2ª aula efeito de eletrólitos nos equilibrios químicos

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2ª aula efeito de eletrólitos nos equilibrios químicos

  1. 1. O Efeito de Eletrólitos nos Equilíbrios Químicos PPGQ053 - Química Analítica Avançada 2015.1 Prof. Herbert Barbosa
  2. 2. O Efeito de Eletrólitos nos Equilíbrios Químicos • The equilibrium constants for chemical reactions should be written in terms of the activities of the participating species. • The activity of a species is related to its concentration by a factor called the activity coefficient. • In some cases, the activity of a reactant is essentially equal to its concentration, and we can write the equilibrium constant in terms of the concentrations of the participating species. • In the case of ionic equilibria, however, activities and concentrations can be substantially different. • Such equilibria are also affected by the concentrations of electrolytes in solution that may not participate directly in the reaction.
  3. 3. O Efeito de Eletrólitos nos Equilíbrios Químicos OHIAsOHHIAsOH 233343 23   • A posição da maioria dos equilíbrios químicos depende da concentração do eletrólito no meio, mesmo quando o eletrólito adicionado não contém um íon comum em relação àqueles envolvidos no equilíbrio; • Se um eletrólito, como, por exemplo, nitrato de bário, sulfato de potássio ou perclorato de sódio, é adicionado a essa solução, a cor do íon triiodeto torna-se menos intensa.
  4. 4. O Efeito de Eletrólitos nos Equilíbrios Químicos • Curve A is a plot of the product of the molar [H3O+] and [OH-] conc. as a function of the conc. of NaCl. This concentration-based ion product is designated K’w ; • Curve B is the product of the molar conc. of Ba2+ and SO42 in saturated solutions of BaSO4. This concentration-based solubility product is designated as K’sp • Curve C is a plot of K’a, the concentration quotient for the equilibrium involving the dissociation of acetic acid, as a function of electrolyte concentration.
  5. 5. O Efeito de Eletrólitos nos Equilíbrios Químicos
  6. 6. Com mais íons, uma atmosfera iônica é formada ao redor dos íons do sal pouco solúvel:  atração líquida entre cátions - ânions torna-se menor em comparação aos mesmos isolados;  Melhora na solubilidade. O efeito da força iônica solubilidade de saís (efeito salino) O Efeito de Eletrólitos nos Equilíbrios Químicos
  7. 7. O Efeito de Eletrólitos nos Equilíbrios Químicos • O efeito da força iônica solubilidade de saís  “Quanto maior a força iônica de uma solução, maior será a carga na atmosfera iônica”  Força iônica: medida da concentração total de íons em solução.
  8. 8. O Efeito de Eletrólitos nos Equilíbrios Químicos  Força iônica: medida da concentração total de íons em solução.
  9. 9. O Efeito de Eletrólitos nos Equilíbrios Químicos • O efeito da força iônica solubilidade de saís
  10. 10. O Efeito de Eletrólitos nos Equilíbrios Químicos  Dissociação incompleta de sais: formação de pares iônicos Mg2+ (aq) + F2- (aq) ⇄ MgF- (aq) A solubilidade aumenta quando ocorre a formação de pares iônicos em solução!!! Mn+ (aq) + Lm- (aq) ⇄ Mg n+ Lm- (aq) K = [ML] ML [M] M [L] L  Para MgF- , a constante de formação é 1,12 x 102 ; CaSO4 = 2,0 x 103  A formação de pares iônicos é aumentada em cátions e ânions com carga  2. • O efeito da força iônica solubilidade de saís
  11. 11. O Efeito de Eletrólitos nos Equilíbrios Químicos • Atividade  Para expressar a concentração influenciada por outros íons presentes no sistema, a atividade (A) do íon deve ser utilizada. coeficiente de atividade
  12. 12. • Coeficiente de atividade  Definição de Debye-Huckel   é o raio de hidratação do íon;  Íons pequenos e altamente carregados possuem maior raio de hidratação em relação a íons grandes e fracamente carregados; O Efeito de Eletrólitos nos Equilíbrios Químicos
  13. 13. • Coeficiente de atividade: efeito do íon comum  Calcular a concentração de Ca2+ em uma solução saturada de CaF2 na presença de 0,0125 M de MgSO4 . inicial final  sem MgSO4 :  com MgSO4 :  = 1/2 (0.0125 x 22 + 0.0125 x (-2)2 )= 0.050 M  calculo da força iônica:  coeficientes de atividade: x = 3.9 x 10-4 M = [Ca2+]  aumento na solubilidade: 45% O Efeito de Eletrólitos nos Equilíbrios Químicos
  14. 14.  Calcular a concentração de Ca2+ em uma solução saturada de CaF2 na presença de 0,050 M de NaF . inicial final  Considerando 2x  0.050 M, temos:  = 1/2 (0.050 x 12 + 0.050 x (-1)2 ) = 0.050 M  calculo da força iônica: 3,9 X 10-11 = x (0.485) (0.05)2 (0.81)2 x = 3.9 x 10-11 M = [Ca2+]  diminui a solubilidade • Coeficiente de atividade: efeito do íon comum O Efeito de Eletrólitos nos Equilíbrios Químicos
  15. 15. • Coeficiente de atividade: efeito da força iônica, carga e tamanho do íon O Efeito de Eletrólitos nos Equilíbrios Químicos
  16. 16. • Coeficiente de atividade: efeito da força iônica, carga e tamanho do íon O Efeito de Eletrólitos nos Equilíbrios Químicos
  17. 17. 1. Com o aumento da força iônica, o coeficiente de atividade diminui; 2. Com o aumento da carga do íon, o coeficiente de atividade se afasta do valor 1; 3. Quando menor for o raio de hidratação do íon, mais importante se tornam os efeitos da atividade. • Coeficiente de atividade: efeito da força iônica, carga e tamanho do íon O Efeito de Eletrólitos nos Equilíbrios Químicos
  18. 18. • Coeficiente de atividade: efeito da força iônica, carga e tamanho do íon O Efeito de Eletrólitos nos Equilíbrios Químicos
  19. 19.  Exemplo: calcular o pH de solução 0,1 M de KCl a 25 ºC.  Calculo da força iônica:  = 1/2 (0.1 x 12 + 0.1 x (-1)2 ) = 0.10 M  Calculo da concentração das espécies usando o coeficiente de atividade:  Calculo da atividade: AH + = [H+] H + = (1,26 x 10-7) x (0,83) = 1,05 x 10-7 AOH - = [OH-] OH - = (1,26 x 10-7) x (0,76) = 0,96 x 10-7 pH = - log [H+] = -log 1,05 x 10-7 = 6,98 • Coeficiente de atividade: efeito da força iônica, carga e tamanho do íon O Efeito de Eletrólitos nos Equilíbrios Químicos

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