Considere as seguintes soluções aquosas:
I)
II)
III) Fenol
Para cada solução escreva as expressões do:
Balanço de carga
I)
II)
III) Fenol
Balanço de carga
Passo 1
O enunciado pede: para cada uma das três soluções escrever a expressão do balanço de carga.
Dados fornecidos:
- I)
com concentração inicial . - II)
com concentração inicial . - III) Fenol (que chamarei de
) com concentração inicial .
O que se pede em cada caso é escrever a equação que representa o balanço de carga elétrico na solução.
Passo 2
O que é o balanço de carga (explicação curta e prática)?
- Em qualquer solução aquosa eletricamente neutra, a soma das cargas positivas (cátions) deve igualar a soma das cargas negativas (ânions).
- Em notação: a soma das concentrações multiplicadas pelos seus valores de carga deve obedecer
onde
é o número inteiro da carga (por exemplo
para
,
para
). Na prática, para soluções contendo apenas ácidos/ bases fracas e água, isso costuma ficar na forma
- Lembre que
e entram sempre no balanço por causa da autoionização da água.
Passo 3
Identificação das espécies iônicas possíveis na água (dissociação passo a passo):
- A fórmula
pode perder até quatro prótons em sucessivas dissociações, gerando as espécies carregadas:
(neutra),
,
,
,
. - Não há outros cátions presentes além de
(nenum sal adicionado).
Aplicando a ideia do balanço de carga (soma das cargas positivas = soma das cargas negativas):
- Cátions presentes:
. - Ânions presentes:
e as espécies de pirófostfato com suas cargas multiplicativas.
Portanto a expressão do balanço de carga para a solução I é
Opcionalmente (útil em provas), o balanço de massa do ácido (somatório das formas = concentração inicial) é
Passo 4
Identificação das espécies:
- Etilamina é uma base fraca que em água reage assim:
. - Espécies iônicas presentes:
(cátion), (ânion) e também da água (embora em soluções básicas seja pequeno, deve entrar no balanço).
Aplicando o balanço de carga (cátions = ânions):
- Cátions:
. - Ânions:
.
Logo a expressão do balanço de carga para a solução II é
E o balanço de massa do soluto (útil em cálculo de pH) é
Passo 5
Identificação das espécies:
- Fenol é um ácido fraco que se dissocia parcialmente:
. - Espécies iônicas:
(ânion), (cátion) e (ânion da água).
Balanço de carga:
- Cátions:
. - Ânions:
.
Portanto a expressão do balanço de carga para a solução III é
E o balanço de massa do fenol é
Passo 6
- Monte sempre: (i) equilíbrios de dissociação; (ii) constantes de equilíbrio (quando pedidas); (iii) balanço de massa do soluto; (iv) balanço de carga. Resolva as incógnitas com essas equações (normalmente termina em equação para
ou ). - Não se esqueça de incluir
e no balanço de carga — muitas pessoas esquecem e tronam o sistema incorreto. - Se a concentração inicial for bem maior que
, às vezes pode-se aproximar negligenciando em soluções básicas ou em soluções ácidas, mas faça as verificações depois.
Resposta
I)
II)
III)