Atividade ATIVIDADE = CONCENTRAÇÃO X COEFICIENTE DE ATIVIDADE. - a AB = [AB]. AB - = [B - ]. B. dissociaçã o

Recapitulando...

1) O pH de várias soluções foi medido em um laboratório de um hospital. Converta cada um dos seguintes valores de pH para molaridade de íons H₃O+_{: (a) 5,0 (o pH de uma amostra de urina); (b) 2,3 (o pH de uma amostra}

de suco de limão); (c) 7,4 (o pH do sangue) e (d) 10,5 (o pH do leite de magnésia)

2) 13,6 mg de NaOH (P. M. = 40 g mol-1_{) foram dissolvidos em 0,350 L de}

solução. Qual o pH da solução resultante?

3) O ácido lático é produzido nos músculos durante exercícios. Calcule o pH e o pOH da solução de 0,12 mol L-1 _{de ácido lático, CH}

3CH(OH)COOH, em

água. Dado: pK_a = 3,08.

4) O ácido cacodílico, (CH₃)₂As(O)OH, é usado como desfolhante de algodão. Uma solução 0,0110 mol L-1 _{de ácido cacodílico está 0,77% ionizada em}

Atividade

Na dedução da lei da ação das massas parte-se do princípio de que as concentrações efetivas ou massas ativas dos componentes podem ser expressas pelas concentrações estequiométricas. De acordo com a termodinâmica, isso não é rigorosamente verdadeiro. A equação exata para o equilíbrio de um eletrólito binário é:

(a_A+.a_B-) / (a_AB) = K_{dissociação} CONSTANTE DE DISSOCIAÇÃO

ATIVIDADE = CONCENTRAÇÃO X COEFICIENTE DE ATIVIDADE

a_A+ = [A+]._A+ a_B- = [B-]._B- a_AB = [AB]._AB o dissociaçã B A

K

AB

B

A









.

.

]

[

]

].[

[

APLICADA A ELETRÓLITOS FRACOS

 (coeficiente de atividade) varia com a concentração!!!!!! AB ⇌ A+ _{+ B}

-Atividade

É utilizada para contabilizar os efeitos de eletrólitos sobre os equilíbrios químicos.

Soluções diluídas a força iônica é mínima e o coeficiente de atividade tende a 1, portanto a atividade é aproximadamente igual a concentração em mol L-1_.

A atividade ou concentração efetiva, de uma espécie X depende da força iônica do meio.

Força iônica

A atividade é função da força iônica que é uma medida do

campo elétrico existente na solução e é designada por:





2

1

z

c



É uma medida da

concentração total de íons

em solução.

Quanto

mais carregado

for um íon,

maior será a sua

Exercícios

Calcule a força iônica de:

a) Uma solução de HNO₃ 0,1 mol L-1

b) Uma solução de H₂SO₄ 0,1 mol L-1

Qual é a força iônica de uma solução 0,05 mol L-1 _{em HNO}

3 e 0,1 mol L-1 de

H₂SO₄?

Use as atividades para calcular a concentração de íons H₃O+ _{em uma solução}

de HNO₂ 0,120 mol L-1 _{que também tem NaCl 0,05 mol L}-1_{. Qual o erro relativo}

porcentual provocado por desconsiderar-se as correções devido às atividades? Dados: αH₃O+ _{= 0,9 nm,} αNO

Bases fracas

•Bases fracas são apenas parcialmente ionizadas em solução.

•Reagem com o solvente (H₂O) retirando um próton.

•Existe um equilíbrio entre a base e os íons resultantes, com quantidades significativas de ambos.

B(aq) + H₂O(l) ⇌ B+_{(aq) + OH}-_(aq)

]

[

]

][

[

B

OH

B

K

_b







]

[

]

[

]

[

]

[













BH

B

BH

C

BH

TOTAL



Bases fracas - tipos

•As bases geralmente têm pares solitários ou cargas negativas para atacar os prótons.

•As bases fracas mais neutras contêm nitrogênio.

•As aminas estão relacionadas com a amônia e têm uma ou mais ligações N-H substituídas por ligações N-C (por exemplo, CH₃NH₂ é a metilamina).

•Os ânions de ácidos fracos também são bases fracas. Exemplo: OCl- _{é a base}

conjugada do HOCl (ácido fraco):

ClO-_{(aq) + H}

Usando K

_b

para calcular o pH

A cocaína é um exemplo de base fraca com K_b = 2,6 x 10-6 _{mol L}-1 _{. Calcule o}

pH de uma solução desta base a 0,0372 mol L-1 _.

C H O H O C OCH₃ O N CH₃

..

