quinta-feira, 18 de agosto de 2011

HIDRÓLISE DE SAIS

 
HIDRÓLISE DE SAIS
1. Introdução

Quando o sal reage com a água produzindo ácido e base, chamamos tal reação de hidrólise. É a reação inversa da neutralização.



“Os sais derivados de ácidos fortes e bases fortes (conceito de Arrhenius) não sofrem hidrólise”

Portanto, vamos estudar neste capítulo os três tipos de sais que sofrem ionização: sal de ácido fraco e base forte, sal de ácido forte e base fraca, e sal de ácido fraco e base fraca.
2. Sal de ácido fraco e base forte

Exemplos:

Acetato de sódio, Na+(H3C — COO) — derivado do ácido acético, fraco: H3C — COOH, e do hidróxido de sódio, forte: NaOH.
Cianeto de potássio, K+CN — derivado do ácido cianídrico, fraco: HCN, e do hidróxido de potássio, forte: KOH.

Tomemos como exemplo o acetato de sódio. Sua equação será escrita, classicamente, assim:



No entanto, atualmente esta equação não é escrita assim. O sal é composto iônico, e encontra-se dissociado em solução; o hidróxido de sódio (base forte) também apresenta-se dissociado; o ácido acético (ácido fraco) praticamente não está dissociado.



Na verdade, o que acontece é o seguinte:



O íon acetato é uma base forte (o ácido acético, ácido conjugado, é fraco), sendo capaz de receber próton da água.

A água pura tem pH = 7. Se adicionarmos acetato de sódio na água, o meio ficará alcalino (ph maior que sete), em razão da conseqüente formação de íons OH pela hidrólise dos íons acetato.


3. Constante de Hidrólise

Considerando o equilíbrio:



A expressão da constante de equilíbrio pode ser escrita assim:



A concentração da água, [H2O] é praticamente constante. Podemos associá-la a K´ e definir uma nova constante de equilíbrio, Kh:

K´ . [H2O] = Kh

Kh é denominada constante de hidrólise do íon:



O valor de Kh depende da natureza do íon e da temperatura:

Outros dois equilíbrios ocorrem na solução:

a) ionização do ácido fraco


A constante de ionização do ácido é dada pela expressão:



b) auto-ionização da água



O produto iônico da água é dado por:



Os três equilíbrios ocorrem ao mesmo tempo, na mesma solução, de tal forma que o íon OH, que faz parte da hidrólise, por exemplo, é o mesmo da auto-ionização da água.

Vamos multiplicar, na expressão do Kh, o numerador e o denominador pela concentração [H3O+]:






Desse modo, a constante de hidrólise para a reação de um ânion com a água é a relação entre o produto iônico da água e a constante de ionização do ácido fraco que se forma na reação.


4. Grau de hidrolise

Grau de hidrólise é a relação entre a quantidade em mols de sal hidrolisado e a quantidade em mols de sal dissolvido.



O valor do grau de hidrólise varia de 0 a 1. Em porcentagem, varia de 0% a 100%.


5. Cálculo do pH da solução

A partir da concentração do sal e o valor da constante de ionização do ácido, podemos calcular o pH do solução.

Exemplo:

Vamos calcular a constante de hidrólise, o grau de hidrólise e o pH de uma solução 1,0M de NaCN, tendo conhecimento de que a constante de ionização do ácido cianídrico é 4 x 10-10, a 25°C.

a) Constante de hidrólise



b) Grau de hidrólise

Vamos analisar o equilíbrio:






Visto que a constante de hidrólise é muito pequena, a quantidade em mols que hidrolisa (x) é suficientemente pequena, para que possamos fazer .

Temos, então:







Em porcentagem: 5,0 x 10-1% = 0,5%

c) pH da solução



6. Sal de ácido forte e base fraca

Exemplo
:

, o cloreto de amônio — derivado do ácido clorídrico, forte: HCl, e do hidróxido de amônio, fraco: NH4OH.

Classicamente, a equação seria escrita da seguinte forma:



O íon cloreto (Cl) não se hidrolisa, porque é uma base extremamente fraca (HCl ácido muito forte). O íon amônio, sofre hidrólise, pois é um ácido forte, sendo capaz de ceder próton para a água (NH3 base fraca).



Se adicionarmos NH4Cl à água, a solução ficará ácida (haverá formação de H3O+, em razão da hidrólise), ou seja, o pH será menor que 7.


7. Constante de hidrolise



Outros dois equilíbrios ocorrem na solução:

a) ionização da base fraca 



A constante de ionização da base é dada por:



b) auto-ionização da água



O produto iônico da água é dado por:



Vamos multiplicar, na expressão do Kh, o numerador e o denominador pela concentração [OH]:



A constante de hidrólise para a reação de um cátion com água é a relação entre Kw e a constante de ionização da base fraca que se forma na reação.



5. Cálculo do pH da solução

A partir da concentração do sal e o valor da constante de ionização do ácido, podemos calcular o pH do solução.

Exemplo:

Vamos calcular a constante de hidrólise, o grau de hidrólise e o pH de uma solução 1,0M de NaCN, tendo conhecimento de que a constante de ionização do ácido cianídrico é 4 x 10-10, a 25°C.

a) Constante de hidrólise



b) Grau de hidrólise

Vamos analisar o equilíbrio:





Visto que a constante de hidrólise é muito pequena, a quantidade em mols que hidrolisa (x) é suficientemente pequena, para que possamos fazer .

Temos, então:







Em porcentagem: 5,0 x 10-1% = 0,5%

c) pH da solução



 
9. Sal de ácido fraco e base fraca

Exemplos:

, cianeto de amônio — derivado do ácido cianídrico, semiforte: HCN, e do hidróxido de amônio, fraco: NH4OH.

, acetato de amônio — derivado do ácido acético, fraco: H3C — COOH, e do hidróxido de amônio, fraco: NH4OH.

, fluoreto de amônio — derivado do ácido fluorídrico, semiforte: HF, e do hidróxido de amônio, fraco: NH4OH.

Classicamente, se considerarmos o acetato de amônio, teríamos:



Na realidade, os dois íons sofrem hidrólise:



“O pH da solução depende das constantes de ionização do ácido fraco e da base fraca formados na reação.”

7. Constante de hidrolise



Outros dois equilíbrios ocorrem na solução:

a) ionização da base fraca 



A constante de ionização da base é dada por:



b) auto-ionização da água



O produto iônico da água é dado por:



Vamos multiplicar, na expressão do Kh, o numerador e o denominador pela concentração [OH]:



A constante de hidrólise para a reação de um cátion com água é a relação entre Kw e a constante de ionização da base fraca que se forma na reação.

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