Acido_Base.pdf

Adaptado de Alberto ROMO DIAS e M. Matilde MARQUES, Qumica - Princpios de Estrutura e Reactividade, Lisboa, Universidade Aberta, 1996

1

E Q U I L B R I O Q U M I C O

EQUILBRIO CIDO-BASE

LIO 7

OBJECTIVOS:

Identificar a terminologia usada; Identificar alguns cidos e algumas bases que so utilizados em produtos de consumo

domstico;

Associar o termo cido s espcies qumicas que em soluo aquosa actuam como fontes de protes, H

+(aq) e base s espcies qumicas que em soluo aquosa actuam

como receptores de protes, H+(aq);

Reconhecer a existncia de ies nas solues aquosas de cidos; Distinguir ionizao de dissociao em termos da espcie qumica em questo; Associar ionizao completa (ou grau de ionizao = 100%) e ionizao incompleta

(


2

Relacionar o Kw a diferentes temperaturas com o pH e o pOH; Relacionar quantitativamente pH com a concentrao do io +OH3 ; Associar a determinao de pH a algumas situaes do quotidiano, como o pH do

sangue (pH normal entre 7,3 e 7,5), o pH do suco gstrico que no pode ser inferior a

1 (causa acidez no estmago e conduz necessidade de usar um anti-cido), o pH

dos solos que condiciona o tipo de produtos a serem plantados ou semeados, entre

outros;

Identificar, num equilbrio de cido-base, os pares cido-base conjugados; Reconhecer que a base conjugada de um cido forte uma base muito fraca; Associar constante de acidez, Ka (basicidade, Kb) constante de equilbrio (ionizao

incompleta) atendendo s caractersticas das substncias envolvidas (cidos e bases);

Associar cidos poliprticos aos cidos que possuem mais do que um hidrognio na sua composio, passvel de se libertar como H+(aq) ;

Interpretar a ocorrncia de chuvas cidas; Referir alguns indicadores de pH mais vulgarmente utilizados; Indicar a utilizao de medidores de pH para saber com preciso o valor de pH; Associar a reaco de neutralizao a qualquer reaco em que o cido forte e a base

forte esto presentes nas propores estequiomtricas, isto , apresentam, na

soluo aquosa, a mesma quantidade de +OH3 e OH , resultando um sal neutro.


3

O QUE UM CIDO? O QUE UMA BASE?

A resposta a estas perguntas depende da definio de cido e de base que adoptarmos. H vrias

definies de cido e de base; nenhuma delas est certa ou errada, pois correspondem a

conceitos que diferem no seu grau de generalidade. Neste curso interessam-nos a definio de

Brnsted-Lowry (til para estudos em meio aquoso e, particularmente, para a Qumica

Analtica) e a definio de Lewis (til como conceito unificador de vrios tipos de reaces

qumicas).

1 CIDOS E BASES DE BRNSTED-LOWRY

Lowry e Brnsted (1923) definiram cido como todo o doador de protes e base como todo o

aceitador de protes.

Exemplos de cidos:

c. Clordrico io cloreto proto

c. Actico io acetato proto

io amnio amonaco proto

gua io hidrxido proto

Exemplos de bases:

io cloreto proto cido clordrico

io acetato proto cido actico

amonaco proto io amnio

io hidrxido proto gua


4

Os cidos e as bases de Brnsted esto, pois, relacionados entre si pela relao

cido1 = base1 + proto

dizendo-se que o cido1 e a base1, nesta igualdade, constituem um par conjugado.

Vrias substncias podem actuar simultaneamente como doadores, ou como aceitadores, de

protes. Estas substncias designam-se por anfteros ou anfotlitos.

Como exemplo tomamos a gua:

H2O como cido H2O como base

A definio de Brnsted pressupe que o comportamento de uma substncia como cido, ou

como base, s se manifesta quando esse cido, ou essa base, est em contacto com outras

substncias capazes de aceitar, ou de doar, protes.

No conceito de Brnsted, portanto, as reaces cido-base reduzem-se fundamentalmente a

uma competio pelo proto, e da a designao de reaces protolticas, o que pode

expressar-se por

AH + B A_ + BH+ cido1 base2 base1 cido2

AH e A_, tal como BH

+ e B, constituem pares cido-base conjugados.

