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Química · Glossário

O que é Reação predominante, solução equivalente?

Também chamado de: reacao predominante · solucao equivalente

Definição 10.10 Química universitária — 1.º ano · Capítulo 10 — Equilíbrios ácido–base e o método da reação predominante

Em uma solução que contém vários ácidos e bases, a reação predominante é a reação de maior constante entre o ácido mais forte e a base mais forte presentes. Quando ela é quantitativa, é tratada como total, e a solução é substituída pela solução equivalente: a solução obtida depois que essa reação se completa, que tem o mesmo pH que a solução real.

Uma escala de pK_a (desenhada com o pK_a crescendo para cima; valores à direita). Um ácido reage favoravelmente com qualquer base situada acima dele na escala: aqui, o ácido etanoico com a amônia, K = 109.25 - 4.76 = 104.49.
Uma escala de pKa\mathrm{p}K_a (desenhada com o pKaK_a crescendo para cima; valores à direita). Um ácido reage favoravelmente com qualquer base situada acima dele na escala: aqui, o ácido etanoico com a amônia, K=109.25−4.76=104.49K = 10^{9.25 - 4.76} = 10^{4.49}.
pH de soluções de ácido etanoico em função de pC, calculado exatamente a partir do balanço de cargas. Concentrado, o ácido é pouco dissociado e segue 1/2( pK_a + pC); diluído abaixo de cerca de 10-6 mol/L, ele está totalmente dissociado e se comporta como um ácido forte; muito diluído, o pH tende a 7.
pH de soluções de ácido etanoico em função de pC\mathrm{p}C, calculado exatamente a partir do balanço de cargas. Concentrado, o ácido é pouco dissociado e segue 12(pKa+pC)\frac12(\mathrm{p}K_a + \mathrm{p}C); diluído abaixo de cerca de 10−610^{-6} mol/L, ele está totalmente dissociado e se comporta como um ácido forte; muito diluído, o pH tende a 7.

Exemplos

Exemplo 10.13 (Ácido etanoico e amônia)

Misture 0.10 mol0.10\,\mathrm{mol} de ácido etanoico e 0.10 mol0.10\,\mathrm{mol} de amônia em 1.0 L1.0\,\mathrm{L}. O ácido mais forte é CHX3COOH\ce{CH3COOH}, a base mais forte é NHX3\ce{NH3}: CHX3COOH+NHX3⇌CHX3COOX−+NHX4X+\ce{CH3COOH + NH3 <=> CH3COO- + NH4+}, K=109.25−4.76=104.49K = 10^{9.25 - 4.76} = 10^{4.49}, quantitativa. A solução equivalente contém 0.10 mol/L0.10\,\mathrm{mol}/\mathrm{L} de CHX3COOX−\ce{CH3COO-} e de NHX4X+\ce{NH4+}. Sua reação predominante, NHX4X++CHX3COOX−⇌NHX3+CHX3COOH\ce{NH4+ + CH3COO- <=> NH3 + CH3COOH}, tem a pequena constante 10−4.4910^{-4.49} e mantém [NHX3]=[CHX3COOH][\ce{NH3}] = [\ce{CH3COOH}], donde, como para um anfólito, pH=12(4.76+9.25)=7.01\mathrm{pH} = \frac12(4.76 + 9.25) = 7.01.

Exemplo 10.15 (O ácido fosfórico a 0.10 mol/L0.10\,\mathrm{mol}/\mathrm{L})

A reação predominante é a primeira acidez. Com x=[HX3OX+]x = [\ce{H3O+}], x2/(0.10−x)=10−2.15x^2/(0.10 - x) = 10^{-2.15}; aqui xx não é pequeno diante de CC, de modo que se resolve a equação do segundo grau x2+Ka1x−Ka1C=0x^2 + K_{a1}x - K_{a1}C = 0: x=0.0233 mol/Lx = 0.0233\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}, pH=1.63\mathrm{pH} = 1.63. A segunda acidez (pKa2=7.21\mathrm{p}K_{a2} = 7.21) não contribui em nada nesse pH.

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