Hidrólise de Sais

Teoria Completa

Reação de hidrólise

Lembra que se a gente reagir ácido + base, formamos água + sal?

E o que acontece se reagirmos água + sal?

Pois é, aí fazemos a reação inversa, formando um ácido mais uma base.

N a C N + H 2 O   ⇌ N a O H + H C N

C a S O 4 + 2 H 2 O   ⇌ C a ( O H ) 2 + H 2 S O 4

Durante essas reações, a gente “quebra” uma molécula de água, formando H + pro ácido e O H - pra base. Por isso a reação recebe o nome de hidrólise (lise de quebra, hidro de água).

Eletrólitos fortes x Eletrólitos fracos

Existe uma coisa que precisa ficar muito clara na sua cabeça.

Quando um eletrólito (ácido ou base) forte entra em contato com a água, ele se dissocia/ioniza totalmente.

A diferença de acidez do H C l pra água, por exemplo, é tão forte, que o H C l obriga a água a pegar todos os seus H + . Por isso, a gente não considera um equilíbrio, a reação inversa praticamente não ocorre:

H C l + H 2 O → H 3 O + + C l -

Na dissociação de uma base forte, como o K O H , temos a mesma coisa: nenhum K + agarrado ao O H - . E por isso também podemos considerar uma reação irreversível.

K O H → K + + O H -

Com os eletrólitos fracos e/ou moderados, é exatamente ao contrário.

Ao colocarmos um ácido mais fraco na água, estabelece-se um equilíbrio e, no final das contas, teremos em solução algumas moléculas dissociadas e algumas “intactas”.

H C N + H 2 O ⇌ H 3 O + + C N -

Percebe a diferença? Se você jogar H C l na água, no final você só vai ter H 3 O + , C l - e água ali (porque nem toda a água e consumida). Agora, se você jogar H C N na água, você vai ter H 3 O + , C N - , água e uma quantidade significativa de H C N no meio.

Analogamente para uma base fraca:

N H 4 O H ⇌ N H 4 + + O H -

E aquela setinha de equilíbrio ali nos alerta sobre a presença de N H 4 O H que não foi consumida no meio!

Tipos de hidrólises de sais

Como existem diferenças fundamentais entre a extensão de dissociação/ionização dos eletrólitos fortes para os fracos (que a gente viu aí em cima), a hidrólise dos sais vai ser diferente caso os ácidos e bases formados sejam fortes ou fracos.

Olha só:

Hidrólise de sal de ácido fraco e base forte:

Primeiro o sal se dissocia em água, formando o cátion e o ânion.

N a C N + H 2 O ⇌ N a + + C N -

Como o N a O H é forte, ao colocar N a + na água, nada acontece. Mas como o H C N é fraco...

C N - + H 2 O ⇌ H C N + O H -

Ocorre uma hidrólise de ânion, porque o ânion é que quebra a água. E o pH do meio fica básico, devido aquele O H - ali.

Pra entender o que ocorre, você também pode pensar assim: o sal forma no meio o ácido e a base, H C N + N a O H .

Enquanto TODO o N a O H vira N a + e O H - , só uma parcela do H C N se ioniza formando H + . Assim, no final do equilíbrio, temos mais O H - do que H + no meio.

Hidrólise de sal de ácido forte e base fraca:

Primeiro o sal se dissocia em água, formando o cátion e o ânion.

C u C l + H 2 O ⇌ C u + + C l -

Como o H C l é forte, ao colocar C l - na água, nada acontece. Mas como o C u ( O H ) é fraco...

C u + + H 2 O ⇌ C u ( O H ) + H +

Ocorre uma hidrólise de cátion, porque o cátion é quem quebra a água. E o pH do meio fica ácido, devido aquele H + ali.

Como fizemos antes, podemos pensar que o C u C l adicionado na água forma o ácido mais a base, H C l + C u O H . Mas enquanto TODO o H C l se ioniza, formando H + , só uma PARCELA do C u O H se dissocia, formando O H - .

No final das contas temos um excesso de H + , que deixa o pH do meio ácido.

Hidrólise de sal de ácido fraco e base fraca:

Primeiro o sal se dissocia em água, formando o cátion e o ânion.

C u C N + H 2 O ⇌ C u + + C N -

Como C u O H e H C N são fracos, tanto o C u + quanto o C N - vão provocar a hidrólise pra formar, respectivamente, uma base e um ácido.

C u + + H 2 O ⇌ C u ( O H ) + H +

C N - + H 2 O ⇌ H C N + O H -

Aqui, portanto, a gente vai ter hidrólise de cátion e hidrólise de ânion, simultaneamente, sendo as quantidades de H + e O H - dependentes do K a e K b desses equilíbrios aí de cima.

Se K a > K b , o ácido libera mais H + do que a base libera O H - e a solução será ácida.

Se K a < K b , a base libera mais O H - do que o ácido libera H + e a solução será básica.

Se K a = K b , as quantidades de H + e O H - formados são iguais e a solução será neutra.

Hidrólise de sal de ácido forte e base forte:

Primeiro o sal de dissocia em água, liberando o cátion e o ânion.

N a C l + H 2 O ⇌ N a + + C l -

Como N a O H e H C l são fortes, colocar N a + e C l - no meio não causa hidrólise. As reações aí embaixo são irreversíveis.

N a O H → N a + + O H -

H C l → H + + C l -

Como não ocorre hidrólise, o pH do meio não é alterado.

Outra forma de ver o equilíbrio formado é assim:

N a C l + H 2 O ⇌ N a + + C l - + O H - + H + ⇌ N a + + C l - + H 2 O

E tudo o que a gente viu aí nas hidrólises tá resumidinho pra você aqui nessa tabelinha da hora.

Ou seja, quem é forte é que manda no pH. E a espécie fraca é responsável pela hidrólise.

Constante de hidrólise

Todo equilíbrio tem uma constante associada. Pra hidrólise, temos o K h .

Pra hidrólise de ânion:

C N - + H 2 O ⇌ H C N + O H -

K h = H C N . [ O H - ] [ C N - ]

Porque como a gente costuma fazer, consideramos a concentração de água constante.

Para um caso genérico:

A - + H 2 O ⇌ H A + O H -

K h = H A . [ O H - ] [ A - ]

Pra hidrólise de cátion:

C u + + H 2 O ⇌ C u O H + H +

K h = C u O H . [ H + ] [ C u ∓ ]

Ou, genericamente:

B + + H 2 O ⇌ B O H + H +

K h = B O H . [ H + ] [ B ∓ ]

Na hidrólise de cátion e ânion:

C u + + C N - + H 2 O ⇌ C u O H + H C N

K h = C u O H . [ H C N ] C u ∓ . [ C N - ]

De modo genérico:

B + + A - + H 2 O ⇌ B O H + H A

K h = B O H . [ H A ] B ∓ . [ A - ]

E o nosso já conhecido α , aqui recebe o nome de grau de hidrólise:

α = n °   d e   m o l s   d e   s a l   h i d r o l i s a d o s n °   d e   m o l s   d e   s a l   i n i c i a l

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Exercício Resolvido #1

Elaboração própria.

Escreva as reações de hidrólise envolvidas na dissolução dos sais abaixo em água. Indique se a hidrólise é aniônica, catiônica ou dos dois e se o pH resultante será ácido ou básico.

a) K B r

b) N a N O 2

c) C a S

d) L i C l

e) N a H C O 3

f) M g ( N O 3 ) 2

g) Z n C l 2

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Passo 1

Para cada sal dado, vamos analisar a força do ácido e da base formado no meio.

Sabemos que as espécies fracas são responsáveis pela hidrólise.

Através da reação de hidrólise, identificaremos se H + ou O H - está sendo liberado e, dessa forma, vamos ver como o pH do meio está (ou não) sendo alterado.

Passo 2

a) O ácido e a base que reagem para a formação do K B r são o H B r e o K O H .

Ambos são fortes: o K é da família dos metais alcalinos e o H B r está entre os hidrácidos fortes ( H I ,   H B r ,   H C l ).

Portanto, não ocorre hidrólise e o pH do meio fica neutro.

Passo 3

b) O ácido e a base que reagem para a formação do N a N O 2 são o H N O 2 e o N a O H .

O N a O H é uma base forte, uma vez que o N a é da família dos metais alcalinos.

O H N O 2 é um ácido moderado (que se comporta como o fraco, ou seja, realiza hidrólise). Ele é um oxiácido onde a diferença entre o número de oxigênios e de hidrogênios é 1 .

Assim, a reação de hidrólise será:

N O 2 - + H 2 O ⇌ H N O 2 + O H -

Como a gente vê aí, o ânion é responsável pela hidrólise.

Portanto, temos uma hidrólise de ânion (aniônica).

E a formação de O H - indica um pH básico.

Passo 4

c) O ácido e a base que reagem para a formação do C a S são o H 2 S e o C a ( O H ) 2 .

O C a ( O H ) 2 é uma base forte, uma vez que o C a é da família dos metais alcalinos terrosos.

O H 2 S é um ácido fraco. Entre os hidrácidos, os únicos fortes são H I ,   H B r ,   H C l .

Assim, a reação de hidrólise será:

S 2 - + 2 H 2 O ⇌ H 2 S + 2 O H -