FORA DOS CIDOS E DAS BASES

certamente conhecido que, em soluo aquosa, o cido clordrico (HCl) mais forte do que o

cido actico (CH3COOH). Analisemos mais cuidadosamente o conceito de fora dos cidos e das

bases.

De uma forma puramente qualitativa, pode dizer-se que a fora de um cido determinada pela

facilidade com que cede protes e a fora de uma base pela tendncia que esta tem para

aceitar protes. Como natural, quanto mais forte for um cido, mais fraca ser a sua base

conjugada, e vice-versa. Vamos ento quantificar estes conceitos.


5

Consideremos o que se passa quando se dissolve um cido AH em gua. Como a gua pode ter um

comportamento bsico, ela poder aceitar o proto cedido pelo cido AH:

Por outro lado, a base conjugada do cido AH, A-, que se forma na reaco tem uma certa

tendncia para aceitar um proto, pelo que, simultaneamente, se verifica tambm a reaco

Eventualmente atingir-se- o equilbrio qumico

Este equilbrio caracterizado por uma constante, constante de equilbrio.

(1)

Como a gua o solvente, est em grande excesso e, por isso, a sua concentrao

praticamente constante. Sendo assim, costume inclu-la no valor da constante de equilbrio e

escrever

(2)

com Keq = K'eq [H2O]

A esta constante de equilbrio chama-se constante de acidez e representa-se por Ka

(3)

Para a base conjugada A_, pode definir-se uma constante de basicidade kb atravs do seguinte

equilbrio


6

(4)

Consideremos um par conjugado cido-base. Para esse par ser

3

3 (5)

O produto das concentraes ][][ 3+ OHOH chama-se produto inico da gua e , a 25C,

aproximadamente igual a 10-14.

Porqu o nome de produto inico da gua? Tal como no caso de outros compostos anfotricos,

verifica-se que a gua, mesmo na ausncia de outra substncia, sofre uma reaco cido-base

(equilbrio de auto-dissociao):

2

A constante deste equilbrio representa-se por Kw e chama-se produto inico da gua

3 (6)

Nesta reaco por cada duas molculas de gua que reagem, forma-se um io e um io

, e desta forma = [H3O+], pelo que, por substituio, se obtm

3 107

costume exprimir a concentrao , ou simplificadamente , numa escala chamada

escada de pH. Define-se pH como

[ ] [ ]++ H = HpH = log1log (7) em que log representa o logaritmo na base 10 e se exprime em . Assim, no

equilbrio de auto-dissociao da gua e na ausncia de qualquer outro cido ou base

10 1 7


7

A acidez de uma soluo medida por [H3O+], usualmente na escala de pH. Assim,

10 1 7, soluo neutra

10 1 7, soluo cida

10 1 7, soluo bsica

Exerccio:

As solues A, B ... , F tm as seguintes concentraes de protes em mol l1:

A [H+] = 10 D [H+] = 107

B [H+] = 102 E [H+] = 108

C [H+] = 105 F [H+] = 1010

a) Calcule o pH de cada uma destas solues.

b) Quais das solues so cidas, quais so neutras e quais so bsicas?

Resoluo:

a)ApH = 1 BpH = 2 CpH = 5

DpH = 7 EpH = 8 FpH = 10

b)A,B,Ccidas

Dneutra

E,F bsicas


8

Exerccio:

As solues A, B, ... , F tm os seguintes valores de pH:

ApH = 1 DpH = 7

BpH = 3 EpH = 9

CpH = 4 FpH = 12

a) Quais das solues so cidas, quais so neutras e quais so bsicas?

b) Calcule o valor de [OH] em cada uma destas solues.

Resoluo:

a) Solues cidas: A,B,C

Solues neutras D

Solues bsicas E,F

b)A[H+] = 101 [H+].[OH_] = 1014 [OH_] = 1013 mol l1

B[H+] = 103 [H+].[ OH_] = 1014 [OH_] = 1011 mol l1

C[H+] = 104 [H+].[ OH_] = 1014 [OH_] = 1010 mol l1

D[H+] = 107 [H+].[ OH_] = 1014 [OH_] = 107 mol l1

E[H+] = 109 [H+].[ OH_] = 1014 [OH_] = 105 mol l1

F[H+] = 1012 [H+].[ OH_] = 1014 [OH_] = 102 mol l1

Por analogia com a escala de pH, o prefixo p usa-se geralmente para indicar o logaritmo do

inverso de uma grandeza. Assim:

a

a K = pK 1log

e (8)

