EQUILÍBRIO QUÍMICO EQUILÍBRIO QUÍMICO [email protected] [email protected] .
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Os reagentes e produtos das reações reversíveis
são separados por uma dupla seta
PROCESSOS REVERSÍVEIS
São processos que reagentes e produtos
são consumidos e produzidos ao mesmo tempo
ÁGUA
H2O ( l ) H2O (v)
N2O4(g) 2 NO2(g)REAÇÃO DIRETA
REAÇÃO INVERSA
reação DIRETA e reação INVERSA
vd
vi
No início da reação a velocidade direta é máxima
No início da reação a velocidade inversa é nula
velocidade
tempo
com o passar do tempo
Vd = Vi
te
Neste instante a reação atingiu o equilíbrio químico
No momento em que a reação química atinge o
EQUILÍBRIO QUÍMICO
as concentrações dos seus participantes permanecem constantes
concentração
tempo
te
N2O4(g)
NO2(g)
N2O4(g) 2 NO2(g)
As concentrações dos participantes do equilíbrio
permanecem constantes , podendo ter três situações
[ ]
tempo
reagentes
produtos
[ ]
tempo
reagentes = produtos
[ ]
tempo
reagentes
produtos
01) Sobre equilíbrio químico:
Ao atingir o estado de equilíbrio, a concentração de cada
substância do sistema permanece constante.
Uma reação é reversível quando se processa simultaneamente
nos dois sentidos.
Todas as reações reversíveis caminham espontaneamente para
o estado de equilíbrio.
Uma reação reversível atinge o equilíbrio quando as
velocidades das reações direta e inversa se igualam.
O equilíbrio das reações é dinâmico
0 0
1 1
2 2
3 3
4 4
CONSTANTE DE EQUILÍBRIO
EM TERMOS DE CONCENTRAÇÃO MOLAR
Vamos considerar uma reação reversível genérica
a A + b B c C + d D2
1
No equilíbrio teremos:
V 1 = V 2a bK1 [ A ] [ B ] c dK2 [ C ] [ D ]
Isolando-se as constantes =a b[ A ] [ B ]
c d[ C ] [ D ]K1
K2
KC
I. O valor de KC depende da reação considerada e da temperatura.
III. A constante de equilíbrio é tratada como um número puro, isto é,
sem unidades
IV. Líquidos e sólidos puros, que não fazem parte da solução, não
constam da expressão da constante de equilíbrio
II. O valor de KC independe das concentrações iniciais dos reagentes
N2( g ) + 3 H2( g ) 2 NH3( g )
=[ N2 ] [ H2 ]
3
[ NH3 ]2
KC
2 H2( g ) + O2( g )2 H2O( g )
=[ O2 ][ H2 ]
2
[ H2O ]2
KC
01) Na equação abaixo, após atingir o equilíbrio químico, podemos
concluir a respeito da constante de equilíbrio que:
a A + b B c C + d D
a) Quanto maior for o valor de Kc, menor será o rendimento da
reação direta.
b) Kc independe da temperatura.
c) Se as velocidades das reações direta e inversa forem iguais,
então K2 = 0.
d) Kc depende das molaridades iniciais dos reagentes.
e) Quanto maior for o valor de Kc, maior será a concentração dos
produtos.
1
2
02) (Covest – 98) Medidas de concentração para o sistema abaixo, em
equilíbrio, a uma certa temperatura forneceram os seguintes
resultados:
Determine a constante de equilíbrio da reação nestas condições.
[ H2 ] = 0,10 mol/L
[ I2 ] = 0,20 mol/L
[ HI ] = 1,0 mol/L
H2 ( g ) + I2 ( g ) 2 HI ( g )
=[ H2 ] [ I2 ]
[ HI ] 2KC
x(0,10) (0,20)
( 1,0 )=
1,0
0,02 KC = 50 KC = 50
03) Temos representado no gráfico abaixo as concentrações dos reagentes
e dos produtos de uma mesma reação do tipo:
A + B C + D
Ocorrendo no sentido à direita a partir do zero.
Tem-se sempre [A] = [B] e [C] = [D], estando estes valores representados
no gráfico. A constante de equilíbrio da reação será igual a:
2
4
6
8
10 [ ]
caminho da reação
a) 16.
b) 1/4.
c) 4.
d) 5.
e) 1/16.
=[ C ]
KC8x [ D ]
[ A ] x [ B ]
8
4416
64
KC = 4
04) Foram colocados em um recipiente fechado, de capacidade 2,0 L, 6,5 mol
de CO e 5 mol de NO2. À 200°C o equilíbrio foi atingido e verificou-se que
haviam sido formados 3,5 mol de CO2.
Podemos dizer que o valor de Kc para o equilíbrio dessa reação é:
a) 4,23.
b) 3,84.
c) 2,72.
d) 1,96.
e) 3,72.