+ OH

0372

,

0

0372

,

0

10

6

,

2

]

[

]

][

[

x

x

x

x

B

OH

BH

K











10

11

,

3

]

Exercícios

Calcule a concentração de OH- _{em uma solução de 0,15 mol L}-1 _{de NH}

3. Kb =

1,8x10-5

Qual dos seguintes compostos deve produzir o maior pH como uma solução de 0,05 mol L-1_{: piridina (K}

b = 1,7x10-9), metilamina (Kb = 4,4x10-4) ou ácido nitroso

(K_a = 4,0x10-4_)?

A efedrina, um estimulante do sistema nervoso central, é usado em borrifadores nasais como um descongestionante. Esse composto é uma base orgânica fraca:

C₁₀H₅ON(aq) + H₂O(l) ⇌ C₁₀H₅ONH+_{(aq) + OH}-_(aq)

Uma solução de 0,035 mol L-1 _{de efedrina tem pH de 11,33.}

a) Quais são as concentrações no equilíbrio de C₁₀H₅ON, C₁₀H₅ONH+_{e OH}-_?

pK

= -log K

ou pK

= -log K

Força de ácidos e bases

Substância pK_a

acético 4,76

bórico 9,24

oxálico 1,27 e 4,27

amônia 9,24

Relação entre K

_a

e K

_b

•Precisamos quantificar a relação entre a força do ácido e a base conjugada.

•Quando duas reações são adicionadas para produzirem uma terceira, a constante de equilíbrio para a terceira reação é o produto das constantes de equilíbrio para as duas primeiras:

Reação 1 + Reação 2 = Reação 3 tem-se então:

2

1

3

K

x

K

Relação entre K

_a

e K

_b

•Para um par ácido-base conjugado

•Conseqüentemente, quanto maior o K_a, menor o K_b. Isto é, quanto mais forte o

ácido, mais fraca a base conjugada.

•Tomando o negativo dos logaritimos (p = -log):

b

a

w

K

x

K

K 

b

a

w

pK

x

pK

pK 

Exercícios

(Pism 2017) - Na placa bacteriana, as bactérias metabolizam o açúcar, transformando-os em ácidos orgânicos que contribui para a formação de cáries. Dentre os principais ácidos formados

na placa estão os ácidos: acético (K_a = 1,58 x 10-5_{) e lático (K}

a = 1,58 x 10-4). Qual destes ácidos

é o mais fraco?

A base quinolina tem a seguinte estrutura:

O respectivo ácido conjugado está descrito nos livros de química como tendo um pK_a de 4,90.

Qual é a constante de dissociação básica da quinolina?

a) Dado que o K_a do ácido acético é 1,8x10-5 _{e que K}

apara o ácido hipocloroso é 3,0x10-8, qual

é o ácido mais forte?

b) Qual é a base mais forte, o íon acetato ou íon de hipoclorito?

-Reações

Se 25,00 mL de NaOH 0,020 mol L-1 _{é adicionado à 10,00 mL de ácido}

clorídrico 0,025 mol L-1_{, calcule o pH da solução resultante.}

NaOH(aq) + HCl(aq)  NaCl(aq) + H₂O(l) Início 5x10-4_{mol 2,5x10}-4_{mol -}

-Reações

Se 25,00 mL de NaOH 0,020 mol L-1 _{é adicionado à 10,00 mL de ácido}

clorídrico 0,025 mol L-1_{, calcule o pH da solução resultante.}

NaOH(aq) + HCl(aq)  NaCl(aq) + H₂O(l) Início 5x10-4_{mol 2,5x10}-4_{mol -}

Reações

Se 25,00 mL de NaOH 0,020 mol L-1 _{é adicionado à 10,00 mL de ácido}

clorídrico 0,025 mol L-1_{, calcule o pH da solução resultante.}

NaOH(aq) + HCl(aq)  NaCl(aq) + H₂O(l) Início 5x10-4_{mol 2,5x10}-4_{mol -}

-Reagiu 2,5x10-4_{mol 2,5x10}-4_{mol 2,5x10}-4_{mol 2,5x10}-4_mol

Sobrou 2,5x10-4_{mol - 2,5x10}-4_{mol 2,5x10}-4_mol

85

,

11

15

,

2







pH

pOH

10

1

,

7

10

35

10

5

,

2

]

[

_

_

L

mol

x

x

x

OH

Exercícios

Calcule o pH da solução resultante da adição de 25,00 mL de KOH 0,010 mol L-1

à 10,00 mL de ácido clorídrico 0,050 mol L-1_.

10,00 mL de uma solução de ácido nítrico 0,6 mol L-1 _{foi adicionada a 0,2 g de}

hidróxido de sódio (P. M. = 40 g mol-1_{). O pH resultante da solução final é:}

Para se obter um pH = 2,0, qual o volume de ácido perclórico 2 mol L-1 _{deve ser}

adicionado a 0,4 g de NaOH (P. M. = 40 g mol-1_)?

Adicionou-se 50,00 mL de ácido clorídrico 0,6 mol L-1 _{a um certo volume de}

NaOH 3 mol L-1 _{e obteve-se um pH = 12,0. Qual o volume inicial da solução de}