Equilíbrio químico

• Para verificar se uma solução é saturada, insaturada ou supersaturada analisamos o kps da seguinte forma...


  [x].[y]=kps - saturada

  [x].[y]< kps - insaturada

  [x].[x]>kps - supersaturada
• Como fazemos o cálculo de Kps?

  Al2(CO)3 -> 2Al3+ + 3CO²-3

  X->2x+3x

  Kps= [Al]². [CO2-3]³

  Kps= [2x]². [3x]³

  kps = 4x².27x³ = 108.x^5
• Quanto maior o Kps...

  mais solúvel é o sal.
• O Kps vai trabalhar com...


  os íons que estão em solução e não o precipitado que ficou sólido.
• Sistema Heterogêneo - Produto de solubilidade Kps ou Ks acontece em...


  Sais parcialmente solúveis.

  Usamos para verificar a solubilidade de um sal.
• A constante de hidrólise é..

  Kh = [produtos]^c/[reagentes]^c

  
  

  c= coeficientes estequiométricos.

  *Sem a água, pois concentração da água varia muito pouco.

  
  

  Kh=Kw/ka ou kb
• A-(aq)+H+(OH)-(l) <=> HA(aq)+OH-(aq)

  Hidrólise ânion (ácido fraco)
• B+ (aq) + H+(OH)- (l) <=> B(OH) + H+ (aq)


  Hidrólise cátion ( base fraca)
• ácido fraco + base fraca..

  Ambos sofrem hidrólise.

  Vai depender ka e kb.

  ka>kb sal ácido

  ka<kb sal básico
• Ácido fraco + base forte..

  Sal básico (o ânion sofre hidrólise)
• Ácido forte + base fraca..


  Sal ácido (o cátion sofre hidrólise).
• Ácido forte+base forte ...


  sal neutro. (Nenhum dos dois sofrem hidrólise)
• A interação entre os íons não ocorre quando a base ou o ácido formados são

  FORTES

  
  

  Uma vez que essas substâncias fortes apresentam um elevado grau de dissociação, ou seja, uma tendência a permanecer na forma de íons.
• A hidrólise de sais serve...


  Para explicar o porquê de dissolver um sal em água e obtermos um sal ácido, básico ou neutro.
• Hidrólise de sais...


  Sal+H20 <=> ácido + base

  
  

  é a interação entre os íons do sal com os íons da água, isto é, o cátion de um com o ânion do outro, o que pode resultar nas seguintes substâncias:

  
  

  Cátion do sal (Y+) com o ânion da água (OH-) = base inorgânica (YOH)

  
  

  Cátion da água (H+) com o ânion do sal (X-) = ácido inorgânico (HX)
• A água sofre...

  Autoionização.
• A água é anfótera, ou seja..


  É uma substância que pode assumir caráter básico ou ácido, dependendo da substância que interage.
• pH = 7 solução?

  pH<7 solução?

  pH>7 solução?

  Neutra

  Ácida (quanto menor que o 7, mais ácida)

  Básica (Quanto maior que o 7, mais básica).
• Como as concentrações de pH e pOH tem como base de análise as concentrações de íons H+ ou OH- na água, o estudo dela é essencial, portanto..


  *Temos como base de cálculo a Constante de ionização da água.

  
  

  Kw(water)=[H+].[OH-] = 10-¹4

  a 25ºC

  [H+]=[OH-] = 7 cada um para somar 14.

  E a partir desse valor de constante de ionização da água..a escala de acidez e basicidade foi criada.

  *O log serve para "eliminar" as potências.
• O químico dinamarquês Peter Lauritz Sörensen que criou a escala para facilitar os cálculos através de...


  Uso de logaritmos.

  
  

  pH= - log[H+]

  pOH= -log [OH-]

  
  

  pH+pOH = 14
• Agora, as estrelas do ENEM e VESTIBULARES...pH e pOH são?

  São escalas estabelecidas para calcular a acidez ou basicidade de soluções.

  A sigla pH significa potencial (ou potência) hidrogeniônico e indica o teor de íons hidrônio (H3O+(aq)) ou H+ livres por unidade de volume da solução. Quanto mais hidrônios ou H+ houver no meio, mais ácida será a solução. Por consequência, podemos dizer que quanto mais íons OH-(aq) houver no meio, mais básica ou alcalina será a solução.
• Relações possíveis de uso para cálculos?

  [H+] = gi.M

  [OH-]= gi.M
• A lei de Ostwald serve para monoácidos e monobases, já para poliácidos ou polibases?


  Quando o ácido em apresentar mais de um hidrogênio ionizável em sua molécula, a ionização deste ácido ocorrerá em etapas. Cada etapa apresentará uma constante de ionização.

  
  

  Por ex:

  
  

  H2CO3 (aq) <=> H+ (aq) + HCO3- (aq) K1 (constante ionização do 1º H+)

  HCO3-(aq) <=> H+ + CO²-3 (aq) K2 (constante de ionização do 2º H+)

  
  

  SEMPRE K1>K2

  
  

  Ou seja, H2CO3 é mais forte que HCO3-.
• Qual a conclusão da lei de Ostwald?


  Em uma solução, ao aumentarmos o volume por acréscimo de solvente, teremos uma solução mais diluída, e consequentemente a concentração em quantidade de matéria diminui, e o grau de ionização aumenta, tendendo a 100%.

