Qual(is) sistemas a seguir apresenta(m) o efeito do íon comum? Justifique.
a) Ácido acético e acetato de sódio em água;
b) Ácido nítrico e nitrato de potássio em água;
c) Hidróxido de sódio e cloreto de sódio em água;
d) Hidróxido de amônio e cloreto de amônio em água.
a) Ácido acético e acetato de sódio em água;
b) Ácido nítrico e nitrato de potássio em água;
c) Hidróxido de sódio e cloreto de sódio em água;
d) Hidróxido de amônio e cloreto de amônio em água.
Passo 1
O enunciado pede que eu identifique quais dos sistemas listados apresentam o efeito do íon comum e que eu justifique a resposta. Os sistemas dados são:
a) Ácido acético e acetato de sódio em água — ou seja,
+
em água.
b) Ácido nítrico e nitrato de potássio em água — ou seja,
+
em água.
c) Hidróxido de sódio e cloreto de sódio em água — ou seja,
+
em água.
d) Hidróxido de amônio e cloreto de amônio em água — ou seja,
(ou
aquoso) +
em água.
Informações relevantes que vamos usar: cada substância se dissocia/estabelece um equilíbrio em água (se é forte, dissocia-se praticamente por completo; se é fraca, existe um equilíbrio de ionização). A pergunta é sobre o efeito do íon comum: presença de um íon produzido pelo sal que coincide com um dos íons do equilíbrio do ácido/base fraca.
Passo 2
Explicando didaticamente o que é o efeito do íon comum (aula rápida e com conta):
- O efeito do íon comum ocorre quando um equilíbrio químico envolvendo íons é deslocado ao se adicionar um sal que contém um dos íons do equilíbrio. Aplicamos o princípio de Le Chatelier: adicionar um produto (um íon já presente) desloca o equilíbrio no sentido de consumir esse produto (ou seja, para a esquerda), reduzindo a ionização/solubilidade do composto que estava se ionizando.
- Vamos ver a forma matemática no caso de um ácido fraco genérico
que se ioniza em água:
A constante de acidez é
Se inicialmente temos concentração de ácido
e, além disso, adicionamos um sal que fornece
(íon comum), no equilíbrio escrevemos:
onde
é a fração ionizada do ácido. Substituindo em
:
Se
for significativamente maior que
, podemos aproximar
e
, obtendo
Repare:
(que é
e mede a ionização) diminui quando
aumenta. Ou seja, adicionar o sal que fornece
reduz a ionização do ácido — esse é o efeito do íon comum, demonstrado com a fórmula.
- Para uma base fraca
que reage como
a constante de base
e a análise é análoga: adicionar um sal que fornece
(íon comum) aumenta
e, pelo mesmo raciocínio, reduz a ionização da base (isto é, reduz
).
- Observação importante: o efeito do íon comum só é significativo quando o ácido ou base envolvido é fraco — porque só assim há um equilíbrio sensível a ser deslocado. Quando a substância é forte (dissociação praticamente completa), não há equilíbrio apreciável para deslocar, então não falamos de efeito do íon comum (ou ele é desprezível).
Passo 3
Análise do item (a):
(ácido acético) e
(acetato de sódio).
- Equilíbrio do ácido fraco:
- O sal
fornece o íon em solução. Isso é exatamente o íon conjugado do ácido acético, ou seja, é o íon comum. - Aplicando o raciocínio do Passo 2: ao aumentar
por meio do sal, o equilíbrio desloca-se para a esquerda e a ionização de diminui (menor ). Portanto o efeito do íon comum ocorre aqui. - Em termos da expressão:
um aumento de
implica que, para manter
constante,
deve diminuir (ou
aumentar), ou seja, ionização reduzida.
Passo 4
Análise do item (b):
(ácido nítrico) e
(nitrato de potássio).
-
é um ácido forte: em água ele praticamente se dissocia completamente
(na prática não há um equilíbrio significativo à esquerda porque a reação é praticamente completa).
- O sal
fornece o íon , que é o anião conjugado do ácido. No entanto, como já está completamente dissociado, não existe um equilíbrio de ionização reversível sensível que possa ser deslocado significativamente pela adição de . - Conclusão: não há efeito do íon comum significativo aqui (ou seja, a ideia do efeito do íon comum, que supõe um equilíbrio apreciável, não se aplica para um ácido forte como
). Podemos dizer: não apresenta efeito do íon comum relevante.
Passo 5
Análise do item (c):
(hidróxido de sódio) e
(cloreto de sódio).
-
é uma base forte e se dissocia praticamente por completo:
- O sal
fornece e . O íon que seria “comum” com seria , mas o que importa para a basicidade/ionização é o . Como é forte, não há um equilíbrio de ionização que seja deslocado sensivelmente pela presença adicional de . Além disso, é o conjugado de um ácido forte ( ) e não promove reações que afetem a basicidade aqui. - Conclusão: não se espera um efeito do íon comum significativo neste sistema (qualquer efeito prático seria muito pequeno e relacionado a mudanças de atividade em soluções concentradas, não ao efeito clássico do íon comum sobre equilíbrio ácido/base fraco).
Passo 6
Análise do item (d):
(hidróxido de amônio / solução de
em água) e
(cloreto de amônio).
- A base fraca (amônia em água) estabelece o equilíbrio
(ou escrito como
, que é a mesma ideia prática).
- O sal
fornece o íon , que é exatamente o íon conjugado da base fraca . Assim, existe um íon comum entre o sal e o equilíbrio da base. - Pelo mesmo raciocínio do Passo 2 (com
agora): aumentar desloca o equilíbrio para a esquerda, reduzindo (ou seja, reduz a ionização da base). Portanto o efeito do íon comum ocorre aqui. - Em termos de constante de base:
um aumento de
favorece uma redução de
em equilíbrio.
Passo 7
Resumo conceitual rápido e palavra de incentivo (para você lembrar na prova):
- Efeito do íon comum = só faz sentido quando há um equilíbrio reversível envolvendo um ácido ou base fraca. Adicionar um sal que contém o íon conjugado desloca o equilíbrio, diminuindo a ionização.
- Para ácidos/base fortes (dissociação praticamente completa) não há equilíbrio sensível a deslocamentos, então não falamos de efeito do íon comum.
- Você já pode decorar: sistemas com ácido/base fraca + sal do seu íon conjugado → efeito do íon comum (a e d neste exercício). Vai dar certo na prova — respira, você já entendeu a ideia-chave!
Resposta
a) Sim.
b) Não.
c) Não.
d) Sim.
b) Não.
c) Não.
d) Sim.