Hidrólise de Sais

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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.

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

Tipos de hidrólises de sais

Constante de hidrólise

Exercícios Resolvidos

Exercício Resolvido #1

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

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 -

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 5

d) O ácido e a base que reagem para a formação do L i C l são o H C l e o L i O H .

O H C l é um ácido forte, pois está entre aqueles hidrácidos que já citamos ( H I ,   H B r ,   H C l )

O L i O H é uma base forte, pois o L i 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 N a H C O 3 são o H 2 C O 3 e o N a O H , através de uma neutralização parcial, porque “sobra” aquele H ali no sal, viu?

H 2 C O 3 + N a O H → N a H C O 3 + H 2 O               n e u t r a l i z a ç ã o   p a r c i a l

H 2 C O 3 + 2 N a O H → N a 2 C O 3 + 2 H 2 O               n e u t r a l i z a ç ã o   t o t a l

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

O H 2 C O 3 é um ácido moderado, pois a diferença entre o número de oxigênios para o número de hidrogênios é 1 .

Sendo assim, o H C O 3 - liberado no meio vai causar a hidrólise através da seguinte reação.

H C O 3 - + H 2 O ⇌ H 2 C O 3 + 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.

Viu? Mesmo com aquele H + 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 M g ( N O 3 ) 2 são o H N O 3 e o M g ( O H ) 2 .

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

O H N O 3 é um ácido forte, pois a diferença entre o número de oxigênios e de hidrogênios na sua fórmula é 2 .

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 Z n C l 2 são o H C l e o Z n ( O H ) 2 .

O H C l é um ácido forte, como já comentamos.

O Z n ( O H ) 2 é uma base fraca, pois as fortes são apenas as dos metais alcalinos e alcalinos terrosos, e o Z n é um metal de transição.

Portanto, o Z n 2 + gerada pela dissociação do sal é capaz de fazer a seguinte reação de hidrólise:

Z n 2 + + 2 H 2 O ⇌ Z n O H 2 + 2 H +

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

Portanto, temos uma hidrólise de cátion (catiônica).

E a formação de H + no meio leva a um pH ácido.

Resposta

a) Não ocorre hidrólise. pH neutro.

b) N O 2 - + H 2 O ⇌ H N O 2 + O H - . Hidrólise aniônica. pH básico.

c) S 2 - + 2 H 2 O ⇌ H 2 S + 2 O H - . Hidrólise aniônica. pH básico.

d) Não ocorre hidrólise. pH neutro.

e) H C O 3 - + H 2 O ⇌ H 2 C O 3 + O H - . Hidrólise aniônica. pH básico.

f) Não ocorre hidrólise. pH neutro.

g) Z n 2 + + 2 H 2 O ⇌ Z n O H 2 + 2 H + . Hidrólise catiônica. pH ácido.

Exercício Resolvido #2

Para os sais abaixo, mostre a reação de hidrólise. Baseando-se nessa reação, monte a constante de hidrólise e relacione a mesma com o K a do ácido ou com o K b da base envolvidos e a constante de ionização da água, o K w .

a) N a N O 2

b) C u I

c) K H C O 3

d) N H 4 C l

Passo 1

a) Como o N a O H é forte e o H N O 2 não é, teremos hidrólise de ânion, segundo a reação:

N O 2 - + H 2 O ⇌ H N O 3 + O H -

Portanto, a constante de hidrólise será:

K h = H N O 2 . [ O H - ] [ N O 2 - ]

Sabemos que o K a do ácido nitroso é dado por:

H N O 2 ⇌ H + + N O 2 -

K a = N O 2 - [ H + ] [ H N O 2 ]

E a constante de ionização da água:

K w = O H - [ H + ]

Portanto, podemos dizer que:

K h = K w K a

K h = O H - H + ⏟ K w . [ H N O 2 ] N O 2 - [ H + ] ⏟ 1 / K a = O H - [ H N O 2 ] [ N O 2 - ]

Passo 2

b) Como o C u O H é uma base fraca e o H I é um ácido forte, teremos hidrólise de cátion, segundo a reação:

C u + + H 2 O ⇌ C u O H + H +

Portanto, a constante de hidrólise será:

K h = C u O H . [ H + ] [ C u + ]

Com o K b do hidróxido cuproso:

