Base da química análitica – módulo 1

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Base da química análitica – módulo 1

  1. 1. PROF@ : ADRIANNE MENDONÇA BASE DA QUÍMICA ANÁLITICA – módulo 1
  2. 2. INTRODUÇÃO  Química Analítica é a ciência que estuda os princípios e a teoria dos métodos de análise química que permitem determinar a composição química das substâncias ou de mistura das mesmas, e também o desenvolvimento de novas técnicas, métodos de processo analítico.  A química analítica encontra-se presente em praticamente todas as atividades humanas que envolvem a química. Por exemplo, agricultura, meio-ambiente, transformação metalúrgica, farmacologia, etc.. O teor de nitrogênio de um fertilizante determina seu valor comercial. Os alimentos devem ser analisados com relação aos contaminantes ou teor de vitaminas. A disciplina de química analítica engloba as análises químicas qualitativas e quantitativas. Enquanto a análise qualitativa busca identificar os elementos, íons ou compostos
  3. 3. INTRODUÇÃO  Este material tem por objetivo orientar o trabalho dos alunos no decorrer das aulas práticas de química analítica.Entretanto, é indispensável, por parte de cada aluno, a consulta da bibliografia da área, antes, durante ou mesmo após as aulas práticas.
  4. 4. 2 TIPOS DE SOLUÇÃO AQUOSA  A condução da corrente é devido à presença de íons. O soluto, neste caso, são substâncias inorgânicas que se ionizam (produzem íons quando dissolvidos).  O soluto, neste caso, são substâncias orgânicas que não se ionizam em solução (não produzem íons quando dissolvidos, e assim, não conduzem a corrente elétrica.  A Química Analítica têm interesse nas soluções aquosas de eletrólitos, sejam eles fortes ou fracos.  As substancias inorgânicas, que em solução aquosa formam íons, são: Os ácidos ionizam, geando o hidrogênio como cátion e um ânion correspondente. As bases ionizam, gerando o íon hidroxila como ânion e um cátion correspondente Os sais se ionizam, geram soluções em que todas as partículas presentes são íons.
  5. 5. 2.1 CLASSIFICAÇÃO DOS ELETRÓLITOS CONFORME O GRAU DE IONIZAÇÃO  ELETRÓLITOS FORTES: São aqueles que apresentam alto grau de ionização (produzem muitos íons). Exemplo: ácidos fortes (H2SO4, HCl e HNO3), bases fortes (NaOH, KOH), sais (TODOS).  ELETRÓLITOS FRACOS: São aqueles que mostram um baixo grau de ionização (produzem poucos íons). Exemplo: ácidos fracos (CH3COOH, H2CO3), bases fracas (CH3NH2, NH4OH).  As reações em Química Analítica são basicamente de 3 tipos:  IONIZAÇÃO: reações que conduzem a formação de íons. Exemplo:  COMPLEXAÇÃO: reações que conduzem a formação de complexos. Exemplo:  OXI-REDUÇÃO: reações que envolvem transferência de elétrons Exemplo:  REAÇÃO REVERSÍVEL: reações que ocorrem simultaneamente nos dois sentidos da reação. A reação pode ocorrer tanto na reação direta quanto na inversa, tendem ao estado de equilíbrio.  Genericamente, pode-se dizer:  REAÇÃO DIRETA: se processa da esquerda para a direita REAÇÃO INVERSA: se processa da direita para esquerda.  Na química analítica as reações são iônicas e reversíveis: direta aA + bB cC + dD indireta reversibilidade
  6. 6. 2.2 CLASSIFICAÇÃO DOS ELETRÓLITOS CONFORME O GRAU DE IONIZAÇÃO  Fortes: são aqueles que apresentam alto grau de ionização (produzem muitos íons). Ex.: ácidos fortes (H2SO4, HCl e HNO3), bases fortes (NaOH e KOH), sais (todos) α = 1 α = nº de partículas ionizadas nº total de partículas  Grau de ionização é a relação entre o nº de partículas ionizadas e o nº total de partículas dissolvidas.  Fracos: são aqueles que apresentam baixo grau de ionização. Ex.: ácidos fracos (CH3COOH, H2CO3), bases fracas (NH4OH) α << 1
  7. 7. 3 TEORIAS ÁCIDO–BASE  Sintetizando conceitos :Arhenius Substância que produz H+ em solução aquosa  Substância que produz OH- em solução aquosa  Browstes – Lowry Doador de H+ Receptor de H+ Lewis Receptor de pares de e- Doador de pares de e-  Anfiprótico: caráter ácido ou básico.  Auto–protólise: solventes anfipróticos podem sofrer autoprotólise e formar um par de espécies iônicas (Vogel pág. 78).  Como o nosso interesse é separar espécies e identificá-las, é razoável o controle das reações. Para controlar devemos saber quais os fatores que podem alterar as reações e as respostas estão na LEI DO EQUILÍBRIO QUÍMICO.
  8. 8. IMPORTANTE !!! EQUILIBRIO QUIMICO  Na Química Analítica as reações iônicas em meio aquoso são rápidas e reversíveis. Considerando a seguinte reação reversível genérica:  aA + bB cC + dD Onde a,b,c,d são coeficientes estequiométricos
  9. 9. IMPORTANTE !!! EQUILIBRIO QUIMICO  A velocidade com que a reação direta ocorre depende de n colisões entre A e B e a velocidade da reação inversa depende de C e D. por unidade de tempo. De acordo com a lei da ação das massas: a velocidade da reação é proporcional às concentrações molares dos reagentes, pois quanto maior a concentração, maior o número de moléculas (íons), maior o nº de colisões e maior a velocidade da reação .
  10. 10. NOTE QUE !!  Para a reação direta:  Onde Vd = velocidade da reação direta  Kd = constante de velocidade que é uma medida do nº de colisões que resulta em reação. [A] e [B] = concentrações molares de A e B em moles/L (molar)  Para a reação inversa: vi = Ki [C]c.[D]d  Onde Vi = velocidade da reação inversa  Ki = constante de velocidade [C] e [D] =
  11. 11.  Quando a reação inicia (entre A e B), Vd é alta porque [A] e [B] (onde o nº de colisões é grande) são grandes e a reação inversa é lenta porque as [C] e [D] são pequenas. A medida que a reação progride, as [A] e [B] diminuem e [C] e [D] aumentam. Aumentando a velocidade inversa e diminuindo a velocidade direta. Eventualmente as velocidades se igualam e o sistema esta em equilíbrio dinâmico.  4.1 EQUILIBRIO DINAMICO  No equilíbrio dinâmico: Vd = Vi  No equilíbrio químico dinâmico as espécies estão se interconvertendo, não estão em repouso, não é uma
  12. 12.  Progresso de uma reação química no equilíbrio:  Vd = Vi  Rearranjando a equação: Equação matemática da fórmula do equilíbrio químico.  K é a constante de equilíbrio clássica (considera as concentrações molares)
  13. 13. BONS ESTUDOS !!!

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