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Curso: Biblioteca de Química > Unidade 13
Lição 2: Equilíbrio ácido-base- Equilíbrio de ácidos e bases fracos
- Pares conjugados ácido-base
- Relação entre Ka e Kb
- Relação entre Ka e Kb
- Ka e a força dos ácidos
- Equilíbrio de ácidos fracos
- Equilíbrio de bases fracas
- Propriedades ácido–base de sais
- pH de soluções salinas
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Relação entre Ka e Kb
Relação entre Ka de um ácido fraco e Kb com a sua base conjugada. Equações para realizar conversões entre Ka e Kb e entre pKa e pKb.
Principais pontos
Para pares conjugados ácido-base, a constante de acidez K, start subscript, start text, a, end text, end subscript e a constante de dissociação básica K, start subscript, start text, b, end text, end subscript são relacionadas através das equações a seguir:
- K, start subscript, start text, a, end text, end subscript, dot, K, start subscript, start text, b, end text, end subscript, equals, K, start subscript, start text, w, end text, end subscript
onde K, start subscript, start text, w, end text, end subscript é a constante de autoionização
- start text, p, end text, K, start subscript, start text, a, end text, end subscript, plus, start text, p, end text, K, start subscript, start text, b, end text, end subscript, equals, 14, space, space, start text, a, space, end text, 25, degrees, start text, C, end text
Introdução: Ácidos e bases fracos se ionizam reversivelmente
Ácidos fracos, geralmente abreviados como start color #1fab54, start text, H, A, end text, end color #1fab54, doam start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript (ou próton) para água para formar a base conjugada start color #1fab54, start text, A, end text, start superscript, minus, end superscript, end color #1fab54 e start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript:
Da mesma forma, uma base (abreviada como start color #aa87ff, start text, B, end text, end color #aa87ff ) irá aceitar um próton da água para formar o ácido conjugado, start color #aa87ff, start text, H, B, end text, start superscript, plus, end superscript, end color #aa87ff e start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript:
Para um ácido ou base fracos, a constante de equilíbrio para a reação de ionização quantifica a quantidade relativa de cada espécie. Neste artigo, nós discutiremos o relacionamento entre as constantes de equilíbrio K, start subscript, start text, a, end text, end subscript e K, start subscript, start text, b, end text, end subscript para um par conjugado ácido-base.
Nota: Neste artigo, todas as soluções serão assumidas como sendo soluções aquosas.
Calculando K, start subscript, start text, a, end text, end subscript para start text, H, A, end text reagindo como um ácido
Vamos analisar melhor a constante de dissociação para um ácido fraco monoprótico start text, H, A, end text:
Os produtos desta reação reversível são start text, A, end text, start superscript, minus, end superscript, a base conjugada de start text, H, A, end text, e start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript. Podemos escrever a seguinte expressão para a constante equilíbrio K, start subscript, start text, a, end text, end subscript:
Calculando K, start subscript, start text, b, end text, end subscript para start text, A, end text, start superscript, minus, end superscript reagindo como uma base
Como start text, A, end text, start superscript, minus, end superscript é uma base, nós também podemos escrever uma reação reversível para start text, A, end text, start superscript, minus, end superscript agindo como uma base, aceitando um próton da água :
Os produtos desta reação são start text, H, A, end text e start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript. Podemos escrever a constante de equilíbrio K, start subscript, start text, b, end text, end subscript para a reação onde start text, A, end text, start superscript, minus, end superscript atua como uma base:
Mesmo que isto pareça o inverso de start text, H, A, end text agindo como um ácido, são duas reações muito diferentes. Quando start text, H, A, end text atua como um ácido, um dos produtos é start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript. Quando a base conjugada start text, A, end text, start superscript, minus, end superscript atua como uma base, um dos produtos é start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript.
Relacionamento entre K, start subscript, start text, a, end text, end subscript e K, start subscript, start text, b, end text, end subscript para pares conjugados ácido-base
Se multiplicarmos K, start subscript, start text, a, end text, end subscript do start text, H, A, end text pelo K, start subscript, start text, b, end text, end subscript da sua base conjugada start text, A, end text, start superscript, minus, end superscript, obtemos:
onde K, start subscript, start text, w, end text, end subscript é a constante de dissociação da água. Esta relação é muito útil para associar K, start subscript, start text, a, end text, end subscript e K, start subscript, start text, b, end text, end subscript para um par conjugado ácido-base!! Nós podemos também usar o valor de K, start subscript, start text, w, end text, end subscript a 25, degrees, start text, C, end text para derivar outras equações úteis:
Se aplicarmos o log, start base, 10, end base negativo em ambos os lados da Eq. 1, obtemos:
Nós podemos usar essas equações para determinar K, start subscript, start text, b, end text, end subscript (ou start text, p, end text, K, start subscript, start text, b, end text, end subscript) de uma base fraca a partir do K, start subscript, start text, a, end text, end subscript do ácido conjugado. Nós podemos também calcular o K, start subscript, start text, a, end text, end subscript (ou start text, p, end text, K, start subscript, start text, a, end text, end subscript) de um ácido fraco a partir do K, start subscript, start text, b, end text, end subscript da base conjugada.