C u O H ⇌ C u + + O H -

K b = C u + [ O H - ] [ C u O H ]

E a constante de ionização da água:

K w = O H - [ H + ]

Podemos dizer que:

K h = K w K b

Tal que:

K h = O H - H + ⏟ K w . [ C u O H ] C u + [ O H - ] ⏟ 1 / K b = H + [ C u O H ] [ C u + ]

Passo 3

c) Como o K O H é forte e o H 2 C O 3 não é, teremos hidrólise de ânion, segundo a reação:

H C O 3 - + H 2 O ⇌ H 2 C O 3 + O H -

Portanto, a constante de hidrólise será:

K h = H 2 C O 3 . [ O H - ] [ H C O 3 - ]

Com o K a 1 do ácido carbônico:

H 2 C O 3 ⇌ H + + H C O 3 -

K a = H C O 3 - [ H + ] [ H 2 C O 3 ]

E a constante de ionização da água:

K w = O H - [ H + ]

Podemos dizer que:

K h = K w K a

Tal que:

K h = O H - H + ⏟ K w . [ H 2 C O 3 ] H C O 3 - [ H + ] ⏟ 1 / K a = O H - [ H 2 C O 3 ] [ H C O 3 - ]

Passo 4

d) Como o N H 4 O H é uma base fraca e o H C l é um ácido forte, teremos hidrólise de cátion, segundo a reação:

N H 4 + + H 2 O ⇌ N H 4 O H + H +

Portanto, a constante de hidrólise será:

K h = N H 4 O H . [ H + ] [ N H 4 + ]

Com o K b do hidróxido de amônio:

N H 4 O H ⇌ N H 4 + + O H -

K b = N H 4 + [ O H - ] [ N H 4 O H ]

E a constante de ionização da água:

K w = O H - [ H + ]

Podemos dizer que:

K h = K w K b

Tal que:

K h = O H - H + ⏟ K w . [ N H 4 O H ] N H 4 + [ O H - ] ⏟ 1 / K b = H + [ N H 4 O H ] [ N H 4 + ]

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

Exercício Resolvido #3

Calcule o pH em uma solução de N a C N   1,0   m o l . L - 1 .

Dado: K a = 4,00 . 10 - 10

Passo 1

Como o N a O H é uma base forte e o H C N não é forte, teremos uma hidrólise de ânion, dada pelo seguinte equilíbrio:

C N - + H 2 O ⇌ H C N + O H -

Temos que:

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

Sabemos, ainda que:

H C N ⇌ C N - + H +

K a = C N - [ H + ] [ H C N ] = 4,00 . 10 - 10

E:

K w = H + O H - = 1,00 . 10 - 14

Com as fórmulas do K a e K w podemos “montar” a fórmula do K h , tal que:

K h = K w K a = 1,00 . 10 - 14 4,00 . 10 - 10 = 2,5 . 10 - 5

Passo 2

Agora que conhecemos o valor de K h , podemos calcular a concentração de O H - no equilíbrio.

K h = H C N [ O H - ] [ C N - ] = 2,5 . 10 - 5

Dado o equilíbrio:

Temos:

K h = H C N [ O H - ] [ C N - ] = x . x 1,0 - x = 2,5 . 10 - 5

Passo 3

Hora de fazer conta:

2,5 . 10 - 5 - 2,5 . 10 - 5 x = x 2

x 2 + 2,5 . 10 - 5 x - 2,5 . 10 - 5 = 0

x = - 2,5 . 10 - 5 ± 2,5 . 10 - 5 2 - 4.1 . - 2,5 . 10 - 5 2 = - 2,5 . 10 - 5 ± 0,01 2

x ' = 5 . 10 - 3             x " < 0

Portanto:

O H - = x = 5 . 10 - 3   m o l . L - 1

Passo 4

Ainda precisamos passar nossa resposta para pH.

p O H = - log ⁡ O H - = - log ⁡ 5 . 10 - 3 = 2,3

p H = 14,0 - p O H = 14,0 - 2,3 = 11,7

Resposta

pH = 11,7

Exercício Resolvido #4

Calcule o pH de uma solução de N H 4 C l   0 , 2   m o l . L - 1 .