= KC[ CO2 ] [ NO ]
[ CO ] [ NO2 ]
x
x
1,75
1,50 0,75
CO + NO2 CO2 + NO
início
reage / produz
equilíbrio 3,5 3,5
3,5 3,5
3,0 1,5
6,5 5,0
3,5 3,5
0,0 0,0
[ NO ] = 3,5
2,0 = 1,75 M
[ CO ] = 3,0
2,0
[ NO2 ] = 1,5
2,0 = 0,75 M
[ CO2 ] = 3,5
2,0 = 1,75 M
= 1,50 M
1,75= KC x
x
3,0625
1,125= KC KC = 2,72
05) Em um recipiente de 400 mL são colocados 2 mols de PCl5 gasoso a
uma determinada temperatura. Esse gás se decompõem segundo a
reação química abaixo, e, o equilíbrio foi alcançado quando 20% do
pentacloreto de fósforo reagiram ( % em mols ). A constante de equilíbrio,
Kc, nessas condições, vale:
a) 4,0.
b) 1,0.
c) 0,5.
d) 0,25.
e) 0,025.
PCl5 PCl3 + Cl2
início 2,0 0,0 0,0
reage / produz 0,4
Reage : n = 0,2 x 2 = 0,4 mol
0,4 0,4
0,4 0,4 1,6 equilíbrio
[ PCl5 ]
[ PCl3 ]
[ Cl2 ]
= 0,4
0,4 = 1,0 M
= 0,4
0,4 = 1,0 M
= 1,6
0,4 = 4,0 M
= KC x
[ PCl5 ]
[ PCl3 ] [ Cl2 ] 1,0 x 1,0
4,0=
= KC
4,0
1,0
KC = 0,25
Considere um sistema em equilíbrio químico, com as substâncias A, B, C e D.
A + B C + D
Se, por algum motivo, houver modificação em uma das velocidades,
teremos mudanças nas concentrações das substâncias
Esta modificação em uma das velocidades ocasiona o que
denominamos de DESLOCAMENTO DO EQUILÍBRIO
que será no sentido da MAIOR VELOCIDADE
A + B C + Dv1
v2
Equilíbrio inicial
Aumentando v1, o deslocamento é para a direita
A + B C + Dv1
v2
Aumentando v2, o deslocamento é para a esquerda
A + B C + Dv1
v2
Porém, após certo tempo, a reação volta a estabelecer um
novo equilíbrio químico, mas com valores de
concentrações e velocidades diferentes das iniciais
O químico
Henri Louis Le Chatelier
propôs um princípio que afirma:
“Quando um sistema em equilíbrio sofre algum tipo
de perturbação externa, ele se deslocará no sentido de
minimizar essa perturbação,
a fim de atingir novamente uma situação de equilíbrio”
É possível provocar alteração em um equilíbrio químico por:
variações de temperatura.
variações de concentração dos participantes da reação.
Pressão total sobre o sistema.
TEMPERATURATEMPERATURA
Observando a reação
incolor
ΔH < 0N2O4(g)2 NO2(g)EXOTÉRMICA
ENDOTÉRMICACastanhoavermelhado
Balão a 100°C
Cor interna é
CASTANHO-AVERMELHADO
Balão a 0°C
Cor interna é INCOLOR
Podemos observar que o
aumento da temperatura favorece a reação que é ENDOTÉRMICA,
e a
redução da temperatura favorece a reação que é EXOTÉRMICA
Podemos generalizar dizendo que um(a) ...
AUMENTO DE TEMPERATURA
desloca o equilíbrio no
SENTIDO ENDOTÉRMICO
DIMINUIÇÃO DE TEMPERATURA
desloca o equilíbrio no
SENTIDO EXOTÉRMICO
Vamos analisar o equilíbrio abaixo:
Cr2O71
22 H
2 – + H2O 2 CrO42 – + +
alaranjada amarela
O acréscimo de uma base deixa a
solução amarela, deslocando
o equilíbrio para a direita
O acréscimo de um ácido deixa a solução
alaranjada, deslocando
o equilíbrio para a esquerda
Podemos generalizar afirmando que um(a) ...
AUMENTO DE CONCENTRAÇÃO
desloca o equilíbrio no
SENTIDO OPOSTO
da espécie química adicionada
DIMINUIÇÃO DE CONCENTRAÇÃO
desloca o equilíbrio no mesmo
MESMO SENTIDO
da espécie retirada
Alterações de pressão influenciam em equilíbrios que
possuem espécies químicas no estado gasoso
Considere a reação química em equilíbrio abaixo
N2 ( g ) + 3 H2 ( g ) 2 NH3 ( g )
4 volumes 2 volumes
o AUMENTO DE PRESSÃO
sobre o sistema desloca o equilíbrio químico
no sentido do MENOR VOLUME na fase gasosa
a DIMINUIÇÃO DE PRESSÃO
sobre o sistema desloca o equilíbrio químico
no sentido do MAIOR VOLUME na fase gasosa
01) Considere a reação em equilíbrio químico:
N2 (g) + O2 (g) 2 NO (g)
É possível deslocá-lo para a direita:
a) Retirando o N2 existente.
b) Removendo o NO formado.
c) Introduzindo um catalisador.
d) Diminuindo a pressão, à temperatura constante.
e) Aumentando a pressão, à temperatura constante.