[ ]OHpOH = 1log


9

Aplicando logaritmos equao (6), que define o produto inico da gua:

WKOHOH log]log[]log[ 3 =+ + Ou

14][

1log][

1log3

= + OHOH

Logo

14=+ pOHpH (9)

O valor da constante de acidez pode ser usado para medir a fora de um cido, permitindo

mesmo estabelecer uma escala de foras dos cidos. De uma forma emprica costume dividir os

cidos nas seguintes classes, de acordo com a sua fora:

Ka pKa

1 CIDOS FORTES 0

1 10 CIDOS MODERADAMENTE FORTES 0 2

10 10 CIDOS FRACOS 2 7

10 CIDOS MUITO FRACOS 7

De notar que a definio de constante de acidez apresentada envolve o solvente (nos exemplos

dados a gua) que actua como base. A constante de acidez e, portanto, a fora de um cido

depende da fora bsica do solvente utilizado, ou seja, a escala de acidez no pode ser

independente do solvente.

Assim, por exemplo, os cidos HClO4, HCl e HBr so todos fortes em gua, uma vez que este

solvente possui uma fora bsica elevada, quando comparada com a do anio (base conjugada)

dos cidos considerados, e obriga-os a uma dissociao total. Neste caso, a gua est a actuar

como solvente nivelador.


10

O mesmo j no acontece quando usamos como solvente o cido actico:

cido actico, comportando-se com base

O cido actico possui uma fora bsica inferior da gua, de tal forma que se obtm uma

gradao de fora para os trs cidos considerados:

Em relao a estes cidos, o cido actico comporta-se como solvente diferenciante.

Se se utilizar um solvente com fora bsica superior da gua (por exemplo, amonaco lquido),

podemos mesmo obrigar a que os cidos que se comportam como fracos em meio aquoso se

comportem como fortes naquele solvente.

costume dividir os cidos de Brnsted em trs grupos:

I) Hidrcidos, ex.: , , , , ;

II) Oxocidos, ex.: , , , ;

III) Caties hidratados, ex.: [Al(H2O)x]3+, [Fe(H2O)x]3+, etc.

Na tabela 1 apresentam-se os valores de pKa de alguns hidrcidos.

Tabela 1 - Valores de pKa de alguns hidrcidos

cido pKa cido pKa cido pKa cido pKa

CH4 52 NH3 35 H2O 14 HF 3,14

PH3 27 H2S 7,04 HCl 7

H2Se 3,77 HBr 9

H2Te 2,64 HI 10

No esquecer que aa

a KKpK log1log == e que, por exemplo, a pKa=52 corresponde Ka= 10-52.

AdaLisb

ptado de Albboa, Universid

Da tabela

perodo da

tendncias

dimenses

um perod

polaridade

espcies fi

Figura 1 A

A dimens

descemos

novamente

REACES

Uma das a

estudo de

bsicas.

Antes de m

Considerem

(CH3COOH

Quando no

ou seja, o

uma form

monoprti

berto ROMOdade Aberta,

1, verifica

a Tabela Pe

s reside, em

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o: como a

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A libertao d

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e, a ciso h

DE NEUTRAL

plicaes p

e reaces

mais, conv

mos duas s

H), ambas co

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O DIAS e M. 1996

a-se que a

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o AH, tor

dois electr

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mo A im

po e, por

eteroltica.

LIZAO TIT

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Matilde MAR

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TULAES

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mo volume e

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RQUES, Qum

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a esquerda

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rupo o raio

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cular, na t

clordrico

concentra

do, quere

o de soluo

rao, por

a concentr

+

pios de Estru

da esquerd

o da mesma

to central

amental na

para a dire

roltica (cis

(figura 1):

or a ligao

o dos tom

Aq--Hq+ m

ido-base de

titulao de

(HCl) e ou

o de cido

emos dizer a

o. Neste ex

rque se tr

rao em no

H+

tura e React

a para a d

a. A explica

e, em part

variao a

eita, assim

so em que

AH

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maior, o qu

e Brnsted-

e solues

utra de ci

o.

