15.11: Determinação do pH de Soluções Salinas

O pH de uma solução salina é determinado pelos seus aniões e catiões componentes. Os sais que contêm aniões de pH neutro e catiões que produzem iões hidrónio formam uma solução com um pH inferior a 7. Por exemplo, em solução de nitrato de amónio (NH₄NO₃), iões NO₃⁻ não reagem com água, enquanto que iões NH₄⁺ produzem iões hidrónio, resultando em solução ácida.  Em contraste, os sais que contêm catiões de pH neutro e aniões que produzem iões hidróxido formam uma solução com um pH superior a 7. Por exemplo, em solução de fluoreto de sódio (NaF), a Na⁺ tem pH neutro, mas F^– produz iões hidróxido e forma a solução básica. Os contraiões de um ácido ou de uma base forte são neutros em termos de pH e os sais formados por esses contraiões formam uma solução neutra com um pH igual a 7. Por exemplo, no KBr, o catião K⁺ é inerte e não afeta o pH. O ião brometo é a base conjugada de um ácido forte e, por isso, tem força básica insignificante (sem ionização básica apreciável). A solução é neutra.

Alguns sais contêm tanto um catião ácido como um anião básico. A acidez ou a basicidade total de uma solução é determinada pela força relativa do catião e do anião, que pode ser comparada usando K_a e K_b. Por exemplo, em NH₄F, o ião NH₄⁺ é ácido e o ião F⁻ é básico (base conjugada do ácido fraco HF). Comparando as duas constantes de ionização: K_a do NH₄⁺ é 5,6 × 10⁻¹⁰ e K_b do F⁻ é 1,6 × 10⁻¹¹, pelo que a solução é ácida, uma vez que K_a > K_b.

Cálculo do pH de uma Solução Salina Ácida

A anilina é uma amina que é utilizada para fabricar corantes. É isolada como cloreto de anilínio, [C₆H₅NH₃⁺]Cl, um sal preparado pela reação da base fraca anilina com ácido clorídrico. Qual é o pH de uma solução de cloreto de anilínio a 0,233 M?

A K_a para o ião anilínio é derivado da K_b para a sua base conjugada, anilina:

Utilizando as informações fornecidas, é preparada uma tabela ICE para este sistema:

Substituindo estes termos de concentração de equilíbrio na expressão de K_a obtemos

Assumindo que x << 0,233, a equação é simplificada e resolvida para x: 

A tabela ICE define x como a molaridade de iões hidrónio e, assim, o pH é calculado como

Hidrólise de [Al(H₂O)₆]³⁺

Cálculo do pH de uma solução de cloreto de alumínio a 0,10 M, que se dissolve completamente para dar iões de alumínio hidratado [[Al(H₂O)₆]³⁺ em solução.

A equação para a reação e K_a são:

Uma tabela ICE com as informações fornecidas é

Substituindo as expressões das concentrações de equilíbrio na equação para a constante de ionização obtemos:

Assumindo que x << 0,10 e resolvendo a equação simplificada obtemos:

A tabela ICE definiu x como sendo igual à concentração de iões hidrónio, e então o pH é calculado como sendo 2,92, e a solução é ácida.

Este texto é adaptado de Openstax, Chemistry 2e, Section 14.4: Hydrolysis of Salts.