02) Temos o equilíbrio:
Queremos aumentar a concentração de CO2(g) nesse equilíbrio.Para isso ocorrer, devemos:
a) Aumentar a pressão sobre o sistema.
b) Diminuir a pressão sobre o sistema.
c) Adicionar H2(g) ao sistema.
d) Retirar H2O(g) do sistema.
e) Adicionar CO(g) ao sistema.
CO( g ) + H2O( g ) CO2( g ) + H2( g )
03) O equilíbrio gasoso representado pela equação :
N2( g ) + O2( g ) 2 NO( g ) + 88 kj
É deslocado no sentido de formação de NO(g), se :
a) a pressão for abaixada.
b) N2 for retirado.
c) a temperatura for aumentada.
d) for adicionado um catalisador sólido ao sistema.
e) o volume do recipiente for diminuído.
04) Nitrogênio e hidrogênio reagem para formar amônia segundo a equação:
Se a mistura dos três gases estiver em equilíbrio, qual o efeito, em
cada situação, sobre a quantidade de amônia, se provocar
N2( g ) + 3 H2( g ) 2 NH3( g ) ΔH =-22 kcal
I. Compressão da mistura. aumentaaumenta
II. Aumento de temperatura. diminuidiminui
III. Introdução de hidrogênio. aumentaaumenta
a) aumenta, aumenta, aumenta.
b) diminui, aumenta, diminui.
c) aumenta, aumenta, diminui.
d) diminui, diminui, aumenta.
e) aumenta, diminui, aumenta.
É o caso especial de equilíbrio químico em que aparecem íons
Cr2O7 2 H2 –
+ H2O 2 CrO42 –
+ +
Nos equilíbrios iônicos, também são definidos um
grau de ionização ( ) e uma constante de equilíbrio ( Ki )
Onde : ni é o número de mols dissociados
n é o número de mols inicial
n in
=
GRAU DE IONIZAÇÃO
Para a reação:
HCN (aq) H + +(aq)(aq) CN –
= Ki[ H ] [ CN ]
[ HCN ]
+ –
01) X, Y e Z representam genericamente três ácidos que, quando dissolvidos em um mesmo volume de água, à temperatura constante, comportam-se de acordo com a tabela:
mols dissolvidos mols ionizados
X
Y
Z
20
10
5
2
7
1
Analise as afirmações, considerando os três ácidos:
I. X representa o mais forte
II. Z representa o mais fraco
III. Y apresenta o maior grau de ionização
Está(ao) correta(s):
a) Apenas I.b) Apenas II.c) Apenas III.d) Apenas I e II.e) I, II e III.
ni
n= grau de ionização
X
=2
20
= 0,10
= 10 %
Y Z
=7
10
= 0,70
= 70 %
=1
5
= 0,20
= 20 %
02) (FUVEST-SP) A reação H3C – COOH H+ + H3C – COO tem
Ka = 1,8 x 10
Dada amostra de vinagre foi diluída com água até se obter uma solução
de [H+] = 1,0 x 10 mol/L
– 5
– 3
Nesta solução as concentrações em mol/L de CH3COO e de CH3COOH
são, respectivamente, da ordem de:
–
–
a) 3 x 10 e 5 x 10 .– 1 – 10
b) 3 x 10 e 5 x 10 .– 1 – 2
c) 1 x 10 e 5 x 10 .– 3 – 5
d) 1 x 10 e 5 x 10 .– 3 – 12
e) 1 x 10 e 5 x 10 .– 3 – 2
[ H ] = 1,0 x 10 + – 3
[ CH3COO ] = 1,0 x 10 – 3–
= Ka[ H ] + [ CH3COO ]–
[ CH3COOH ]
1,8 x 10– 5
=1,0 x 10 – 3 1,0 x 10 – 3x
[ CH3COOH ]
[ CH3COOH ] =1,0 x 10
– 31,0 x 10 – 3x
1,8 x 10 – 5= 5,56 x 10– 2 ≈5 x 10-2
É uma lei que relaciona
o grau de ionização
com o volume (diluição) da solução
Ki =
m α 2
1 – α
para solução de grau
de ionização pequenoKi = m
α
2
Para a reação: HA(aq)
H ++ (aq)(aq)
A–
= Ki[ H ] [ A ]
[ HCN ]
+ –
início
reage / produz
equilíbrio
[ ]
0,0 0,0
ni
n
= nα nα nα
n – n α– nα nα
V
nα n α
V V
=
nα nα
V V
x
n ( 1 – α )
V
n ( 1 – α )
= n α n α
V V
xV
n ( 1 – α )
x
Ki = m α2
1 – αpara solução de graude ionização pequeno Ki = m α
2
DEMONSTRAÇÃO DA FÓRMULA
01) Uma solução 0,01 mol / L de um monoácido está 4,0% ionizada.