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xemplo a mo

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tividade,

direita num

ao destas

e, nas suas

ao longo de

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Lowry no

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ido actico

molaridade,

olaridade

dois cidos

e. Uma

11

m

s

s

e

a

s

o

o

u

o

s


12

soluo normal de um cido, ou de uma base, a que contm um equivalente-grama do cido,

ou da base, por litro de soluo. Define-se um equivalente-grama de um cido como sendo a

molcula-grama desse cido, a dividir pelo nmero de protes que a sua molcula pode

fornecer. Define-se um equivalente-grama de uma base como sendo a molcula-grama dessa

base a dividir pelo nmero de protes que a molcula dessa base pode aceitar.

A constante de acidez do cido clordrico 10 e a do cido actico 10. As

consideraes feitas at aqui permitem afirmar que a soluo do cido clordrico muito mais

cida do que a soluo do cido actico, ou seja, muito maior no primeiro caso do que

no segundo.

Se assumirmos que a concentrao dos cidos , por exemplo, 0,1 M ento:

Soluo de HCl, 0,1 1 (assumpo de que um cido

forte se dissocia completamente)

Sol. de CH3COOH, 10 3 (assumpo de que um cido

fraco se dissocia muito pouco)

Suponhamos agora que, a cada uma das solues anteriores se adiciona, gota a gota, uma

soluo de uma base de concentrao conhecida; por exemplo, proveniente da dissoluo

de NaOH em gua.

A reaco que se d quando adicionamos a base 2 e designada

por reaco de neutralizao.

Consideremos o exemplo em que ambas as solues so 0,1 M, e o seu volume 25 ml:

AdaLisb


Vamos sup

Se, durant

seguinte: a

a soluo

fazem pas

volume de


por que a so

te a adio

a soluo co

continua a

sar a solu

base adicio

O DIAS e M. 1996

oluo de N

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a ser cida,

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onado, obte

Matilde MAR

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a a bsica.

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RQUES, Qum

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2.

13

o

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AdaLisb


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O DIAS e M. 1996

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Matilde MAR

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RQUES, Qum

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e NaOH 0,05M

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se. Conclum

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cido possu

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dos (HCl e

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al depende

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e 25 ml de

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a

tura e React

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soluo 0,05

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onstante de

dos eram os

tomo de

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o 0,1M de

depende da

cido e da

HCl (curva a

5 M de NaOH

14

s

o

e

s

e

e

a

a

a

H


15

Para o cido clordrico :

10

O valor de Ka mostra que o equilbrio est muito deslocado para a direita, ou seja, que

praticamente todo o cido est dissociado. Podemos assim escrever:

Se a concentrao inicial de HCl era 0,1 M, ento ser 0,1 1.

Para o cido actico ser:

10

No incio 0,1 0 0

No equilbrio 0,1

310][102

102102

10410102

10)1(41010

01010

10][][][

10

33

3

356105

6105

256

2

3

335

===

=+=

=

=

+

+

pHOHx

x

x

xx - x,

x = COOHCH

OHCOOCH = = K -a

Quando adicionamos a base, o que se passa o seguinte: no caso do HCl, j temos todo o cido

dissociado e, portanto, todo o H+ j est em soluo pronto para reagir com OH-; no caso do

cido actico, o OH- adicionado vai reagindo com o H+ em soluo (diminuindo, pois, a

concentrao deste), o que obriga o equilbrio a

deslocar-se para a direita at que todo o cido se ionize.

De uma maneira geral, pode-se dizer que uma titulao est completa, ou seja, que se atingiu o

ponto de equivalncia, quando se adiciona um nmero de equivalentes-grama de base igual

ao nmero de equivalentes-grama de cido que existem na soluo a titular (ou vice-versa).


16

O nmero de equivalentes-grama de um cido (ou de uma base) num dado volume de soluo

igual ao produto do factor de normalidade, f (que o nmero de equivalentes-grama por litro

de soluo), pelo volume v da soluo (em litros). O nmero de equivalentes-grama existentes

no volume va da soluo cida ser, pois, fava e o nmero de equivalentes-grama existentes no

volume vb da soluo bsica ser, pois, fbvb; logo, no ponto de equivalncia, ser

(10)

Embora esta expresso seja muito til, o seu uso no deve ser automatizado sem a sua

compreenso bem como do seu significado.

Exerccio:

Qual o nmero de equivalentesgrama existentes em 20 ml de uma soluo 0,1 M de cido actico?

