Aula de Química Tecnológico para Engenharia Civil. Tema: Ácidos e Bases e Escala de pH

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Química Tecnológica/ Engenharia Civil
Ácidos e Bases | Escala de pH
Prof. Fernando de Oliveira

2. O que é pH?
pH = potencial hidrogeniônico
pH = – log [H+]
Indica a acidez, neutralidade ou alcalinidade
IMPORTÂNCIA DO ESTUDO DO pH
A variação do pH do concreto pode deixar a estrutura de aço
suscetível à corrosão....

3. POLUIÇÃO
Diferentemente do CO2, os óxidos
de enxofre (SO2 e SO3) e de
nitrogênio (NO e NO2) presentes na
atmosfera formam ácidos fortes,
aumentando a acidez da água da
chuva.
Estas reações explicam como os ácidos são formados na atmosfera

5. ARRHENIUS
1884
BRONSTED-LOWRY
1923
LEWIS
1923
Em solução aquosa Teoria protônica Teoria eletrônica
CONCEITUANDO ÁCIDOS E BASES

6. ÁCIDOS E BASES
ARRHENIUS (1884):
Ácido → substância que produz íons H+ em solução aquosa.
Base → composto produz íons OH– em água.
Restrição do conceito de Arrhenius: referia-se
apenas à um solvente em particular (água)

7. BRONSTED & LOWRY (1920): envolve a transferência de íons H+ (prótons)
H+ é um próton → interage
fortemente com qualquer fonte de
elétrons (como o oxigênio da
molécula de água)
Íon hidrônio (H3O+) → representa
melhor a realidade; mas químicos
utilizam mais a notação H+
É o conceito mais utilizada para “ácido” e “base” atualmente
Mais abrangente que a definição de Arrhenius

8. BRONSTED & LOWRY (1920): reações de transferência de prótons
Doador de próton Aceptor de próton
Então, para BRONSTED & LOWRY:
Ácido → substância que pode doar prótons (íons H+).
Base → substância que pode receber prótons.

9. BRONSTED & LOWRY (1920): PAR ÁCIDO BASE CONJUGADOS

10. BRONSTED & LOWRY (1920): reações de transferência de prótons
• Uma vez que o conceito de Bronsted-Lowry está na transferência de
prótons, o conceito também é aplicado a reações que não ocorrem em
solução aquosa.

11. Ácido → substância que pode receber um par de elétrons
Base → substância pode doar um par de elétrons
Mais geral que a teoria de Brønsted-Lowry (o receptor não precisa ser
necessariamente um H+)
LEWIS (1923): baseia-se no compartilhamento de pares de elétrons, entre
ácidos e bases

12. LEWIS (1923): baseia-se no compartilhamento de pares de elétrons, entre ácidos e bases
H+ é um ácido de Lewis, mas não o único
Moléculas que tem um octeto incompleto ou um orbital vazio → ácido de Lewis
A influência de pares de elétrons não ligantes em uma molécula ou
íon com orbitais vazios sobre outra molécula ou íon é um dos
conceitos mais importantes da química.

13. AUTOIONIZAÇÃO DA ÁGUA
A água é anfiprótica: pode atuar tanto como ácido quanto como
base de Bronsted-Lowry
A água pura é composta quase inteiramente de moléculas de H2O, pois a reação direta e
inversa são muito rápidas.
Apenas 2 moléculas em cada 109 estão ionizadas em um dado instante, à temperatura
ambiente. Péssima condutora (pois está majoritariamente na forma de molécula)

14. PRODUTO IÔNICO DA ÁGUA
Expressão da constante de equilíbrio para a autoionização da água
O termo H2O não aparece na constante de equilíbrio.
Kw = constante do produto iônico da água
Ou constante de ionização da água
Kw depende da temperatura

15. PRODUTO IÔNICO DA ÁGUA
Diz-se que uma solução de [H+] = [OH-] é NEUTRA.
À medida que a concentração de um desses íons aumenta, a do outro
diminui, de modo que o produto de suas concentrações é sempre igual a
1,0 x 10-14.

16. A ESCALA DE pH
Exercício:
3. Calcule o pH de uma solução neutra a 25°C, em que [H+] = 1,0 x 10-7
LEMBRE-SE:
A escala de pH foi introduzida pelo químico dinarmarquês
Søren Sørense, em 1909, em seu trabalho de controle de
qualidade de fabricação de cervejas, e é agora usada na
ciência, na medicina e na engenharia.
A concentração de H+ em uma solução aquosa costuma
ser pequena, expressamos [H+] em termos de pH

17. A ESCALA DE pH
O pH diminui à medida que a [H+] aumenta.
Porquê?
Devido ao sinal negativo no termo logarítmico desta equação.
Se temos como informação, apenas a concentração de [OH-], é possível
também calcular o pH... Pois você pode encontrar a concentração [H+]
antes.
Vamos fazer juntos:
4. Calcule o pH de uma solução básica em que [OH-] = 2,0 x 10-3 M.

18. A ESCALA DE pOH
Vamos fazer juntos:
5. Mostrar a relação entre os valores de pOH e pH.
6. Uma amostra de suco de maçã tem um pOH de 10,24.
Calcule [H+]

20. MEDIÇÃO DE pH
Medidor de pH → pHmetro
É um milivoltímetro, e os
eletrodos mergulhados em uma
solução produzem uma tensão
que depende do pH da solução

21. Indicadores ácido-base
Substância colorida que pode ser encontrada na forma de um ácido ou
de uma base. As duas formas têm cores diferentes.
MEDIÇÃO DE pH

22. MEDIÇÃO DE pH
Papel indicador de pH
É uma fita de papel impregnado com vários indicadores, amplamente
utilizado para determinar valores aproximados de pH.