A constante de ionização desse ácido é:
m = 0,01 mol/L
= 4 %
= 1,0 . 10 – 2 mol/L
= 0,04 = 4,0 . 10 – 2
Ki = m α 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
a) 1,6 x 10 – 3.
b) 1,6 x 10 – 5.
c) 3,32 x 10 – 5.
d) 4,0 x 10 – 5.
e) 3,0 x 10 – 6.
02) A constante de ionização de um ácido HX, que se encontra 0,001%
dissociado, vale 10 – 11. A molaridade desse ácido, nessas condições
é :
a) 10
b) 0,001
c) 10
d) 0,10.
e) 1,00.
– 11
– 5
α = 0,001%
Ki = 10 – 11
m = ?
= 0,00001 = 1,0 x 10 – 5
Ki = m α 2
10 – 11 = m x ( 1,0 x 10 – 5)2
10 – 11 = m x 10 – 10
10 – 11
m = 10 – 10
m = 10 – 1
m = 0,10 mol/L
03) O grau de dissociação iônica do hidróxido de amônio em solução
2 mol/L é 0,283% a 20°C.
A constante de ionização da base, nesta temperatura, é igual a:
a) 1,6 x 10
b) 1,0 x 10
c) 4,0 x 10
d) 4,0 x 10
e) 1,6 x 10
– 5
– 3
– 2
– 1
– 3
α = 0,283%
Ki = ?
m = 2 mol/L
= 0,00283 = 2,83 . 10– 3
Ki = m α 2
Ki = 2,0 x ( 2,83 x 10 – 3)2
Ki = 2 x 8 x 10 – 6
Ki = 16 x 10 – 6
Ki = 1,6 x 10 – 5
04) (FAMECA – SP) Qual o valor de “Ka” para o HCN, sabendo-se que
o ácido em solução 0,10 mol/L encontra-se 0,006% ionizado?
α = 0,006%
Ka = ?
m = 0,10 mol/L
= 0,00006 = 6 . 10– 5
Ki = m α 2
Ki = 1 x 10 – 1 x 36 x 10 – 10
Ki = 36 x 10 – 11
Ki = 3,6 x 10 – 10
Ki = 1,0 x 10 – 1 ( 6 x 10 – 5)2
a) 1,2 x 10 – 4.
b) 3,6 x 10 – 10.
c) 3,6 x 10 – 8.
d) 3,6 x 10 – 5.
e) 6,0 x 10 – 5.
Medidas experimentais de condutibilidade de corrente elétrica
mostram que a água, pura ou quando usada como solvente,
se ioniza fracamente, formando o equilíbrio iônico:
HH2O ( l )+(aq) + (aq)OH –
A constante de equilíbrio será: Ki =[ H ] [ OH ]
[ H2O ]
+ –
como a concentração da água é praticamente constante, teremos:
= Ki x [ H2O] [ H ] [ OH ] + –
PRODUTO IÔNICO DA ÁGUA ( Kw )
Kw
– 14A 25°C a constante “Kw” vale 10 mol/L
– 14[ H ] [ OH ] = 10+ –
1) Um alvejante de roupas, do tipo “ água de lavadeira “,
apresenta [OH ] aproximadamente igual a 1,0 x 10 mol/L.
Nessas condições, a concentração de H será da ordem de:
–
+
– 4
a) 10 – 2
b) 10 – 3
c) 10 – 10
d) 10 – 14
e) zero.
[H ] = ? +
[ OH ] – – 4
Kw = 10 M
= 10 M
– 14
= – 14[H ] [OH ] + – 10 x – 410
[H ] + = – 14
10
– 410
[H ] + = – 10
10 mol/L
02) Qual das expressões abaixo é conhecida como “produto iônico
da água, KW”?
a) Kw = [H2][O2].
b) Kw = [H+] / [OH – ].
c) Kw = [H+][OH – ].
d) Kw = [H2O].
e) Kw = [2H][O2].