Resoluo:

Como o cido actico monoprtico (s tem um hidrognio cido), a soluo 0,1 M tambm 0,1 N, o que quer dizer que um litro de soluo tem 0,1 equivalentesgrama (fa=0,1).

Em 20 ml ( =0,02 l), h favaequivalentesgramas, ou seja:

fava= 0,1 x 0,02 = 0,002 equivalentesgrama.

Exerccio:

Dissolveramse 40 g de hidrxido de sdio em gua, obtendose 1 l de soluo. Quantos equivalentesgrama de base existem em 20 ml desta soluo?

Resoluo:

40 g de hidrxido de sdio so uma mole. A soluo que fizemos pois 1 M e, neste caso, tambm l N;

Logo fbvb = 1 x 0,02 = 0,02 equivalentesgrama.

Exerccio:

Quantos mililitros de uma soluo 0,5 N de cido clordrico so necessrios para neutralizar 10 ml da soluo de base do problema anterior?


17

Resoluo:

Nos 10 ml da soluo de base temos os seguintes equivalentesgrama:

fbvb = l x 0,01 = 0,01 equivalentesgrama.

Precisamos, pois, de 0,01 equivalentesgrama de cido:

fava = 0,01 = 0,5 x va va = 0,02 l = 20 ml

Exerccio:

Quantos mililitros de uma soluo 0,2 N de hidrxido de sdio so necessrios para neutralizar 20 ml de uma soluo 0,1 M de cido sulfrico?

Resoluo:

O cido sulfrico, H2SO4, um cido diprtico; logo, a soluo 0,1 M 0,2 N.

fava = fbvb 0,2 x 0,02 = 0,2 xvb vb=0,02 l = 20 ml

Exerccio:

A 20 ml de uma soluo 10 N de cido clordrico juntouse gua at perfazer 1 litro. Se quisermos titular 25 ml da soluo assim obtida com uma soluo 0,1 N de NaOH, quantos mililitros da soluo de base so necessrios?

Resoluo:

A soluo inicial de HCl era 10 N, ou seja, continha 10 equivalentesgrama por litro. 20 ml (0,02 l) dessa soluo continham, pois, 10 x 0,02 = 0,2 equivalentesgrama; como adicionamos gua at perfazer 1 litro, ficamos com uma soluo em que h 0,2 equivalentesgrama por litro de soluo, ou seja, uma soluo 0,2 N.

fava = 0,2 x 0,025 =0,005

fbvb = 0,1 x vb

vb = 0,005/0,1 = 0,05 l =

= 50 ml

O ponto final, ou ponto de equivalncia, de uma titulao pode ser determinado observando a

variao de pH da soluo a titular: quando se verificar uma variao brusca de pH com uma ou

duas gotas de titulante, atingimos o ponto de equivalncia (cf. fig. 2). Mais correntemente, o

ponto de equivalncia pode ser determinado usando um indicador.

AdaLisb


Um indica

comportam

Simplificad

estamos a

soluo do

), o in

pode obte

base produ

titulante),

forma base

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o menor p

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Um aspect

Figura 3 R


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damente, p

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e do indica

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Representa

O DIAS e M. 1996

uma titul

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podemos de

m cido com

. Quando a

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Matilde MAR

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RQUES, Qum

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18

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19

Suponhamos que estamos a titular um cido forte, HCl, por exemplo, com uma base forte, ,

proveniente de NaOH, por exemplo. A reaco de neutralizao poder ser escrita da seguinte

forma:

A base conjugada, , sendo fraca, no tem tendncia a captar um proto. No ponto de

equivalncia, os ies e que existiro em soluo sero, pois, apenas os resultantes do

equilbrio de auto-dissociao da gua:

2

10 10 7

Nestas condies, o pH no ponto de equivalncia ser o mesmo que o de uma soluo neutra, ou

seja, pH = 7.

Suponhamos agora que estamos a titular um cido fraco, CH3COOH, por exemplo, com uma base

forte

Neste caso, a base conjugada, o io acetato, , j uma base mais forte (quando

comparada com a base conjugada de um cido forte) e tende a captar protes da gua:

Isto quer dizer que, no ponto de equivalncia, haver excesso de ies em relao a e

que, portanto, a soluo ser bsica, pH > 7.

Na titulao de uma base fraca (B-) com um cido forte (AH) teremos

Como a base fraca, o cido conjugado BH ser relativamente forte, pelo que tender a

ceder um proto gua:

No ponto de equivalncia haver um excesso de em relao a , a soluo ser cida, pH < 7.


