 NH4HCO3
3. Reação do bicarbonato com NaClNH HCO N Cl NH Cl N HCO
es Q
uím
i NH4HCO3 + NaCl NH4Cl + NaHCO3
4. Precipitação do sal menos solúvel NaHCO3
5 Produção do Na CO por calcinação
orm
açõe 5. Produção do Na2CO3 por calcinação
2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O
6. Recuperação da amônia
–Tr
ansf
o p ç2NH4Cl + Ca(OH)2 2NH3 + CaCl2 + 2H2O
BC
0307
–
Química Nova 1998, v. 21 (1), p. 114-116
B
cas - Avaliação do equilíbrio heterogêneo:
es Q
uím
i
CaCO3(s) Ca2+ + CO32-
H2O
orm
açõe
2+ 2 [C CO ] 2+ 2-
–Tr
ansf
o
K=[Ca2+] . [CO3
2-]
[CaCO3]
K . [CaCO3] = [Ca2+] . [CO32 ]
Kps = [Ca2+] . [CO32-]
BC
0307
–B
• Para converter solubilidade em Kps
cas
p
• a solubilidade precisa ser convertida em solubilidade molar (através da massa molar);
es Q
uím
i (através da massa molar);
• a solubilidade é convertida na concentração em quantidade
orm
açõe
a solubilidade é convertida na concentração em quantidadede matéria de íons no equilíbrio (cálculo do equilíbrio),
–Tr
ansf
o
• Kps é o produto da concentração de íons no equilíbrio.
BC
0307
–B
atingir o KpsConcentração necessária para ocorrer precipitação
cas O conhecimento dos valores de Kps e das concentrações em solução
permite controlar a precipitação de espécies de interesse:
es Q
uím
ior
maç
õe •Se o produto iônico, Q, > Kps, a solução é supersaturada
•Se o produto iônico, Q, = Kps, a solução é dita saturada
–Tr
ansf
o Se o produto iônico, Q, Kps, a solução é dita saturada
•Se o produto iônico, Q, < Kps, a solução é insaturada e não há
BC
0307
– formação de precipitado
B
cas
es Q
uím
ior
maç
õe–
Tran
sfo
BC
0307
–B
cas
es Q
uím
ior
maç
õe–
Tran
sfo
BC
0307
–B
ConsidereConsidere PbIPbI22 dissolvidodissolvido emem águaágua
cas
22 ggPbIPbI22(s(s) ) PbPb22++((aqaq) + ) + 2 2 II--((aqaq))CalculeCalcule KKpsps se ase a solubilidadesolubilidade == 11..3030 xx 1010--33 MM
es Q
uím
i CalculeCalcule KKpsps se a se a solubilidadesolubilidade 11..30 30 x x 1010 MM
orm
açõe RespostaResposta::
SolubilidadeSolubilidade = [Pb= [Pb2+2+] = 1.30 x 10] = 1.30 x 10--33 MM
–Tr
ansf
o SolubilidadeSolubilidade [Pb [Pb ] 1.30 x 10] 1.30 x 10 MM
[I[I--] = ?] = ?