  
  

  Dessa forma, a lei de diluição de Ostawald estabelece que o acréscimo de solvente em uma solução provoca um aumento no grau de ionização. Quanto menor for a molaridade, maior é o grau de ionização do eletrólito, pois o valor de Kié constante.
• Quanto maior for o Ka...

  Quanto maior for o Kb

  ...mais forte o ácido.

  ...mais forte a base.
• A constante de ionização (Ki) de ácidos é...

  A constande ionização (ki) de bases é...


  - Ka

  -Kb
• A lei de diluição de Ostwald...

  A lei de Ostwald propõe uma forma simples e direta para calcular a constante de equilíbrio de uma ionização ou dissociação, desde que o equilíbrio envolva um monoácido ou uma monobase presente em soluções diluídas (cuja quantidade de solvente é muito maior que a quantidade de soluto).

  
  

  *Serve para monoácidos ou monobase.

  
  

  Usamos um quadro para realizá-lo:

  
  

  HA(aq) <=> H+ (aq) A- (aq)

  
  

  início: M 0 0

  reage: g.i . M # #

  forma: # gi.M gi.M

  equilíbrio M-gi.M gi.M gi.M

  
  

  Ki para ácidos e bases com g.i>5%

  
  

  Ki= (g.i)². M/1-gi

  
  

  Ki para ácidos e bases com gi< ou igual a 5%

  
  

  ki= (gi)².M

  
  

  Pois se o valor do alfa for muito pequeno, sempre tenderá a 1.

  
  

  Se o Ki for menor que 10-6, significa que o eletrólito é fraco
• Como o grau de ionização influencia na força de ácido e base?

  Através de porcentagens.

  
  

  g.i (grau de ionização)

  
  

  g.i<5% - ácido ou base fracos;

  
  

  5%50% - ácido ou base fortes.

  
  

  *Quanto mais capacidade de interação com a água, ou seja, quanto mais moléculas ionizam maior a força do ácido ou da base.
• O que é grau de ionização?


  *Como nem todas as substâncias ionizam, são analisados os graus de ionização para verificar o equilíbrio.

  *O valor do grau de ionização está ligado com a força de ácidos e bases:

  
  

  Grau ionização = n° mol que ioniza/nº mol inicial
• Exemplo de equilíbrio iônico?

  Quando adicionamos moléculas de um ácido em água, ocorre o fenômeno da ionização. Se for um ácido fraco, como o HCN, ele irá se ionizar conforme a equação a seguir:

  HCN(aq) ⟺ H+(aq) + CN−(aq)

  
  

  A água provoca a ruptura das moléculas de HCN originando os íons H+ e CN−. Esta solução é um sistema em equilíbrio, pois, à medida que o processo de ionização acontece, dando origem aos íons, ocorre também a associação iônica, regenerando a molécula de HCN. As duas reações (ionização e associação) se processam simultaneamente e com velocidades iguais, caracterizando um equilíbrio iônico.
• Qual a particularidade do equilíbrio iônico?

  *São reações reversíveis que ocorrem entre íons e compostos iônicos;

  *Compostos iônicos que sofrem dissociação, ou compostos moleculares que sofrem ionização;

  *São consideradas reações reversíveis porque nunca chegam a ionizar ou dissociar 100% de suas moléculas;

  *pois se considerarmos que 100% das moléculas, do ácido ou da base, se ionizam, o equilíbrio não é estabelecido, e a reação terá um só sentido;

  *São analisados nessa área principalmente ácidos e bases.
• O que é o efeito do íon comum?

  adição de substâncias, em solução, que apresentam um íon (ânion ou cátion) comum, desloca o equilíbrio no sentido de consumo, ou seja, para o lado oposto.

  
  

  HCN(aq) <=> H+ (aq) + CN -

  A adição de NaCN o ânion CN- em comum desloca o equilíbrio para a esquerda.
• Catalisadores deslocam o equilíbrio?:

  Não, apenas diminui energia de ativação e sistema alcança ponto de equilíbrio mais rápido.
• O que são gases inertes? Eles deslocam o equilíbrio?


  São gases não reativos em circunstâncias normais. Gases nobres: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn

  Não deslocam o equilíbrio.
• Como ocorre o deslocamento de equilíbrio com as mudanças na concentração?


  Aumento de concentração- Adição de substâncias = desloca sentido consumo - lado oposto da subs. add.

  
  

  Diminuição concentração - retirada substâncias = desloca no sentido de reposição - mesmo lado subs. retirada. (kc=)

  
  

  Add ou retirada de compostos queno equilíbrio* estão no estado sólido, não promovem deslocamento.
• Como ocorre o deslocamento de equilíbrios com as mudanças de pressão? (Apenas gás e variação volumétrica)

  Pressão diminui = desloca no sentido de menor nº mol de gás (coef. estequiométrico)

  Pressão aumenta = desloca no sentido de maior nº mol de gás. (Kc=)
• Como o ocorre o deslocamento de equilíbrio com as mudanças de temperatura?

  * Única alteração que pode modificar o valor de Kc.

  
  

  Depende do Ah Ah>0 endotérmica

  Ah<0 exotérmica

  Se T aumenta = desloca sentido endotérmica

  Se T diminui = desloca sentido exotérmica
• O que poder perturbar um sistema em equilíbrio?


  Mudanças de temperatura, pressão e concentração.
• Segundo o Princípio de Le Chatelier


  "Sempre que uma ação externa é exercida sobre um sistema em equilíbrio, o sistema tende a se reajustar, deslocando - se no sentido de minimizar a ação exercida."
• Quando a reação direta e inversa iguais...k:?

  k=1