20

Na titulao de um cido fraco com uma base fraca, o pH no ponto de equivalncia depender

da fora relativa do cido e da base. possvel deduzir frmulas que do o pH no ponto de

equivalncia em funo das constantes de acidez e de basicidade, para qualquer das situaes

consideradas, mas isso ultrapassa o mbito do nosso curso.

Em resumo, podemos dizer que o pH no ponto de equivalncia ser 7 na titulao de um cido

forte com uma base forte (e vice-versa), mas que, em geral, ser diferente de 7, tendo um valor

que depende da constante de acidez do cido e da constante de basicidade da base.

O que acabamos de dizer torna evidente que a escolha de um indicador, para uma dada

titulao, tem de ser cuidadosa. Em primeiro lugar devemos calcular o pH no ponto de

equivalncia e qual a variao de pH na vizinhana do ponto de equivalncia e, depois, escolher

um indicador cuja zona de viragem esteja includa naquele intervalo de pH. A ttulo de exemplo

apresentamos na tabela 2. alguns dos indicadores mais usados em titulaes cido-base:

Tabela 2. Indicadores cido-base

Indicadores Cor da forma cida

Cor da forma base

Zona de viragem (pH)

Violeta de metilo amarelo violeta 0-2

Azul de bromofenol amarelo azul 3,0-4,6

Alaranjado de metilo vermelho amarelo 3,1-4,4

Verde de bromocresol

amarelo azul 3,8-5,4

Vermelho de metilo vermelho amarelo 4,2-6,2

Prpura de bromocresol

amarelo prpura 5,2-6,8

Azul de bromotimol amarelo azul 6,0-7,6

Prpura de metacresol

amarelo prpura 7,4-9,0

Fenolftalena incolor vermelho 8,0-9,8


21

Solues tampo so solues em que o pH varia muito pouco, mesmo quando se adiciona uma

pequena quantidade de cido, ou de base, forte. Define-se poder tampo de uma soluo como

a sua capacidade para resistir a variaes de pH, por adio de cido, ou base, forte.

Quantitativamente, ser

= dbdpH

= - dadpH

(11)

em que o poder tampo e db e da representam, respectivamente, o nmero de moles de base forte, ou de cido forte, necessrios para provocar uma variao de pH igual a dpH.

As solues tampo so, em geral, misturas de cido fraco e sua base conjugada, ou misturas de

base fraca e seu cido conjugado. Exemplos destas misturas so: amonaco + cloreto de amnio;

cido carbnico + bicarbonato; cido brico + borato, etc.

A explicao do comportamento tampo simples: consideremos uma mistura de cido fraco,

CH3COOH, por exemplo, e da sua base conjugada, :

A adio de um cido forte desloca o equilbrio para a esquerda (reaco inversa), causando a

formao de mais molculas de CH3COOH, no contribuindo assim para a variao de pH da

soluo; a adio de uma base forte desloca o equilbrio para a direita (reaco directa), dando

origem dissociao de mais molculas do cido, e o pH tambm no se altera

substancialmente. O mesmo se verificaria em misturas de bases fracas com os seus cidos

conjugados. Pode-se demonstrar que o poder tampo de uma soluo mximo quando o cido,

e a sua base conjugada, esto presentes em concentraes iguais.

Exerccio:

Calcule a variao de pH quando a 100 ml de uma soluo 0,2 M em cido actico e 0,2 M em acetato de sdio se adicionam:

a)1 ml de NaOH 0,2 M

b) 1ml de HCl 0,2 M

Ka (CH3COOH) = 105


22

Resoluo:

[ ][ ]

[ ]K = 10 = CH COO H

CH COOHa-5 3

- +

3

pH da soluo inicial:

Vamos supor que [CH3COO]eq e [CH3COOH]eqso iguais s concentraes iniciais. Sendo assim:

[ ] [ ]10 = H H = 10 pH = 5-5 + + -50 20 2, ,

a)

100 ml da soluo inicial contm:

0,02 moles de CH3COOH e 0,02 moles de

Ao adicionarmos 1 ml de NaOH 0,2 M estamos a adicionar 0,0002 moles de OH, que vo reagir com CH3COOH para dar .