2 2 2+2+ 2 60 0 2 60 0 33
BC
0307
– [I[I--] = 2 x [Pb] = 2 x [Pb2+2+] = 2.60 x 10] = 2.60 x 10--33 MM
B
ConsidereConsidere PbIPbI22 dissolvidodissolvido emem águaágua
cas
22 ggPbIPbI22(s) (s) PbPb22++((aqaq) + ) + 2I2I--((aqaq))CalculeCalcule KKpsps se ase a solubilidadesolubilidade = 1.30 x 10= 1.30 x 10--33 MM
es Q
uím
i
RespostaResposta::
CalculeCalcule KKpsps se a se a solubilidadesolubilidade 1.30 x 10 1.30 x 10 MM
orm
açõe KKpsps = [Pb= [Pb22++] [I] [I--]]2 2
= [Pb= [Pb22++] {] {2 2 [Pb [Pb22++]}]}22
–Tr
ansf
o = [Pb= [Pb22++] {] {2 2 • [Pb• [Pb22++]}]}22
KKpsps = = 4 4 [Pb[Pb22++]]33 = = 4 4 ((solubilidadesolubilidade))33= = 4 4 ((solubilidadesolubilidade))33
BC
0307
– psps [[ ]] (( ))(( ))
KK == 44 ((11 3030 xx 1010--33))33 == 88 88 xx 1010--99KK == 44 ((11 3030 xx 1010--33))33 == 88 88 xx 1010--99B KKpsps = = 4 4 ((11..30 30 x x 1010 33))33 = = 88..8 8 x x 1010 99KKpsps = = 4 4 ((11..30 30 x x 1010 33))33 = = 88..8 8 x x 1010 99
cas
HgHg22ClCl22(s) (s) HgHg222+2+((aqaq) + 2 ) + 2 ClCl--((aqaq))
KK = 1 1 10= 1 1 10--1818 = [H= [H 2+2+] [] [ClCl--]]22
es Q
uím
i KKpsps = 1.1 x 10= 1.1 x 10--1818 = [Hg= [Hg222+2+] [] [ClCl--]]22
Se [HgSe [Hg222+2+] = 0.010 M, ] = 0.010 M, qualqual a [a [ClCl--] ] necessárianecessária parapara
orm
açõe
[ g[ g22 ]] qq [[ ]] pp
iniciariniciar a a precipitaçãoprecipitação do do HgHg22ClCl22??
–Tr
ansf
oB
C03
07 –
B
cas
HgHg22ClCl22(s) (s) HgHg222+2+((aqaq) + 2 ) + 2 ClCl--((aqaq))
KK = 1 1 x 10= 1 1 x 10--1818 = [Hg= [Hg 2+2+] [] [ClCl--]]22 ReconheçaReconheça queque: :
es Q
uím
i KKpsps = 1.1 x 10= 1.1 x 10 1818 = [Hg= [Hg222+2+] [] [ClCl ]]22 ReconheçaReconheça queque: :
orm
açõe
D i
–Tr
ansf
o Deve ser maior que
S [HS [H 2+2+] 0 010 M ] 0 010 M ll [[ClCl ] é ] é áá
BC
0307
– Se [HgSe [Hg222+2+] = 0.010 M, ] = 0.010 M, qualqual [[ClCl--] é ] é necessárianecessária
parapara iniciariniciar a a precipitaçãoprecipitação do Hgdo Hg22ClCl22??B pp p pp p gg22 22
HgHg22ClCl22(s) (s) HgHg222+2+((aqaq) + 2 ) + 2 ClCl--((aqaq))
cas
HgHg22ClCl22(s) (s) HgHg22 ((aqaq) + 2 ) + 2 ClCl ((aqaq))
KKpsps = 1.1 x 10= 1.1 x 10--1818 = [Hg= [Hg222+2+] [] [ClCl--]]22
es Q
uím
i pp
RespostaResposta22
orm
açõe QuantoQuanto temtem--se de [se de [ClCl--] ] quandoquando [Hg[Hg22
2+2+] = 0.010 M,] = 0.010 M,
Ksp 8
–Tr
ansf
o
[Cl ] = Ksp0.010
= 1.1 x 10-8 M
BC
0307
–
Se Se essaessa concentraçãoconcentração de de ClCl-- for for ultrapassadaultrapassada, , HgHg22ClCl22 começacomeça aa precipitarprecipitarB HgHg22ClCl22 começacomeça a a precipitarprecipitar..
cas AgCl
Cl-Ag+
es Q
uím
i
PbCl2
Cl
Pb2+
g
orm
açõe
Como fazer para precipitar apenas o AgCl?
–Tr
ansf
oB
C03
07 –
Solução: manter a [Cl-] em um valor suficiente para atingir o Kps do
A Cl (1 7 10 10) i fi i t K d PbCl (1 6 10 5)B AgCl (1,7 x 10-10), mas insuficiente para o Kps do PbCl2 (1,6 x 10-5).