Em água pura a concentração
hidrogeniônica [H ] é igual
à concentração hidroxiliônica [OH ], isto é, a 25°C,
observa-se que:
+
–
= [H ] [OH ] + – 10 – 7 =
Nestas condições dizemos que
a solução é “ NEUTRA “
As soluções em que
[H ] > [OH ]
terão características
ÁCIDAS
+ –
[ H+] > 10 – 7 mol/L
[OH – ] < 10 – 7 mol/L
nestas soluções teremos
As soluções em que
[H ] < [OH ]
terão características
BÁSICAS
+ –
nestas soluções teremos
[ H+] < 10 – 7 mol/L
[OH – ] > 10 – 7 mol/L
01) Observando a tabela abaixo, podemos afirmar que entre os líquidos
citados tem(em) caráter ácido apenas:
Líquido [H+] [OH – 1]
Leite 10 – 7 10 – 7
Água do mar 10 – 8 10 – 6
Coca-cola 10 – 3 10 – 11
Café preparado 10 – 5 10 – 9
Lágrima 10 – 7 10 – 7
Água de lavadeira 10 – 12 10 – 2
a) o leite e a lágrima.
b) a água de lavadeira.
c) o café preparado e a coca-cola.
d) a água do mar e a água de lavadeira.
e) a coca-cola.
02) (Covest-90) O leite azeda pela transformação da lactose em ácido
lático, por ação bacteriana. Conseqüentemente apresenta ...
I) aumento da concentração dos íons hidrogênio.
II) aumento da concentração dos íons oxidrilas.
III) diminuição da concentração dos íons hidrogênios.
IV) diminuição da concentração dos íons 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.
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, não se obtém:
a) uma solução onde [H +] = 0,4 mol/L.
b) uma solução completamente neutra.
c) uma solução de acidez intermediária.
d) uma solução menos ácida do que a de [H +] = 0,6 mol/L.
e) uma solução mais ácida do que a de [H +] = 0,3 mol/L.
V1 = 100 mL
[H ]1 = 0,6 mol/L+
V2 = 200 mL
[H ]2 = 0,3 mol/L+
Vf = 300 mL
[H ]f = ? mol/L+
Vf x [H ]f = 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/L+
04) Observando a tabela abaixo, podemos afirmar que entre os líquidos citados tem(êm) caráter ácido apenas:
Líquido
Leite
Coca-cola
Água de lavadeira 10
[ H ] [ OH ] + –
10
Café preparado
Lágrima 10 – 7
10 – 3
10– 5
– 12
10 – 7
10 – 11
10 – 9
– 2
Água do mar 10 – 8 10 – 6
10 – 7 10 – 7
a) O leite e a lágrima.b) A água de lavadeira.c) O café preparado e a coca-cola.d) A água do mar e a água de lavadeira.e) A coca-cola.
Como os valores das concentrações
hidrogeniônica e oxidriliônica são pequenos,
é comum representá-las na forma de logaritmos e,
surgiram os conceitos de
pH e pOH
pH
pOH
=
=
– log [ H ]
– log [ OH ]
+
–
Na temperatura de 25°C
Em soluções neutras
pH = pOH = 7
Em soluções ácidas
pH < 7 e pOH > 7
Em soluções básicas
pH > 7 e pOH < 7
Podemos demonstrar
que, a 25°C,
e em uma mesma solução
pH + pOH = 14
01) A concentração dos íons H de uma solução é igual a 0,0001. O pH
desta solução é:
a) 1.
b) 2.
c) 4.
d) 10.
e) 14.
pH = – log [ H ]+
+
[ H ] += 0,0001 mol/L10 mol/L– 4
– log 10– 4
pH =
pH = – ( – 4) x log 10
pH = 4 x 1 pH = 4
02) A concentração hidrogeniônica de uma solução é de
3,45 x 10 mol/L. O pH desta solução vale:– 11
Dado: log 3,45 = 0,54
a) 11.
b) 3.
c) 3,54.
d) 5,4.
e) 10,46.
[ 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 ]
pH = 11 – 0,54
pH = 10,46
03) Considere os sistemas numerados (25°C)
pH = 6,0Saliva5
pH = 8,5Sal de frutas4
pH = 8,0Clara de ovos3
pH = 6,8Leite2
pH = 3,0Vinagre1
A respeito desses sistemas, NÃO podemos afirmar:
a) São de caráter básico os sistemas 3 e 4.
b) O de maior acidez é o número 1.
c) O de número 5 é mais ácido que o de número 2.
d) O de número 1 é duas vezes mais ácido que o de número 5.
e) O de menor acidez é o sal de frutas.
1 tem pH = 3 [ H ] + = 10 – 3
= 10 – 6
10 – 3
10 3
o 1 é 1000 vezesmais ácido do que 5, então é FALSO
5 tem pH = 6 [ H ] + = 10 – 6
04) (UPE-2004 - Q1) Na tabela, há alguns sistemas aquosos com os respectivos valores aproximados de pH, a 25°C.
pH = 3,0vinagre
saliva
limpa - forno
pH = 8,0
pH = 13,0
pH = 9,0
pH = 1,0
água do mar
suco gástricoConsiderando os sistemas aquosos da tabela, é correto afirmar que:
a) O vinagre é três vezes mais ácido que o suco gástrico.
pH = 3,0vinagre
pH = 1,0suco gástrico
[ H ] = 10 M+
– 3
[ H ] = 10 M+
– 1
= 10
– 2
é 100 vezes menor
é 100 vezes menor
b) No vinagre, a concentração de íons H3O é cem mil vezes maior que a da saliva.