Ficamos ento com:

i) 0,02 0,0002 = 0,0198 moles de CH3COOH em 101 ml de soluo, logo

[ ]CH COOH = 0 0101 = 0,196 M3 ,0198 x 100

ii) 0,02 + 0,0002 = 0,0202 moles de CH3COO em 101 ml de soluo, logo

[ ]CH COO = 0 x 1000101 = 0,2 M3 - ,0202 [ ] [ ][ ]H = 10 x

CH COOH

CH COO = 10 x 0,196

0,2 = 0,98 x 10 pH = 5,009+ -5 3

3-

-5 -5

b)Ao adicionarmos 1 ml de HCl 0,2 M estamos a adicionar 0,0002 moles de H+, que vo reagir com para dar CH3COOH.

Ficamos ento com:

i) 0,02 + 0,0002 = 0,0202 moles de CH3COOH em 101 ml de soluo, logo

[ ]CH COOH = 0,2 M3


23

ii) 0,02 0,0002 = 0,0198 moles de CH3COO em 101 ml de soluo, logo

[ ]CH COO = 0,0196 M3 - [ ] [ ][ ]H = 10 x

CH COOH

CH COO = 10 x 0,2

0,196 = 1,02 x 10 pH = 4,991+ -5 3

3-

-5 -5 Verificamos, assim, que o

valor de pH variou apenas de 0,009unidades nos dois casos.

Exerccio:

Calcule a variao de pH quando a 100 ml de gua destilada se adicionam:

a)1ml de NaOH 0,2 M;

b)1 ml de HCl 0,2 M.

Resoluo:

a) [ ]HO = 0 x 1000101 = 1,98 x 10 M- -3,0002

pOH = 2,7 pH = 11,3

b) [ ]H = 0 x 1000101 = 1,98 x 10 M; pH = 2,7+ -3,0002 Temos, pois, uma variao de 4,3 unidades de pH em qualquer dos casos, o que muito maior do que a variao calculada no exerccio anterior.

As solues tampo tm uma grande importncia em Qumica Analtica e em todos os casos em

que seja exigido um controlo rigoroso de pH. Um exemplo fundamental dado pelo que se passa

no corpo humano. O pH dos fluidos do corpo humano varia bastante, consoante a sua

localizao; assim, por exemplo, o pH do plasma sanguneo anda volta de 7,4, enquanto que o

pH do suco gstrico anda volta de 1. Porm, para que as vrias enzimas possam funcionar

adequadamente, o pH em cada um destes fluidos deve manter-se dentro de limites apertados, o

que conseguido atravs de solues tampo. Assim, no sangue, os limites de variao de pH


24

so 7,3 e 7,5, o que possvel pela existncia de trs sistemas tampo, dos quais o mais

importante o sistema cido carbnico/bicarbonato (/). Em condies normais, o

factor principal que tende a alterar o pH do sangue a produo contnua de dixido de carbono

(CO2) e de alguns cidos orgnicos. Quando os cidos entram no sangue so neutralizados pelos

ies bicarbonato, formando-se o cido carbnico:

O excesso de cido carbnico formado decompe-se ento rapidamente por aco de uma

enzima (anidrase carbnica) , e o ritmo respiratrio acelerado e o

dixido de carbono eliminado atravs dos pulmes.

2. CIDOS E BASES DE LEWIS

Lewis definiu cido e base de uma forma mais geral do que a usada por Brnsted e Lowry. Assim,

segundo Lewis:

cido um aceitador de pares electrnicos, isto , toda a substncia contendo um tomo

deficiente em electres.

Base um doador de pares electrnicos, isto , toda a substncia contendo um tomo com

pares electrnicos livres na sua camada de valncia.

Neste conceito, uma reaco cido-base uma reaco em que se forma uma ligao covalente

dativa entre o cido e a base. Sendo o conceito de Lewis mais geral do que o conceito de

Brnsted, isto quer dizer que os cidos e as bases de Brnsted so tambm cidos e bases de

Lewis, embora nem todos os cidos e bases de Lewis sejam cidos e bases de Brnsted.

Assim, por exemplo, BF3 no um cido de Brnsted, pois no tem tomos de hidrognio

ionizveis, mas um cido de Lewis, pois o tomo de boro tem, na camada de valncia, uma

orbital vazia. Os cidos de Brnsted so, por definio, todas as substncias que podem ceder

AdaLisb


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O DIAS e M. 1996

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