Físico-Química ⇒ Equilíbrio Iônico Tópico resolvido

[Diegooo]

Considere as seguintes reações de neutralização entre soluções aquosas de ácidos hipotéticos com solução aquosa de NaOH. Todas as soluções são equimolares:

[tex3]I. HX + OH^-[/tex3] → [tex3]X^- + H_2O ; K = 10^{14}[/tex3]
[tex3]II. HY + OH^-[/tex3] → [tex3]Y^- + H_2O ; K = 10^9[/tex3]
[tex3]III. HZ^- + OH^-[/tex3] → [tex3]Z^{2-} + H2O ; K = 10^6[/tex3]

Em relação a esses sistemas, a afirmativa ERRADA é:

A) O [tex3]pH[/tex3] dos três sistemas, após a neutralização, é igual a [tex3]7[/tex3].
B) Entre as bases conjugadas produzidas, a mais forte é [tex3]Z^{2-}[/tex3].
C) A constante de dissociação do ácido [tex3]HY[/tex3] é[tex3]K_a = 10^{-5}[/tex3].
D) Entre os ácidos acima, o ácido [tex3]HX[/tex3] é o mais forte.

Resposta

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Gabarito:A

[VALDECIRTOZZI]

Vamos ver se consigo responder:
a)A expressão da contante de equilíbrio da reação [tex3]I[/tex3]é dada por:
[tex3]k=10^{14}=\frac{[X^-]}{[OH^-][HX]}[/tex3]

Se todo o ácido foi titulado, o pH da solução resultante é dado pela hidrólise do ânion (considerando os ácidos dados como ácido fracos). E nesse caso, pelo exemplo abaixo, o pH será maior que 7.

A hidrólise do ânion [tex3]X^-[/tex3] se dá através da reação:
[tex3]X^-+H_2O\rightarrow HX+OH^-[/tex3]
e a expressão da constante de hidrólise:
[tex3]k_h=\frac{[HX][OH^-]}{[X^-]}[/tex3]

E o mesmo ocorre para as outras reações.


d) o ácido mais fraco é o [tex3]HZ[/tex3] (ver abaixo), portanto [tex3]Z^-[/tex3] é a base conjugada mais forte.

c) [tex3]HY\rightarrow H^++Y^-[/tex3]
[tex3]k_a=\frac{[H^+][Y^-]}{[HY]}=\frac{[Y^-]}{[OH^-][HY]} \cdot [H^+][OH^-]=10^9 \cdot 10^{-14}=10^{-5}[/tex3]

d) pelo mesmo raciocínio acima temos que as constantes de ionização de:
[tex3]HX\rightarrow k=1[/tex3]
[tex3]HY\rightarrow k=10^{-5}[/tex3]
[tex3]HZ\rightarrow k=10^{-9}[/tex3]

Vemos que [tex3]HX[/tex3] é o mais forte.

Espero ter ajudado.

[Diegooo]

Eba! Voltou...

Se todo o ácido foi titulado, o pH da solução resultante é dado pela hidrólise do ânion (considerando os ácidos dados como ácido fracos).

Olá, Valdecir

não entendi bem a situação descrita. Por favor, poderia explicar a situação de uma forma diferente para ver se pego a ideia. Como você sabe que a base conjugada vai sofrer hidrólise?

Pelo mesmo raciocínio acima temos que as constantes de ionização de:

Para determinar a constante de ionização de cada ácido você usou o seguinte raciocínio:

[tex3]K_h=[/tex3][tex3]\frac{K_w}{K_a}[/tex3] logo para calcular o [tex3]K_a[/tex3] teríamos a expressão:

[tex3]K_a =[/tex3][tex3]\frac{Kw}{K_h}[/tex3], ou seja, [tex3]Kw[/tex3] pelo inverso da [tex3]K_h[/tex3]

Usando como exemplo a constante de hidrólise do ânion [tex3]Y^-[/tex3] temos:

[tex3]Y^- + H_2O[/tex3] [tex3]\rightarrow[/tex3] [tex3]HY^- + OH^-[/tex3][tex3];K_w=[/tex3][tex3]\frac{1}{10^9}[/tex3]

Como o inverso da reação de hidrólise é uma reação de neutralização cuja constante de equilíbrio é [tex3]K_c=10^9[/tex3]. Tomando como base este valor o valor da constante de hidrólise será [tex3]K_w=[/tex3][tex3]\frac{1}{10^9}[/tex3]?

Você multiplicou por [tex3]OH[/tex3] em cima e em baixo para obtermos o [tex3]K_w[/tex3]?

Abraço!

[VALDECIRTOZZI]

A hidrólise de um ânion é sua reação com água quando há possibilidade de se gerar um ácido pouco ionizado (fraco). Por exemplo o íon nitrato não hidroliza; o íon cianeto, sim.
A constante de hidrólise se relaciona ao produto iônico da água e á constante de ionização do ácimo, como você mesmo observou e deduziu, apenas, que creio, no seu texto chamou a constante de hidrólise em algumas linhas de [tex3]k_w[/tex3].

[Diegooo]

Realmente ValdecirTozzi, em alguns lugares ao invés de postar [tex3]K_h[/tex3] postei [tex3]K_w[/tex3] falta de atenção minha, desculpe.

Duas perguntas:

1-Quanto a hidrólise a que nos referimos, como os ácidos são todos relativamente fracos, seus ânions podem ser considerados bases conjugadas relativamente fortes. Por isso, todos os ânions descritos na questão reagem com a água?


2-O íon nitrato no caso, não sofrerá hidrólise pois é considerado relativamente ao ácido que lhe deu origem uma base conjugada forte?

Desculpe insistir no contexto mais não entendo bem hidrólise salina muitas vezes me deparo com situações a qual não sei se o sal vai ser hidrolisado ou não . Se puder me dar algumas dicas ficarei grato.

Muito obrigado Valdecir Tozzi!

[VALDECIRTOZZI]

Diegoo, sinceramente não sei se a teoria de Brownsted é a melhor para entender isso, creio que usando as ideia de que se uma reação química puder produzir um composto pouco ionizado, ela ocorrerá é mais simples de entender o fenômeno. Então ânions provenientes de ácido fracos, como cátions provenientes de bases fracas reagem com água produzindo em pequena extensão o seu ácido/base pouco ionizado é íons [tex3]OH^- \ e \ H^+[/tex3], o que faz com que o pH de suas soluções não seja exatamente 7.

Um abraço