Dado: K b = 1,8 . 10 - 5

Passo 1

Como o H C l é um ácido forte e o N H 4 O H é uma base fraca, vamos ter uma hidrólise de cátion, dada pelo seguinte equilíbrio:

N H 4 + + H 2 O ⇌ N H 4 O H + H +

Temos que:

K h = N H 4 O H [ H + ] [ N H 4 + ]

Sabemos, ainda, que:

N H 4 O H ⇌ N H 4 + + O H -                     K b = N H 4 + [ O H - ] [ N H 4 O H ] = 1,8 . 10 - 5

E:

K w = H + O H - = 1,00 . 10 - 14

Com as fórmulas do K b e K w podemos “montar” a fórmula do K h , tal que:

K h = K w K b = 1,0 . 10 - 14 1,8 . 10 - 5 = 5,6 . 10 - 10

Passo 2

Agora que conhecemos o valor de K h , podemos calcular a concentração de H + no equilíbrio.

K h = N H 4 O H [ H + ] [ N H 4 + ] = 5,6 . 10 - 10

Dado o equilíbrio:

Temos:

K h = N H 4 O H [ H + ] [ N H 4 + ] = x . x 0,2 - x = 5,6 . 10 - 10

Passo 3

Hora de fazer conta:

1,12 . 10 - 10 - 5,6 . 10 - 10 x = x 2

x 2 + 5,6 . 10 - 10 x - 1,12 . 10 - 10 = 0

x = - 5,6 . 10 - 10 ± 5,6 . 10 - 10 2 - 4.1 . - 1,12 . 10 - 10 2 = - 5,6 . 10 - 10 ± 2,12 . 10 - 5 2

x ' = 1,1 . 10 - 5             x " < 0

Portanto:

H + = x = 1,1 . 10 - 5   m o l . L - 1

Passo 4

Ainda precisamos passar nossa resposta para pH.

p H = - log ⁡ H + = - log ⁡ 1,1 . 10 - 5 = 5,0

Resposta

pH = 5,0

Exercício Resolvido #5

Considere uma solução de acetato de sódio ( C H 3 C O O N a ) com pH igual a 9,22. Qual o valor de K a do ácido acético, caso a concentração do sal seja igual a 0,5 mol/L?

Passo 1

Esse exercício é “o contrário” do que vínhamos fazendo né?

Queremos calcular o valor de K a do ácido acético.

Sabemos que K a e K h se relacionam tal que:

K h = K w K a

Então, para descobrir o valor de K a , vamos começar tentando achar o valor de K h , através do estudo do equilíbrio de hidrólise, usando os dados:

p H = 9,22

C = 0,5   m o l / L

Passo 2

Vamos dar uma olhada no equilíbrio de hidrólise:

C H 3 C O O - + H 2 O ⇌ C H 3 C O O H + O H -

Dele, sabemos que:

K h = O H - [ C H 3 C O O H ] [ C H 3 C O O - ]

Pelo pH, podemos calcular [ O H - ] no meio.

H + = 10 - p H = 10 - 9,22 = 6,03 . 10 - 10   m o l / L

H + . O H - = 10 - 14

O H - = 10 - 14 6,03 . 10 - 10 = 1,66 . 10 - 5   m o l / L

Olhando pro equilíbrio, vemos que C H 3 C O O H = [ O H - ] , afinal a cada hidroxila formada temos a formação de um C H 3 C O O H .

Por outro lado, a [ C H 3 C O O - ] vai ser igual a concentração analítica (0,5 mol/L) menos a parcela que reagiu, que corresponde a [ O H - ] .

Talvez fique mais fácil de visualizar com a tabela:

Já podemos calcular o K h .

K h = O H - [ C H 3 C O O H ] [ C H 3 C O O - ] = ( 1,66 . 10 - 5 ) ² 0,5 - 1,66 . 10 - 5 = 5,51 . 10 - 10

Passo 3

Agora podemos calcular o K a do ácido acético:

K h = K w K a

5,51 . 10 - 10 = 10 - 14 K a

K a = 10 - 14 5,51 . 10 - 10 = 1,82 . 10 - 5   m o l / L

A unidade a gente “deduz” pela fórmula do K a :

C H 3 C O O H ⇌ C H 3 C O O - + H +

K a = C H 3 C O O - H + C H 3 C O O H

K a = ( m o l / L ) ² ( m o l / L ) = m o l / L

Resposta

K a = 1,82 . 10 - 5 mol/L

Exercício Resolvido #6

Determine o pH de uma solução de acrilato de sódio com molaridade 0,04 mol/l.

Dado: pKa do ácido acrílico é igual a 4,26.

Passo 1

Assumindo a ignorância

Provavelmente você ficou se perguntando quem é o acrilato de sódio, mas, sem problemas eu também nunca nem vi esse composto aí e ainda assim vamos resolver essa questão.

Passo 2

O que realmente sabemos?

Bem como foi dado o pKa do ácido acrílico já sabemos que esse ácido aí é um ácido fraco, e comparando os nomes a gente percebe que o acrilato de sódio é então um sal derivado do ácido acrílico que é fraco. Então vamos chamar o acrilato de sódio de NaX onde X é o Anion derivado de um ácido fraco.

Daí então vamos fazer a dissociação do sal.

N a X   →   N a +   +   X -

Agora como o veio de um ácido fraco ele vai reagir com a água, ou seja, vai haver a hidrólise.

X -   +   H 2 O   →   H X   +   O H -

Passo 3

E como temos o pKa do ácido acrílico, vamos descobrir a constante de Hidrólise do ânion.

pKa = 4,26

k a   =   10 - 4,26 Logo: K a   =   5,50   .     10 - 05

Lembrando:

K H   =   K w / K a

K H   =   1   .   10 - 14   /   5,50   .   10 - 05

K H   =   1,8   10 - 10

Passo 4

Aplicando o cálculo do quadro de equilíbrio.

1,8   10 - 10   =   y   .     y ( 0,04 - y )

Como a constante de hidrólise é bastante pequena a quantidade h deve ser muito pequena de forma que podemos fazer a seguinte aproximação.

0,04 - h ≅ 0,04

Resolvendo então teremos:

1,8   10 - 10   =   y 2 0,04

Resolvendo teremos:

y =   2,68   .   10 - 6

Passo 5

Atenção o que calculamos até agora era a concentração de OH-

Então vamos usar o Kw para calcular a concentração do íon H+

K w = H -   .   [ O H + ]

Passo 6

p H =   - l o g ⁡ [ H + ]

Logo:

pH = 8,43

Resposta

pH = 8,43

Exercício Resolvido #7

Determine o pH de uma solução de cloreto de dimetilamônio 0,07 mol/l.

Dado: pKb da dimetilamina é igual a 3,23.

Passo 1

É possível que você tenha ficado se perguntando quem é o cloreto de dimetilamônio. Ou que só de ouvir o nome de uma base estranha você já tenha entrado em pânico.

Relaxa!

Não é impossível montar a fórmula desse cara a partir do nome. Mas podemos até mesmo resolver essa questão sem conhecer a estrutura da base. Dá uma olhada nos próximos passos.

Passo 2

Como o pKb da dimetilamina nos foi dado, já sabemos que isso aí é uma base fraca.

Considerando que o sal é um cloreto, já sabemos que o ácido que deu origem ao sal é o ácido clorídrico, que é um ácido forte.

Então, vamos chamar o cloreto de dimetilamônio de B C l onde B + é o cátion derivado da base dimetilamônio e C l - é o nosso velho conhecido cloreto. Valeu?

Bora fazer a dissociação do sal:

B C l →   B +   +   C l -

Agora, como o B + veio de uma base fraca ele vai reagir com a água, ou seja, vai fazer a hidrólise.

B +   +   H 2 O   →   B O H   +   H +

Repara que, ao fazer isso, ele libera íons H + no sistema, acidificando o meio.

Passo 3

Agora é a hora de calcular o K h , a nossa constante de hidrólise, pra encontrar o pH da solução.

K h = B O H . [ H + ] [ B + ]

Sendo que:

K w = O H - [ H + ]

E:

K b = B + [ O H - ] [ B O H ]

Então:

K h = K w K b

O valor de K w a gente conhece:

K w = 10 - 14

E o valor de K b ? Ah, esse a gente tem como descobrir a partir do pKb que foi dado:

K b = 10 - p K b = 10 - 3,23

Assim:

K h = K w K b = 10 - 14 10 - 3,23 = 1,7.10 - 11

Passo 4

Aplicando o cálculo do quadro de equilíbrio:

Repara que, no início, na verdade a gente tem H + = 10 - 7 , mas isso é tããão menor que 0,07, que dizemos que temos 0, ok?