Por exemplo: se [Ag+] = [Pb2+] = 0,01 M, temos:
AgCl Ag+ + Cl-
cas
g g
[ ],
ClKps x
M
1 7 101 7 10
108
es Q
uím
i [ ][ ] ,
,Clp
Agx M
0 011 7 10 8
orm
açõe
PbCl2 Pb2+ + 2Cl-
–Tr
ansf
o
[ ][ ]
,,
,ClKpsPb
xM
2
51 6 100 01
0 04
BC
0307
– [ ]
B 1,7x10-8 < [Cl-] < 0,04
cas
es Q
uím
ior
maç
õe–
Tran
sfo
BC
0307
–
Ag(CH3CO2)(s) Ag+(aq) + CH3CO2-(aq)
O t ilíb i di i A NO ?B O que acontece com o aquilíbrio ao adicionar AgNO3?
Forma‐se Ag(CH3CO2)(s) e ocorre a precipitação!
Exemplo: Qual a solubilidade molar do PbI2 em NaI 0.10 M?
cas Primeiro vamos analisar a solubilidade do PbI2 em água pura:
es Q
uím
i
PbI2(s) Pb2+(aq) + 2I-(aq)
K [Pb2+][I ]2
Kps = 8,8 10-9
orm
açõe Kps = [Pb2+][I-]2
8,8 10-9 = y(2y)2
8,8 10-9 = 4y3
–Tr
ansf
o
8,8 10-9 /4 = y3
y = 1,30 x10-3 mol/L
BC
0307
–
Análise: NaI é solúvel em água e fornece o íon comum (I-).B
Análise: NaI é solúvel em água e fornece o íon comum (I-).
InicialInicial 00 00,,1010
PbI2(s) Pb2+(aq) + 2I-(aq) Kps = [Pb2+][I-]2ca
s
InicialInicial 00 00,,1010VariaçãoVariação +x+x ++22xxEquilíbrioEquilíbrio +x+x ++22x +x + 00 1010
es Q
uím
i
então10,020,10][ xI
EquilíbrioEquilíbrio +x+x ++22x + x + 00,,1010
orm
açõe
109,7ou )10,0(então 10,020,10][
72
MxxK
xI
ps
–Tr
ansf
o
PortantoPortanto
válida)éinicialãoconsideraçaportanto 0,10( x
BC
0307
– PortantoPortantoSolubilidadeSolubilidade emem águaágua purapura = y = 1,30 .10= y = 1,30 .10--33 MMS l bilid dS l bilid d d Id I di i ddi i d 7 97 9 1010 77 MMB SolubilidadeSolubilidade emem presençapresença de Ide I-- adicionadoadicionado = x = = x = 7,9.7,9. 1010--77 MMPrincípioPrincípio de Le de Le ChatelierChatelier é é obedecidoobedecido!!
Onde estudar?Onde estudar?1) ATKINS, P., JONES, L., Princípios de Química - Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente, 3 ed., Porto Alegre: Bookman, 2006.
2) KOTZ, J. C., TREICHEL Jr., P., Química Geral e Reações Químicas, Vol. 1 e 2, 1 ed., São Paulo:
cas
Thomson Pioneira, 2005.
3) BRADY, J., HOLUM, J.R., RUSSELL, J. W., Química - a Matéria e Suas Transformações, V. 2, 3 ed., Rio de Janeiro: LTC, 2003.
es Q
uím
i
4) BROWN, T.L., Le MAY Jr., H.E.; BURSTEN, B.E., Química - a Ciência Central, 9 ed., São Paulo: Pearson, 2005.
orm
açõe 5) BROWN, L. S., HOLME T.A., Química Geral Aplicada à Engenharia, São Paulo: Cengage, 2009.
6) HOLUM, J.R., RUSSELL, J. W., BRADY, J., Química - a Matéria e Suas Transformações, V. 1, 3 ed., Rio de Janeiro: LTC, 2002.
–Tr
ansf
o
7) MAHAN, B.M., MYERS, R.J., Química – um Curso Universitário, 4 ed., São Paulo: Ed. Blücher, 1996.
8) MASTERTON, W.L., Princípios de Química, 6 ed., Rio de Janeiro: LTC, 1990.
BC
0307
–
Conceitos que devem ser estudados: Processo Haber –Equilíbrio químico: Lei de Ação das Massas e constante deB Equilíbrio químico: Lei de Ação das Massas e constante de equilíbrio, Fatores que afetam o equilíbrio químico, Princípiode Le Châtelier, Kp e Kc, Produto de solubilidade