+
pH = 3,0vinagre
pH = 8,0saliva
[ H ] = 10 M+
– 3
[ H ] = 10 M+
– 8
= 10
5
é 100000 vezes maior
é 100000 vezes maior
c) A água do mar é menos alcalina que a saliva e mais ácida que o vinagre.
d) O sistema aquoso limpa - forno é o que contém o menor número de mols de
oxidrila por litro.e) O suco gástrico constitui um sistema aquoso
fracamente ácido.
05) (Covest-2003) As características ácidas e básicas de soluções aquosas
são importantes para outras áreas além da “Química”, como, por
exemplo, a Saúde Pública, a Biologia, a Ecologia, e Materiais. Estas
características das soluções aquosas são quantificadas pelo pH, cuja
escala é definida em termos da constante de ionização da água (Kw) a
uma dada temperatura. Por exemplo, a 25C a constante de ionização
da água é 10–14 e a 63 C é 10–13. Sobre o pH de soluções aquosas a
63C julgue os itens abaixo:
pH + pOH = 13. 0 0
Água pura (neutra) apresenta pH igual a 6,5. 1 1
Água pura (neutra) apresenta pH igual a 7,0. 2 2
Uma solução com pH igual a 6,7 é ácida. 3 3
4 4 A concentração de íons hidroxila na água pura (neutra) é
igual 10–7 mol/L.
0 6,5 13ácida
neutra
básica63ºC
Kw = 10 – 13
06)(Covest – 2004) Sabendo-se que, a 25°C, o cafezinho tem pH = 5,0, o suco de
tomate apresenta pH = 4,2, a água sanitária pH = 11,5 e o leite, pH = 6,4,
pode-se afirmar que, nesta temperatura:
a) o cafezinho e a água sanitária apresentam propriedades básicas.
b) o cafezinho e o leite apresentam propriedades básicas.
c) a água sanitária apresenta propriedades básicas.
d) o suco de tomate e a água sanitária apresentam propriedades
ácidas.
e) apenas o suco de tomate apresenta propriedades ácidas.
0 7,0 14ácida
neutra
básica25ºC
Kw = 10– 14
Cafezinho: pH = 5,0 Propriedades ácidas
Suco de tomate: pH = 4,2 Propriedades ácidas
Água sanitária: pH = 11,5 Propriedades básicas
Leite: pH = 6,4 Propriedades ácidas
07)(Covest – 2007) O pH de fluidos em partes distintas do corpo humano tem valores diferentes, apropriados para cada tipo de função que o fluido exerce no organismo. O pH da saliva é de 6,5; o do sangue é 7,5 e, no estômago, o pH está na faixa de 1,6 a 1,8. O esmalte dos dentes é formado, principalmente por um mineral de composição Ca10(PO4)6(OH)2. Após as refeições, ocorre
diminuição do pH bucal. O pH do sangue é mantido aproximadamente constante pelo seguinte equilíbrio químico, envolvendo o íon bicarbonato:
Com base nestas informações avalie as seguintes proposições:
A concentração de íons H+ é maior na saliva que no sangue. 0 0
1 1
2 2
3 3
4 4
A concentração de H+ no estômago é 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 estômago.
A adição de uma base em um meio contendo acido carbônico, íonsHidrogênio e bicarbonato causará deslocamento do equilíbrio mostrado no enunciado da questão no sentido da formação dosreagentes.
H CO HCO2 3+ -
( aq ) 3( aq )H + ( aq )
08) (Fuvest – SP) À temperatura ambiente, o pH de um certo
refrigerante,
saturado com gás carbônico, quando em garrafa fechada, vale 4.
Ao
abrir-se a garrafa, ocorre escape de gás carbônico. 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.
É o processo em que a água reage com
o cátion ou o ânion de um sal
Este processo é reversível,
devendo ser analisado seguindo os
princípios do equilíbrio químico
HIDRÓLISE SALINA
Hidrólise de um sal de ácido e base ambos fracos.
Os casos fundamentais são:
Hidrólise de um sal de ácido forte e base fraca.
Hidrólise de um sal de ácido fraco e base forte.
Hidrólise de um sal de ácido e base ambos fortes.
HIDRÓLISE DE UM SAL DE
ÁCIDO FORTE E BASE FRACA
água
NH4NO3
solução ácidapH < 7
O que ocorreu na preparação da solução?
NH4NO3 (aq) + HOH (l) NH4OH (aq) + HNO3 (aq)
O HNO3, é um ácido forte, e se encontra totalmente ionizado.
HNO3 (aq) H (aq) + NO3 (aq)+ –
O NH4OH, por ser uma base fraca, encontra-se praticamente não
dissociada.
