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Equilíbrio químico de eletrólitos e lei da diluição de Ostwald
CURSINHO COMUNITÁRIO PRÉ-VESTIBULAR CUCA-FRESCA UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “Júlio de Mesquita Filho” Tel: (15) / Equilíbrio químico de eletrólitos e lei da diluição de Ostwald
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Constante de Ionização; Grau de Ionização; Concentração Molar;
Módulo QF.12 (página 49 e 50) Constante de Ionização; Grau de Ionização; Concentração Molar; Monoácidos e monobases; Lei da diluição de Ostwald; Efeitos dos íons e indicadores químicos.
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Constante de Ionização
Recipiente contendo, respectivamente, soluções aquosas diluídas- de mesma concentração- de ácido fluorídrico e ácido clorídrico :
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Análise Experimental Cada solução apresenta diferentes graus de ionização
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Grau de Ionização α= número de moléculas ionizadas número de moléculas totais
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Valores experimentais
HCl: ácido mais forte → KA(HCl)=107 HF: ácido mais fraco → KA(HF) = 3,5.10-4 Quanto maior a constante de ionização de um ácido, maior a concentração de íons em solução.
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Concentração Molar É a relação entre o número de mols do soluto (n1) presente em um determinado volume de solução (V). A unidade utilizada é sempre o mol/L. M= 𝑛1 V
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Monoácidos e Monobases
Monoácidos apresentam apenas um hidrogênio ionizável (HCl, HF, HI, HBr, ...) Monobases apresentam uma hidroxila ionizável (NaOH, LiOH, KOH, ...)
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Lei da diluição de Ostwald
Friedrich Wilhelm Ostwald ( ), estudou bastante os equilíbrios iônicos e foi o primeiro cientista a relacionar o grau de ionização ou de dissociação (α) de monoácidos e monobases, com a concentração em mol/L(M) e com a constante de ionização ou de dissociação (Ki).
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Lei da diluição de Ostwald
Numa dada temperatura, à medida que a concentração em mol/L de um dado eletrólito diminui, o seu grau de ionização ou dissociação aumenta, ou seja, eles são inversamente proporcionais.
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x mols de HCl → x mols de H+ ....... se α=1 (100%)
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Relação do equilíbrio químico
1HCl(aq) ↔ 1 H Cl-
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Dedução da expressão matemática
HCl(aq) ↔ H+ + Cl- 𝐾 𝑎 = 𝐻 + . [ 𝐶𝑙 − ] [𝐻𝐶𝑙]
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𝐾 𝑎 = ∝ 2 𝑀 1−∝ Esta equação mostra que a relação de concentração e o grau de ionização ou dissociação serem inversamente proporcionais, portanto, se um aumenta, o outro diminui; Quanto mais diluída for a solução, maior o grau de ionização.
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Lei de Ostwald é especialmente útil em situações que o grau de ionização é baixo (<10%), pois nesse caso, 1- ∝ =1. 𝐾 𝑎 = ∝ 2 𝑀 1−∝ = ∝ 2 𝑀
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Efeitos dos íons e indicadores químicos
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Solução ácida HCl(aq) ↔ H+ + Cl- HInd ↔ H+ + Ind-
Indicador colocado em uma solução de HCl: Deslocamento para esquerda e aumento na produção de HInd. HCl(aq) ↔ H+ + Cl- HInd ↔ H+ + Ind-
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H+(aq) + OH-(aq) ↔H2O(l)
Solução Alcalina Indicador colocado em uma solução de NaOH: Deslocamento para direita e coloração acentuada no íon Ind- NaOH(aq) ↔ Na+ + OH- HInd ↔ H+ + Ind- H+(aq) + OH-(aq) ↔H2O(l)
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Exemplo 1
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Exemplo 2
