Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

15.7: Soluções de Ácidos Fracos
TABELA DE
CONTEÚDO

JoVE Core
Chemistry

A subscription to JoVE is required to view this content.

Education
Weak Acid Solutions
 
TRANSCRIÇÃO

15.7: Soluções de Ácidos Fracos

Poucos compostos agem como ácidos fortes. Um número muito maior de compostos comporta-se como ácidos fracos e reage apenas parcialmente com a água, deixando uma grande maioria de moléculas dissolvidas na sua forma original e gerando uma quantidade relativamente pequena de iões hidrónio. Os ácidos fracos são comumente encontrados na natureza, sendo as substâncias parcialmente responsáveis pelo sabor acídico de frutas cítricas, a sensação de ardor de picadas de insetos, e os cheiros desagradáveis associados ao odor corporal. Um exemplo familiar de um ácido fraco é o ácido acético, o ingrediente principal no vinagre:

Eq1

O uso de uma seta dupla na equação acima denota o aspecto de reação parcial deste processo. Quando dissolvido em água em condições típicas, apenas cerca de 1% das moléculas de ácido acético estão presentes na forma ionizada, CH3COO.

Cálculo das Concentrações de Iões Hidrónio e do pH de uma Solução de Ácido Fraco

O ácido fórmico, HCO2H, é um irritante que causa a reação do corpo a algumas picadas e mordidas de formigas. Qual é a concentração de iões hidrónio e o pH de uma solução de ácido fórmico a 0,534-M?

Eq2

A tabela ICE para este sistema é

 HCO2H (aq) H3O+ (aq) HCO2(aq)
Concentração Inicial (M) 0,534 ~0 0
Alteração (M) −x +x +x
Concentração em Equilíbrio (M) 0,534 − x x x

Substituindo os termos de concentração de equilíbrio na expressão de Ka obtemos

Eq3

A concentração inicial relativamente grande e a constante de equilíbrio pequena permitem a suposição de simplificação de que x será muito menor que 0,534, e assim a equação torna-se

Eq4

Resolvendo a equação para x obtemos

Eq5

Para verificar a suposição de que x é pequeno em comparação com 0,534, a sua magnitude relativa pode ser estimada:

Eq6

Uma vez que x é inferior a 5% da concentração inicial, o pressuposto é válido. Conforme definido na tabela ICE, x é igual à concentração de equilíbrio de iões hidrónio:

Eq7

Por fim, o pH é calculado para ser

Eq8

Determinação de Ka a partir do pH

O pH de uma solução de ácido nitroso, HNO2, a 0,0516 M é de 2,34. Qual é a sua Ka?

Eq9

A concentração de ácido nitroso fornecida é uma concentração formal, que não tem em conta quaisquer equilíbrios químicos que possam ser estabelecidos em solução. Essas concentrações são tratadas como valores “iniciais” para os cálculos de equilíbrio utilizando a abordagem da tabela ICE. Observe que o valor inicial de iões hidrónio está listado como aproximadamente zero, pois uma pequena concentração de H3O+ está presente (1 × 10−7 M) devido à autoionização da água. Em muitos casos, esta concentração é muito menor do que aquela gerada pela ionização do ácido (ou base) em questão e pode ser negligenciada.

O pH fornecido é uma medida logarítmica da concentração de iões hidrónio resultante da ionização ácida do ácido nitroso, representando assim um valor de “equilíbrio” para a tabela ICE:

Eq1

A tabela ICE para este sistema é então

 HNO2 (aq)   H3O+ (aq) NO2(aq)
Concentração Inicial (M) 0,0516 ~0 0
Alteração (M) −0,0046 +0,0046 +0,0046
Concentração em Equilíbrio (M) 0,0470 0,0046 0,0046

Por fim, calcula-se o valor da constante de equilíbrio utilizando os dados da tabela:

Eq11

Este texto é adaptado de Openstax, Chemistry 2e, Section 4.2: Classifying Chemical Reactions e Openstax, Chemistry 2e,14.3 Relative Strengths of Acids and Bases.

Tags

Weak Acid Solutions Hydrocyanic Acid Brønsted Acid Proton Donation Hydronium Ion Acid Dissociation Constant Ka Concentration Cyanide Ions PH Equilibrium Expression ICE Table Reactants Products Molar Ratios X Dissociation Amount

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter