Hidrólise de Sais
Teoria
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.
Durante essas reações, a gente “quebra” uma molécula de água, formando pro ácido e 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 pra água, por exemplo, é tão forte, que o obriga a água a pegar todos os seus . Por isso, a gente não considera um equilíbrio, a reação inversa praticamente não ocorre:
Na dissociação de uma base forte, como o , temos a mesma coisa: nenhum agarrado ao . E por isso também podemos considerar uma reação irreversível.
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”.
Percebe a diferença? Se você jogar na água, no final você só vai ter , e água ali (porque nem toda a água e consumida). Agora, se você jogar na água, você vai ter , , água e uma quantidade significativa de no meio.
Analogamente para uma base fraca:
E aquela setinha de equilíbrio ali nos alerta sobre a presença de 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.
Como o é forte, ao colocar na água, nada acontece. Mas como o é fraco...
Ocorre uma hidrólise de ânion, porque o ânion é que quebra a água. E o pH do meio fica básico, devido aquele ali.
Pra entender o que ocorre, você também pode pensar assim: o sal forma no meio o ácido e a base, .
Enquanto TODO o vira e , só uma parcela do se ioniza formando . Assim, no final do equilíbrio, temos mais do que no meio.
Hidrólise de sal de ácido forte e base fraca:
Primeiro o sal se dissocia em água, formando o cátion e o ânion.
Como o é forte, ao colocar na água, nada acontece. Mas como o é fraco...
Ocorre uma hidrólise de cátion, porque o cátion é quem quebra a água. E o pH do meio fica ácido, devido aquele ali.
Como fizemos antes, podemos pensar que o adicionado na água forma o ácido mais a base, . Mas enquanto TODO o se ioniza, formando , só uma PARCELA do se dissocia, formando .
No final das contas temos um excesso de , 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.
Como e são fracos, tanto o quanto o vão provocar a hidrólise pra formar, respectivamente, uma base e um ácido.
Aqui, portanto, a gente vai ter hidrólise de cátion e hidrólise de ânion, simultaneamente, sendo as quantidades de e dependentes do e desses equilíbrios aí de cima.
Se , o ácido libera mais do que a base libera e a solução será ácida.
Se , a base libera mais do que o ácido libera e a solução será básica.
Se , as quantidades de e 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.
Como e são fortes, colocar e no meio não causa hidrólise. As reações aí embaixo são irreversíveis.
Como não ocorre hidrólise, o pH do meio não é alterado.
Outra forma de ver o equilíbrio formado é assim:
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 .
Pra hidrólise de ânion:
Porque como a gente costuma fazer, consideramos a concentração de água constante.
Para um caso genérico:
Pra hidrólise de cátion:
Ou, genericamente:
Na hidrólise de cátion e ânion:
De modo genérico:
E o nosso já conhecido , aqui recebe o nome de grau de hidrólise:
Tipos de hidrólises de sais
Constante de hidrólise
Exercícios Resolvidos
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)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
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 ou 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 são o e o .
Ambos são fortes: o é da família dos metais alcalinos e o está entre os hidrácidos fortes ().
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 são o e o .
O é uma base forte, uma vez que o é da família dos metais alcalinos.
O 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 .
Assim, a reação de hidrólise será:
Como a gente vê aí, o ânion é responsável pela hidrólise.
Portanto, temos uma hidrólise de ânion (aniônica).
E a formação de indica um pH básico.
Passo 4
c) O ácido e a base que reagem para a formação do são o e o .
O é uma base forte, uma vez que o é da família dos metais alcalinos terrosos.
O é um ácido fraco. Entre os hidrácidos, os únicos fortes são .
Assim, a reação de hidrólise será:
Como a gente vê aí, o ânion é responsável pela hidrólise.
Portanto, temos uma hidrólise de ânion (aniônica).
E a formação de indica um pH básico.
Passo 5
d) O ácido e a base que reagem para a formação do são o e o .
O é um ácido forte, pois está entre aqueles hidrácidos que já citamos ()
O é uma base forte, pois o é da família dos metais alcalinos.
Como os dois são fortes, ninguém causa hidrólise e o pH fica neutro.
Passo 6
e) O ácido e a base que reagem para a formação do são o e o , através de uma neutralização parcial, porque “sobra” aquele ali no sal, viu?
O é uma base forte, uma vez que o é da família dos metais alcalinos.
O é um ácido moderado, pois a diferença entre o número de oxigênios para o número de hidrogênios é .
Sendo assim, o liberado no meio vai causar a hidrólise através da seguinte reação.
Como a gente vê aí, o ânion é responsável pela hidrólise.
Portanto, temos uma hidrólise de ânion (aniônica).
E a formação de indica um pH básico.
Viu? Mesmo com aquele na fórmula do sal, esse cara deixa o pH mais básico.
Passo 7
f) O ácido e a base que reagem para a formação do são o e o .
O é uma base forte, uma vez que o é da família dos metais alcalinos terrosos.
O é um ácido forte, pois a diferença entre o número de oxigênios e de hidrogênios na sua fórmula é .
Portanto, nenhuma espécie formada causa hidrólise e o pH fica neutro.
Passo 8
g) O ácido e a base que reagem para a formação do são o e o .
O é um ácido forte, como já comentamos.
O é uma base fraca, pois as fortes são apenas as dos metais alcalinos e alcalinos terrosos, e o é um metal de transição.
Portanto, o gerada pela dissociação do sal é capaz de fazer a seguinte reação de hidrólise:
Como a gente vê aí, o cátion é responsável pela hidrólise.
Portanto, temos uma hidrólise de cátion (catiônica).
E a formação de no meio leva a um pH ácido.
Resposta
a) Não ocorre hidrólise. pH neutro.
b) . Hidrólise aniônica. pH básico.
c) . Hidrólise aniônica. pH básico.
d) Não ocorre hidrólise. pH neutro.
e) . Hidrólise aniônica. pH básico.
f) Não ocorre hidrólise. pH neutro.
g) Hidrólise catiônica. pH ácido.
Exercício Resolvido #2
Elaboração própria.
Para os sais abaixo, mostre a reação de hidrólise. Baseando-se nessa reação, monte a constante de hidrólise e relacione a mesma com o do ácido ou com o da base envolvidos e a constante de ionização da água, o .
a)
b)
c)
d)
Passo 1
a) Como o é forte e o não é, teremos hidrólise de ânion, segundo a reação:
Portanto, a constante de hidrólise será:
Sabemos que o do ácido nitroso é dado por:
E a constante de ionização da água:
Portanto, podemos dizer que:
Passo 2
b) Como o é uma base fraca e o é um ácido forte, teremos hidrólise de cátion, segundo a reação:
Portanto, a constante de hidrólise será:
Com o do hidróxido cuproso:
E a constante de ionização da água:
Podemos dizer que:
Tal que:
Passo 3
c) Como o é forte e o não é, teremos hidrólise de ânion, segundo a reação:
Portanto, a constante de hidrólise será:
Com o do ácido carbônico:
E a constante de ionização da água:
Podemos dizer que:
Tal que:
Passo 4
d) Como o é uma base fraca e o é um ácido forte, teremos hidrólise de cátion, segundo a reação:
Portanto, a constante de hidrólise será:
Com o do hidróxido de amônio:
E a constante de ionização da água:
Podemos dizer que:
Tal que:
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)
Exercício Resolvido #3
UFPB – Química Analítica Clássica. Professora Kátia Messias. Questão 09.
Calcule o pH em uma solução de .
Dado:
Passo 1
Como o é uma base forte e o não é forte, teremos uma hidrólise de ânion, dada pelo seguinte equilíbrio:
Temos que:
Sabemos, ainda que:
E:
Com as fórmulas do e podemos “montar” a fórmula do , tal que:
Passo 2
Agora que conhecemos o valor de , podemos calcular a concentração de no equilíbrio.
Dado o equilíbrio:
Temos: