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15.5: Forças Relativas de Pares Ácido-Base Conjugados
TABELA DE
CONTEÚDO

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Chemistry

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Relative Strengths of Conjugate Acid-Base Pairs
 
TRANSCRIÇÃO

15.5: Forças Relativas de Pares Ácido-Base Conjugados

A química ácido-base de Brønsted-Lowry é a transferência de protões; assim, a lógica sugere uma relação entre as forças relativas dos pares ácido-base conjugados. A força de um ácido ou base é quantificada na sua constante de ionização, Ka ou Kb, que representa a extensão da reação de ionização ácida ou básica. Para o par ácido-base conjugado HA / A, as equações de equilíbrio de ionização e as expressões de constantes de ionização são

Eq1

Eq2

A adição destas duas equações químicas produz a equação para a autoionização da água:

Eq3

Como discutido anteriormente, a constante de equilíbrio para uma reação somada é igual ao produto matemático das constantes de equilíbrio para as reações adicionadas, e portanto

Eq4

Esta equação indica a relação entre as constantes de ionização para qualquer par ácido-base conjugado, ou seja, o seu produto matemático é igual ao produto iónico da água, KW. Ao reorganizar esta equação, torna-se evidente uma relação recíproca entre as forças de um par ácido-base conjugado:

Eq5

A relação proporcional inversa entre Ka e Kb significa que quanto mais forte for o ácido ou a base, mais fraco será o seu par conjugado.

Tomando o log negativo de ambos os lados da equação, Ka × Kb = KW obtemos

Eq6

e depois

Eq7

Como pKW é 14 a 25 °C, esta equação também pode ser escrita como

Eq1

O pKa e pKb também representam a força de ácidos e bases, respectivamente. Como pH e pOH, quanto maior o valor de pKa ou pKb, mais fraco o ácido ou base, respectivamente. 

Ácido Base
Ácido perclórico (HClO4)* Ião perclorato (ClO4)**
Ácido sulfúrico (H2SO4)* Ião sulfato de hidrogénio (HSO4)**
Iodeto de hidrogénio (HI)* Ião iodeto (I)**
Brometo de hidrogénio (HBr)* Ião brometo (Br)**
Cloreto de hidrogénio (HCl)* Ião cloreto (Cl)**
Ácido nítrico (HNO3)* Ião nitrato (NO3)**
Ião hidrónio (H3O+) Água (H2O)
Ião sulfato de hidrogénio (HSO4) Ião sulfato (SO42−)
Ácido fosfórico (H3PO4) Ião fosfato de dihidrogénio (H2PO4)
Fluoreto de hidrogénio (HF) Ião fluoreto (F)
Ácido nitroso (HNO2) Ião nitrito (NO2)
Ácido acético (CH3CO2H) Ião acetato (CH3CO2)
Ácido carbónico (H2CO3) Ião carbonato de hidrogénio (HCO3)
Sulfeto de hidrogénio (H2S) Ião sulfeto de hidrogénio (HS)
Ião amónio (NH4+) Amoníaco (NH3)
Cianeto de hidrogénio (HCN) Ião cianeto (CN)
Ião carbonato de hidrogénio (HCO3) Ião carbonato (CO32−)
Água (H2O) Ião hidróxido (OH)
Ião sulfeto de hidrogénio (HS) Ião sulfeto (S2)
Etanol (C2H5OH) Ião etóxido (C2H5O)
Amoníaco (NH3) Ião amida (NH2)
Hidrogénio (H2) Ião hidreto (H)
Metane (CH4) Ião metileto (CH3)
*Submete-se a ionização ácida completa em água
Não se submete a ionização ácida em água
**Não se submete a ionização básica em água
 Submete-se a ionização básica completa em água

A listagem dos pares de ácido-base conjugados apresentada está organizada para mostrar a força relativa de cada espécie em comparação com a água. Na coluna ácida, as espécies alistadas abaixo da água são ácidos mais fracos do que a água. Estas espécies não são submetidas a ionização ácida em água; não são ácidos de Brønsted-Lowry. Todas as espécies listadas acima da água são ácidos mais fortes, transferindo protões para a água em certa medida quando dissolvidas em solução aquosa para gerar iões hidrónio. As espécies acima da água, mas abaixo do ião hidrónio são ácidos fracos, submetidos a ionização ácida parcial, enquanto que as acima do ião hidrónio são ácidos fortes que são completamente ionizados em solução aquosa.

Este texto é adaptado de Openstax, Chemistry 2e, Section 14.3: Relative Strengths of Acids and Bases.

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