NH4OH (aq) NH4OH (aq)
Assim, teremos:
NH4 + NO3 + H2O NH4OH + H + NO3+ – + –
Isto é:
NH4 + H2O NH4OH + H+ +
HIDRÓLISE DE UM SAL DE
ÁCIDO FRACO E BASE FORTE
água
KCNsolução básica
pH > 7
O que ocorreu na preparação da solução?
KCN (aq) + HOH (l) KOH (aq) + HCN (aq)
O KOH, é uma base forte, e se encontra totalmente dissociada.
KOH (aq) K (aq) + OH (aq)+ –
O HCN, por ser um ácido fraco, encontra-se praticamente não ionizado.
HCN (aq) HCN(aq)
Assim, teremos:
K + CN + H2O K + OH + HCN+ – + –
Isto é:
CN + H2O HCN + OH– –
HIDRÓLISE DE UM SAL DE
ÁCIDO FRACO E BASE FRACA
água
NH4CNsolução final
pH > 7 ou pH < 7
O que ocorreu na preparação da solução?
NH4CN (aq) + HOH (l) NH4OH (aq) + HCN (aq)
O NH4OH, por ser uma base fraca, encontra-se praticamente não
dissociada.
O HCN, por ser um ácido fraco, encontra-se praticamente não ionizado.
A solução final pode ser ligeiramente ácida ou ligeiramente básica; isto
depende da constante (Ka e Kb) de ambos
Neste caso:
Ka = 4,9 x 10 – 10 e Kb = 1,8 x 10 – 5, isto é, Kb é maior que Ka; então a
solução será ligeiramente básica
HIDRÓLISE DE UM SAL DE
ÁCIDO FORTE E BASE FORTE
água
NaClsolução final
é neutrapH = 7
O que ocorreu na preparação da solução?
NaCl (aq) + HOH (l) NaOH (aq) + HCl (aq)
O NaOH, é uma base forte, e se encontra totalmente dissociada.
NaOH (aq) Na (aq) + OH (aq)+ –
O HCl, é um ácido forte, e se encontra totalmente ionizado.
HCl (aq) H (aq) + Cl (aq)+ –
Assim, teremos:
Na + Cl + H2O Na + Cl + OH + H + – +–+ –
Isto é:
H2O H + OH + –não ocorreu HIDRÓLISE
01) Solução aquosa ácida é obtida quando se dissolve em água o sal:
a) NaHCO3.
b) K2SO4.
c) KCN.
d) KF.
e) NH4Cl
02) O pH resultante da solução do nitrato de potássio (KNO3) em
água será:
a) igual a 3,0.
b) igual a 12,0.
c) maior que 7,0.
d) igual ao pH da água.
e) menor que 7,0.
03) (UFPE) O azul de bromotimol é um indicador ácido – base, com faixa de
viragem [6,0 – 7,6], que apresenta cor amarela em meio ácido e cor azul
em meio básico. Considere os seguintes sistemas:
I. Água pura.
II. CH3COOH 1,0 mol/L.
III. NH4Cl 1,0 mol/L.
Indique, na tabela que segue, a coluna contendo as cores desses sistemas
depois da adição 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.
04) Um sal formado por base forte e ácido fraco hidrolisa ao se
dissolver em água, produzindo uma solução básica.
Esta é uma característica do:
a) Na2S.
b) NaCl.
c) (NH4)2SO4.
d) KNO3.
e) NH4Br.
É a expressão que exprime o equilíbrio das
reações de hidrólise.
Para a reação NH4 + H2O NH4OH + H+ +
A expressão da constante de hidrólise é:
Kh =[ NH4OH ] [ H ]+
[ NH4 ]+
Podemos relacionar a constante de hidrólise (Kh),
com a constante de ionização da água e as constantes de ionização e
dissociação dos ácidos e das bases pelas expressões:
Para a hidrólise do cátion, isto é, para sais formados
por ácido forte e base fraca, usamos a relação:
KK
K h =
w
b
Para a hidrólise do ânion, isto é, para sais formados
por ácido fraco e base forte, usamos a relação K
K
K h =
w
a
Ocorrendo a hidrólise do cátion e do ânion, para sais formados
por ácido fraco e base fraca, a relação será:
KK
K K h =
w
b a x
01) (UFPI) Uma solução aquosa de cloreto de amônio 0,2 mol/L apresenta um
grau de hidrólise igual a 0,5%. Determine o [H+], [OH –], pH, pOH e Kh para
essa solução e o Kb para o NH4OH.
Dado: Kw = 10 – 14, a 25°C.
