Escreva as equações químicas e as expressões de Kb para a ionização das bases fracas a seguir em meio aquoso:
amônia,
(\mathrm{NH}_{3});
amônia,
(\mathrm{NH}_{3});
Passo 1
O enunciado pede duas coisas para a amônia em meio aquoso:
- Escrever a equação química da ionização (reação de equilíbrio) da amônia com a água.
- Escrever a expressão da constante de basicidade
correspondente a essa ionização.
Informações relevantes dadas (ou implicitamente necessárias):
- A base é a amônia, representada por
. - O meio é aquoso (a água
atua como doadora de próton). - Trata-se de base fraca (logo forma um equilíbrio com a água, não se ioniza totalmente).
Passo 2
Entendendo o que acontece quimicamente (pequena aula):
- Uma base é uma substância que aceita prótons (
) da água. - A água, ao doar um próton, origina o íon hidroxila
. - A amônia aceita o próton e forma o seu ácido conjugado, o cátion amônio
.
Agora escrevemos a equação química do equilíbrio de ionização (mostrando as espécies corretamente e a seta de equilíbrio):
Explicação curta sobre a seta: usamos
porque a reação é reversível e estabelece um equilíbrio químico em solução aquosa.
Passo 3
Definindo a expressão de
(o que é e por quê):
- A constante de basicidade
quantifica a tendência da base em captar prótons da água. - Por definição, para a reação
a expressão é
onde colchetes indicam concentrações em equilíbrio (
).
Aplicando isso ao caso da amônia, substituindo as espécies:
Observação pedagógica: a água pura não aparece na expressão porque ela é o solvente (em grande excesso) e sua atividade é tomada como constante (e, portanto, incorporada em
).
Passo 4
Como usar essa expressão na prova — método prático (ICE e aproximação para base fraca):
- Suponha que a concentração inicial de amônia seja
(em mol·L^{-1}) e inicialmente não haja nem (exceto o muito pequeno da autoionização da água, que geralmente desprezamos aqui). - Monta-se a tabela ICE (Initial, Change, Equilibrium):
- Substituindo na expressão de
:
- Para bases fracas costuma valer
. Então podemos aproximar e obter a forma simples:
onde
representa
em equilíbrio. A validação da aproximação: depois de calcular
checa-se se
(regra prática: erro menor que 5%). Se não satisfizer, resolve-se a equação quadrática exata:
ou diretamente da forma anterior sem aproximação:
Passo 5
Outros pontos úteis para a prova (resumo rápido e dica amiga):
- Sempre escreva a reação de equilíbrio mostrando a água quando tratar de equilíbrio ácido-base aquoso (mesmo que a água não apareça na expressão final).
- Memorize a forma genérica de
e a tabela ICE — isso costuma salvar tempo. - Se pedirem pKb, lembre:
. E para relacionar com do ácido conjugado: (a ). - Valor típico (para consulta rápida): para
em , . (Só usar se for permitido consultar constantes na prova.)