Então:

K h = B O H . [ H + ] [ B + ] = x . x ( 0,07 - x ) = 1,7.10 - 11

Como a constante de hidrólise é muuuito pequena, consideramos que:

0,07 - x ≅ 0,07

Assim:

x 2 = 1,7.10 - 11 . 0,07

x = 1,1.10 - 6   m o l / L

Confirmamos que x ≪ < 0,07 !

Só lembrando que:

x = [ H + ]

Então já temos nossa concentração de H + no meio!

H + = 1,1.10 - 6

Passo 5

p H =   - l o g ⁡ [ H + ]

Logo:

p H   =   - log ⁡ 1,1.10 - 6 = 5,96

Resposta

p H   =   5,96

Exercício Resolvido #8

Determine o pH da mistura das seguintes soluções

20   m L de C H 3 C O O H com concentração de   0,1   m o l / l  

20   m L de H C l com a concentração de 0,1   m o l / l

40   m L de N a O H 0,1   m o l / l

Dado que o ácido acético tem p K a   =   4,76

Passo 1

Vamos ver se há excesso de ácido ou base

Aqui a gente precisa verificar se a quantidade de   H + que vão vir dos ácidos é maior menor ou igual que a quantidade de O H - que vem da base.

N ú m e r o   d e   m o l s   d e   H +   =   0,020   .     0,1   +   0,020   .     0,1   =   0,0040   m o l s

N ú m e r o   d e   m o l s   d e   O H -   =   0,040   .     0,1   =   0,0040   m o l s

Vimos então que vai haver reação completa entre os ácidos e a base, já que o número de mols é igual.

Passo 2

Vamos simplificar o problema

Bem como vai haver a neutralização total o nosso problema é análogo a calcular o pH de uma solução que vai ter os sais N a C l e N a C H 3 C O O .

O NaCl tem caráter neutro já que é formado pela reação de um ácido forte e uma base forte, no entanto o N a C H 3 C O O é um sal de caráter básico, pois é formado quando uma base forte reage com um ácido fraco.

Daí então vamos fazer a dissociação do acetato de sódio.

N a C H 3 C O O   →   N a + +   C H 3 C O O -

Agora como o C H 3 C O O - veio de um ácido fraco vai ocorrer a hidrólise.

C H 3 C O O -   +   H 2 O   →   C H 3 C O O H   +   O H -

Passo 3

E como temos o pKa do ácido acrílico, vamos descobrir a constante de Hidrólise do ânion.

p K a   =   4,76

k a   =   10 - 4,76   Logo:   K b   =   1,73   .   10 - 05

Lembrando:

K H   =   K w / K a

K H   =   1   .   1 0 - 14   /   1,73   .   10 - 05

K H   =   5,75   .   1 0 - 10

Passo 4

Determinar a concentração do sal nessa mistura

Bem como há a neutralização total de forma estequiométrica então podemos determinar a número de mols ácido acético e considerar que é o mesmo número de mol para o acetato ao fim da reação.

Número de mol de ácido acético =   0,020   .   0,1   =   0,0020   m o l

Agora para determinar a molaridade basta dividir o numero de mols pelo volume, em litro

M o l a r i d a d e = q u a n t i d a d e   d e   m o l V o l u m e

M o l a r i d a d e = 0,0020 0,08

M o l a r i d a d e = 0,025   m o l / l

Passo 5

Aplicando o cálculo do quadro de equilíbrio.

  5,75   .   10 - 10   =   y   .     y ( 0,025 - y )

Como a constante de hidrólise é bastante pequena a quantidade h deve ser muito pequena de forma que podemos fazer a seguinte aproximação.

0,025 - h ≅ 0,07

Resolvendo então teremos:

5,75   10 - 10   =   y 2 0,025

Resolvendo teremos:

y =   3,79   .   10 - 6

Passo 6

Calculo de pOH

Atenção o que calculamos até agora era a concentração de OH-

Usar esse valor para calcular o pOH dessa solução

p O H =   - l o g ⁡ [ O H + ]

p O H =   - l o g ⁡ [ 3,79   .   10 - 06 ]

Logo:

p O H   =   5,42

Passo 7

Cálculo do pH

p H + p O H =   14

Logo:

p H   =   8,58

Resposta

p H   =   8,58

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