ESCOLA KOPENOTI PROFESSOR LUCIO DIAS ALUNO: Paulo Marques Seminário de Química

O que você deve saber sobre Qui-cad-1-top-9 – 3 Prova O que você deve saber sobre EQUILÍBRIO IÔNICO O equilíbrio iônico é um caso isolado de equilíbrio químico, em que o sistema em estudo é uma solução aquosa contendo íons em contato com moléculas ou compostos iônicos pouco solúveis. Dependendo da quantidade de íons livres que a solução apresentar, ela pode ser classificada como eletrólito forte ou fraco. Existem vários tipos de equilíbrios iônicos produzidos pela dissolução de eletrólitos fracos em água, e cada um desses equilíbrios recebe um nome específico.

I. Constante de ionização dos ácidos e das bases (Ka e Kb) Qui-cad-1-top-9 – 3 Prova I. Constante de ionização dos ácidos e das bases (Ka e Kb) + + – + – + – + + – EQUILÍBRIO IÔNICO

I. Constante de ionização dos ácidos e das bases (Ka e Kb) Qui-cad-1-top-9 – 3 Prova I. Constante de ionização dos ácidos e das bases (Ka e Kb) Quanto maior o valor da constante, maior a força do ácido ou da base. EQUILÍBRIO IÔNICO

II. Lei da diluição de Ostwald Qui-cad-1-top-9 – 3 Prova II. Lei da diluição de Ostwald Para eletrólitos fracos (em solução aquosa, pequena quantidade de íons livres), a constante de ionização é calculada por: Ki = constante de ionização Ki = M  α 2 M = concentração molar (mol/L) α = grau de ionização EQUILÍBRIO IÔNICO

III. Deslocamento de equilíbrios iônicos Qui-cad-1-top-9 – 3 Prova III. Deslocamento de equilíbrios iônicos Efeito do íon comum A adição de um íon já existente no equilíbrio desloca-o para o lado da substância não ionizada ou não dissociada. Equilíbrio existente numa solução aquosa de ácido acético: Ao adicionarmos acetato de sódio (solúvel em água), obtemos: EQUILÍBRIO IÔNICO

III. Deslocamento de equilíbrios iônicos Qui-cad-1-top-9 – 3 Prova III. Deslocamento de equilíbrios iônicos Efeito do íon não comum Um íon não participante de um equilíbrio pode deslocá-lo se houver reação com um dos participantes do equilíbrio. A adição de uma base (Na OH, por exemplo) consome íons H+ desloca o equilíbrio para a esquerda. EQUILÍBRIO IÔNICO

IV. Equilíbrio iônico da água (Kw) Qui-cad-1-top-9 – 3 Prova IV. Equilíbrio iônico da água (Kw) Aplicando a expressão da constante, temos: EQUILÍBRIO IÔNICO

IV. Equilíbrio iônico da água (Kw) Qui-cad-1-top-9 – 3 Prova IV. Equilíbrio iônico da água (Kw) Produto iônico da água, a 25 °C, tem o valor de 1,0  10-14. Soluções ácidas: [H+] >10-7 e [OH-] < 10-7 a 25 °C Soluções básicas: [OH-] >10-7 e [H+] < 10-7 a 25 °C EQUILÍBRIO IÔNICO 9

IV. Equilíbrio iônico da água (Kw) Qui-cad-1-top-9 – 3 Prova IV. Equilíbrio iônico da água (Kw) V. pH e pOH Água pura ou solução neutra: [H+] = [OH-] pH = 7 Solução ácida: [H+] > [OH-] pH < 7 Solução básica: [H+] < [OH-] pH > 7 EQUILÍBRIO IÔNICO

VI. Hidrólise dos sais e constante de hidrólise Qui-cad-1-top-9 – 3 Prova VI. Hidrólise dos sais e constante de hidrólise Equilíbrio que se estabelece entre o íon e moléculas de água, dando origem a um ácido ou a uma base fracos. EQUILÍBRIO IÔNICO

VII. Previsão da acidez ou basicidade de uma solução de sal Qui-cad-1-top-9 – 3 Prova VII. Previsão da acidez ou basicidade de uma solução de sal Solução básica: sal formado por ácido fraco e base forte. Solução ácida: sal formado por ácido forte e base fraca. Solução neutra: sal formado por ácido forte e base forte. Sal formado por um ácido fraco e uma base fraca: Se Kb > Ka: solução básica. Se Ka > Kb: solução ácida. Se Ka = Kb: solução neutra. EQUILÍBRIO IÔNICO

VIII. Equilíbrio de solubilidade (Ks ou Kps) Qui-cad-1-top-9 – 3 Prova VIII. Equilíbrio de solubilidade (Ks ou Kps) EQUILÍBRIO IÔNICO

a) Calcule a taxa de formação de ácido lático entre o estado Qui-cad-1-top-9 – 3 Prova 1 (UFRJ) Quando um atleta pratica exercícios físicos vigorosos, o oxigênio disponível na corrente sanguínea é rapidamente consumido, levando seu metabolismo a trabalhar em condições anaeróbicas. Nessas condições, o processo de geração de energia para a contração de músculos envolve a quebra de glicose (C6H12O6), produzindo ácido lático (C3H6O3) e provocando fadiga muscular. O gráfico a seguir mostra a variação da concentração de ácido lático no sangue de um atleta durante uma competição em função do tempo t. a) Calcule a taxa de formação de ácido lático entre o estado de repouso (t = 0 s) e o instante t = 200 s. EXERCÍCIOS ESSENCIAIS RESPOSTA: EQUILÍBRIO IÔNICO — NO VESTIBULAR

b) Como o ácido lático é um ácido fraco, de cada 100 moléculas Qui-cad-1-top-9 – 3 Prova 1 b) Como o ácido lático é um ácido fraco, de cada 100 moléculas de ácido lático dissolvidas em água, apenas quatro sofrem ionização. Calcule o pH de uma solução aquosa de ácido lático com concentração igual a 2,5 mMol/L. EXERCÍCIOS ESSENCIAIS RESPOSTA: [H] = M · α. Então, 2,5 · 10-3 · 0,04 = 1 · 10-4 pH = 4 EQUILÍBRIO IÔNICO — NO VESTIBULAR

a) Explique de que forma o aumento da taxa de respiração, quando se Qui-cad-1-top-9 – 3 Prova 3 (UFSCar-SP) A acidose metabólica é causada pela liberação excessiva, na corrente sanguínea, de ácido lático e de outras substâncias ácidas resultantes do metabolismo. Considere a equação envolvida no equilíbrio ácido-base do sangue e responda. a) Explique de que forma o aumento da taxa de respiração, quando se praticam exercícios físicos, contribui para a redução da acidez metabólica. b) O uso de diuréticos em excesso pode elevar o pH do sangue, causando uma alcalose metabólica. Explique de que forma um diurético perturba o equilíbrio ácido-base do sangue. EXERCÍCIOS ESSENCIAIS RESPOSTA: Analisando o equilíbrio: CO2(g) + H2O(g)  H2CO3(aq)  H+(aq) + HCO3-(aq) De acordo com o princípio de Le Chatelier, o equilíbrio se desloca para a esquerda e a concentração de H+(aq) diminui, pois o aumento da taxa de respiração provoca grande liberação de CO2 (expiração), ou seja, a diminuição de sua concentração no sangue. RESPOSTA: Com o uso de diuréticos ocorrerá uma diminuição de H2O no sangue. O equilíbrio será deslocado no sentido da formação de CO2 e a concentração de H+ diminuirá, acarretando a elevação do pH do sangue. EQUILÍBRIO IÔNICO — NO VESTIBULAR

a) Explique os diferentes valores de pH medidos para as duas soluções. Qui-cad-1-top-9 – 3 Prova 5 (Unesp) Na tabela a seguir são fornecidos os valores de pH de soluções aquosas 0,1 mol/L de dois ácidos monopróticos. a) Explique os diferentes valores de pH medidos para as duas soluções. EXERCÍCIOS ESSENCIAIS RESPOSTA: EQUILÍBRIO IÔNICO — NO VESTIBULAR

b) A neutralização estequiométrica das soluções de HCl e de HCN Qui-cad-1-top-9 – 3 Prova 5 b) A neutralização estequiométrica das soluções de HCl e de HCN com uma solução de NaOH resultará em soluções que terão o mesmo pH? Justifique. EXERCÍCIOS ESSENCIAIS RESPOSTA: EQUILÍBRIO IÔNICO — NO VESTIBULAR

7 Qui-cad-1-top-9 – 3 Prova (UFRN) EQUILÍBRIO IÔNICO — NO VESTIBULAR Um experimento simples, sempre presente em feiras de ciências, demonstra a condutividade elétrica das soluções. A figura abaixo mostra que o circuito elétrico se fecha quando os eletrodos são postos em contato com material condutor. Estando esses eletrodos imersos numa solução, a lâmpada brilha com intensidade proporcional à passagem da corrente. Portanto, quanto maior a concentração de íons livres na solução testada, maior a condutividade elétrica e também a luminosidade da lâmpada. Com o objetivo de apresentar esse experimento numa feira de ciências, um estudante preparou quatro soluções aquosas, cada uma com um dos solutos abaixo, diluídos na mesma concentração: I. Ácido acético (CH3COOH) : Ka = 1,8 · 10-5 II. Ácido cloroso (HCO2) : Ka = 1,1 · 10-2 III. Fenol (C6H5OH) : Ka = 1,3 · 10-10 IV. Hidróxido de amônio (NH4OH) : Kb = 1,8 · 10-5 Tendo em vista as propriedades dessas soluções: EXERCÍCIOS ESSENCIAIS EQUILÍBRIO IÔNICO — NO VESTIBULAR

a) indicar, justificando, quais soluções apresentam, Qui-cad-1-top-9 – 3 Prova 7 a) indicar, justificando, quais soluções apresentam, respectivamente, a maior e a menor condutividade elétrica. b) explicar o que acontece com a luminosidade da lâmpada quando se adiciona água destilada à solução IV (hidróxido de amônio). EXERCÍCIOS ESSENCIAIS RESPOSTA: RESPOSTA: EQUILÍBRIO IÔNICO — NO VESTIBULAR

c) explicar, considerando o estado de equilíbrio, o que acontece Qui-cad-1-top-9 – 3 Prova 7 c) explicar, considerando o estado de equilíbrio, o que acontece Com a luminosidade da lâmpada quando a solução de ácido acético (resultante de uma ionização endotérmica) é aquecida. EXERCÍCIOS ESSENCIAIS RESPOSTA: EQUILÍBRIO IÔNICO — NO VESTIBULAR

a) 1,0 b) 3,0 c) 11,0 d) 13,0 RESPOSTA: D 13 Qui-cad-1-top-9 – 3 Prova (Uece) O conceito de pH foi introduzido na química pelo químico dinamarquês Soren Peter Lauritz Sorensen, em 1909, para facilitar a caracterização da acidez de uma substância. Assinale a alternativa que contém o pH da solução que se obtém ao ser feita a dissolução de 5,6 g de KOH em um litro de água. a) 1,0 b) 3,0 c) 11,0 d) 13,0 EXERCÍCIOS ESSENCIAIS RESPOSTA: D EQUILÍBRIO IÔNICO — NO VESTIBULAR