Algo importante de se lembrar é que essas reações funcionam apenas para pares conjugados ácido-base!! Caso você queira uma rápida revisão de como identificá-los, veja o vídeo sobre pares conjugados ácido-base.
Verificação de conceito: Qual dos seguintes valores pode ser calculado se nós conhecemos K, start subscript, start text, b, end text, end subscript do start text, N, H, end text, start subscript, 3, end subscript a 25, degrees, start text, C, end text?
Exemplo: Encontrar K, start subscript, start text, b, end text, end subscript de uma base fraca
O start text, p, end text, K, start subscript, start text, a, end text, end subscript do ácido fluorídrico left parenthesis, start text, H, F, end text, right parenthesis é 3, comma, 36 a 25, degrees, start text, C, end text.
Qual é o K, start subscript, start text, b, end text, end subscript para o fluoreto, start text, F, end text, start superscript, minus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis?
Vamos resolver esse problema passo a passo.
Etapa 1: Certifique-se de que temos um par conjugado ácido-base
Nós podemos verificar a relação do par conjugado ácido-base escrevendo a reação de dissociação do start text, H, F, end text:
Podemos ver que o start text, H, F, end text doa o seu próton para a água para formar start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript e start text, F, end text, start superscript, minus, end superscript. Portanto, start text, F, end text, start superscript, minus, end superscript é a base conjugada do start text, H, F, end text. Isso significa que nós podemos usar o start text, p, end text, K, start subscript, start text, a, end text, end subscript do start text, H, F, end text para encontrar o start text, p, end text, K, start subscript, start text, b, end text, end subscript do start text, F, end text, start superscript, minus, end superscript. Viva!
Etapa 2: Use a Eq. 2 para encontrar start text, p, end text, K, start subscript, start text, b, end text, end subscript a partir de start text, p, end text, K, start subscript, start text, a, end text, end subscript
Reorganizando a Eq. 2 para calcular start text, p, end text, K, start subscript, start text, b, end text, end subscript, obtemos:
Substituindo o valor conhecido de start text, p, end text, K, start subscript, start text, a, end text, end subscript para start text, H, F, end text, obtemos:
Portanto, o start text, p, end text, K, start subscript, start text, b, end text, end subscript para o start text, F, end text, start superscript, minus, end superscript é 10, comma, 64.
Etapa 3: Calcule o K, start subscript, start text, b, end text, end subscript a partir de start text, p, end text, K, start subscript, start text, b, end text, end subscript
Finalmente, podemos converter start text, p, end text, K, start subscript, start text, b, end text, end subscript para K, start subscript, start text, b, end text, end subscript usando a seguinte equação:
Resolvendo a equação de K, start subscript, start text, b, end text, end subscript, obtemos:
Substituindo o valor conhecido de start text, p, end text, K, start subscript, start text, b, end text, end subscript e resolvendo, obtemos:
Portanto, o K, start subscript, start text, b, end text, end subscript do start text, F, end text, start superscript, minus, end superscript é 2, comma, 3, times, 10, start superscript, minus, 11, end superscript.
Resumo
Para pares conjugados ácido-base, a constante de acidez K, start subscript, start text, a, end text, end subscript e a constante de dissociação básica K, start subscript, start text, b, end text, end subscript são relacionadas através das seguintes equações:
- K, start subscript, start text, w, end text, end subscript, equals, K, start subscript, start text, a, end text, end subscript, dot, K, start subscript, start text, b, end text, end subscript
- start text, p, end text, K, start subscript, start text, a, end text, end subscript, plus, start text, p, end text, K, start subscript, start text, b, end text, end subscript, equals, 14, space, space, start text, a, space, end text, 25, degrees, start text, C, end text
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- Então, Ka = pH e kb = pOH ?(5 votos)
- O pH e o potencial hidrogeniônico de uma solução aquosa ou seja quanto (H+) molar ele libera na concentração aquosa.
o pOH é o potêncial hidroxiliõnico de uma solução aquosa ou seja quanto (OH-) molar ele
libera na concentração aquosa.
ambos depende da quantidade em litros.
Já o ka e kb são constantes ácidas (ka) e básicas (kb),ele é o que determina oque e´mais acido ou mais básico em uma solução.(4 votos)