O NH4Cl é proveniente do HCl (ácido forte) e do NH4OH (base fraca), então
ocorre a hidrólise do cátion NH4+, então:
início
reage e produz
equilíbrio
0,2
0,2 mol/L
0,0constante
constante
0,0
NH4 + H2O NH4OH + H ++
Reage e produz: 0,2 x 0,005 = 0,001 = 10 – 3
10 – 3 10 – 3 10 – 3
10 – 3 10 – 3
Kh =
+
pH = - log 10 – 3 pH = 3
[H ] = 10 mol/L + – 3 [OH ] = 10 mol/L – 11–
e pOH = 11
[NH4 ]+
[NH4OH] [H ]= 5 x 10 – 6
2 x 10
10 – 3
– 1
10 X– 3
Kh = Kw
Kb = 2 x 10 – 9
5 x 10 = – 610 – 14
Kb
Vamos considerar um sistema contendo uma
solução saturada com corpo de fundo de sulfeto ferroso (FeS).
Teremos dois processos ocorrendo:
vd vp
FeS (s) Fe (aq) + S (aq)2 –2+
No equilíbrio a velocidade de dissolução (vd)
é igual à velocidade de precipitação (vp).
Então teremos que: Kc =[ Fe ] [S ]2–2+
[FeS]= [ Fe ] [S ]2–2+Kc x [FeS]
KS
produto desolubilidade
KS
Conhecendo-se a solubilidade do sal,
podemos determinar o Kps.
KS = [ Ag+ ] 2 [SO4 – 2 ]
–22 x 10 mol/L
01) (Fuvest – SP) Em determinada temperatura, a solubilidade do
sulfato de prata (Ag2SO4) em água é de 2,0 x 10 – 2 mol/L. Qual
o valor do produto de solubilidade (Kps ) desse sal, à mesma
temperatura?
Ag2SO4 2 Ag + + SO4
–22 x 10 mol/L–24 x 10 mol/L
–2
KS = (4 x 10 – 2 )2 x 2 x 10 – 2
KS = 16 x 10 – 4 x 2 x 10 – 2
KS = 32 x 10 –6
KS = 3,2 x 10 –5
02) A determinada temperatura, a solubilidade do composto XY em água
é 2,0 x 10 – 2 mol/L. O produto de solubilidade (Kps) desse sal à mesma
temperatura é:
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 X+A + Y – B
2,0 x 10 – 2 2,0 x 10 – 2 2,0 x 10 – 2
Kps = [ X+A ] [Y – B ]
Kps = 2,0 x 10 – 2 x 2,0 x 10 – 2
Kps = 4,0 x 10 – 4
03) (FESO-RJ) A solubilidade de um fosfato de metal alcalino terroso a
25°C é 10 – 4 mol/L. O produto de solubilidade deste sal a 25°C é,
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.
e) 1,08 x 10 – 2.
Me3(PO4)2 3 Me+ 2 + 2 PO4– 3
10 – 4 3 x 10 – 4 2 x 10 – 4
Kps = 27 x 10 – 12 x 4 x 10 – 8
Kps = 108 x 10 – 20
Kps = (3 x 10 – 4 )3 x (2 x 10 – 4 ) 2
Kps = [ Me+ ] 3 x [ PO4 – 3 ] 2
Kps = 1,08 x 10 – 18
04) O carbonato de bário, BaCO3, tem Ks = 1,6 x 10 – 9, sob 25°C.
A solubilidade desse sal, em mol/L, será igual a:
a) 4 x 10 – 5.
b) 16 x 10 – 5.
c) 8 x 10 – 10.
d) 4 x 10 – 10.
e) 32 x 10 – 20.
S
Ks
BaCO3 Ba +2 + CO3
–2
S
S
=
[Ba ]
+2 [CO3 ]
–21,6 x 10 – 9
x
S
S
S = 1,6 x 10 – 9
2
S = 16 x 10 – 10
S = 4 x 10 – 5
05) (PUC-SP) Uma solução saturada de base representada por X(OH)2,
cuja reação de equilíbrio é
X XOH OHH
22
2O
aq aq s
2++ -( ) ( ) ( )( )
tem pH = 10 a 25°C. O produto de solubilidade (KPS) do X(OH)2 é:
a) 5 x 10 – 13.
b) 2 x 10 – 13.
c) 6 x 10 – 1.
d) 1 x 10 – 12.
e) 3 x 10 – 10.
X(OH)2 X +2 + 2 OH –
pH = 10 pOH = 4, então, [OH – ] = 10 – 4 mol/L
10 – 4 5 x 10 – 5
Kps = [ X+2 ] x [ OH – ] 2
Kps = (5 x 10 – 5 ) x ( 10 – 4 ) 2
Kps = 5 x 10 – 5 x 10 – 8
Kps = 5 x 10 – 13
Equilíbrio por Pressões Parciais
Exercícios• Um mol de H2O(g) é colocado num recipiente
de 2L de capacidade. A determinada temperatura 60% de H2O(g) sofre a decomposição 2H2O(g) 2H⇄ 2(g) + O2(g). Determine o valor de Kc para o equilíbrio estabelecido.
