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15.8: Soluções de Bases Fracas
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CONTEÚDO

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Chemistry

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Weak Base Solutions
 
TRANSCRIÇÃO

15.8: Soluções de Bases Fracas

Alguns compostos produzem iões hidróxido quando dissolvidos ao reagir quimicamente com moléculas de água. Em todos os casos, estes compostos reagem apenas parcialmente e são então classificados como bases fracas. Estes tipos de compostos também são abundantes na natureza e em utilidades importantes em várias tecnologias. Por exemplo, a produção global da base fraca amoníaco é normalmente superior a 100 toneladas métricas por ano, sendo amplamente utilizada como fertilizante agrícola, matéria-prima para a síntese química de outros compostos, e um ingrediente ativo nos produtos de limpeza domésticos. Quando dissolvido em água, o amoníaco reage parcialmente para produzir iões hidróxido, como se mostra aqui:

Eq1

Trata-se, por definição, de uma reação ácido-base, neste caso envolvendo a transferência de iões H+ de moléculas de água para moléculas de amoníaco. Em condições típicas, apenas cerca de 1% do amoníaco dissolvido está presente como iões NH4+.

Cálculo das Concentrações de Iões Hidróxido e de pOH em uma Solução de Base Fraca

Encontrar a concentração de iões hidróxido, o pOH e o pH de uma solução de trimetilamina a 0,25 M, uma base fraca:

Eq2

A tabela ICE para este sistema é

(CH3)3N (aq) (CH3)3NH+ (aq) OH(aq)
Concentração Inicial (M) 0,25 0 ~0
Alteração (M) −x +x +x
Concentração em Equilíbrio (M) 0,25 − x 0 + x ~0 + x

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

Eq3

Assumindo que x << 0,25 e resolvendo para x obtemos

Eq4

Este valor é inferior a 5% da concentração inicial (0,25), pelo que o pressuposto é justificado.

Como definido na tabela ICE, x é igual à concentração de equilíbrio do ião hidróxido:

Eq5

O pOH é calculado para ser

Eq6

Utilizando a relação;

Eq7

é permitido o cálculo do pH:

Eq8

Determinação da Kb a partir do pH

Se o pH de solução de etilamina (C2H5NH2) a 0,28 M for 12,10, qual é a sua Kb?

Eq9

Para calcular a Kb da etilamina, primeiro é necessário determinar o pOH e a concentração de iões hidróxido. Como o pH é 12,10, o pOH pode ser calculado da seguinte forma:

Eq10

Como o pOH é 1,90, a concentração de iões hidróxido da solução pode ser calculada usando a fórmula

Eq11

A tabela ICE pode ser construída para este sistema como se segue

C2H5NH2 (aq) C2H5NH3+ (aq) OH(aq)
Concentração Inicial (M) 0,28 0 ~0
Alteração (M) −0,0126 +0,0126 +0,0126
Concentração em Equilíbrio (M) 0,28 − 0,0126 0,0126 0,0126

Uma vez que o valor de 0,0126 M é 4,5% de 0,28 M, 0,28 − 0,0126 pode ser considerado quase igual a 0,28 M pela regra dos 5%.

Após a substituição dos valores acima referidos na expressão para a Kb da etilamina,

Eq12

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

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