14: Equilíbrios ácido-base
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Este capítulo ilustrará a química das reações e equilíbrios ácido-base e fornecerá ferramentas para quantificar as concentrações de ácidos e bases em soluções.
- 14.1: Ácidos e bases de Brønsted-Lowry
- Compostos que doam um próton (um íon de hidrogênio) para outro composto são chamados de ácido Brønsted-Lowry. O composto que aceita o próton é chamado de base Brønsted-Lowry. A espécie restante após um ácido Brønsted-Lowry perder um próton é a base conjugada do ácido. A espécie formada quando uma base de Brønsted-Lowry ganha um próton é o ácido conjugado da base. As espécies anfipróticas podem atuar tanto como doadoras de prótons quanto como aceitadoras de prótons. A água é a espécie anfiprótica mais importante.
- 14.2: pH e pOH
- A concentração de íon hidrônio em uma solução de um ácido em água é maior que 1,0×10M a 25 °C. A concentração de íon hidróxido em uma solução de uma base em água é maior que 1,0×10M a 25 °C. A concentração de HOem uma solução pode ser expressa como o pH da solução; pH=−log HO. A concentração de OHpode ser expressa como o pOH da solução: POH=−log [OH].
- 14.3: Forças relativas de ácidos e bases
- Os pontos fortes dos ácidos e bases de Brønsted-Lowry em soluções aquosas podem ser determinados por suas constantes de ionização ácida ou básica. Ácidos mais fortes formam bases conjugadas mais fracas e ácidos mais fracos formam bases conjugadas mais fortes. Assim, os ácidos fortes são completamente ionizados em solução aquosa porque suas bases conjugadas são bases mais fracas que a água. Os ácidos fracos são apenas parcialmente ionizados porque suas bases conjugadas competem com sucesso com a água pela posse de prótons.
- 14.4: Hidrólise de soluções salinas
- As propriedades características das soluções aquosas dos ácidos Brønsted-Lowry são devidas à presença de íons hidrônio; as das soluções aquosas das bases de Brønsted-Lowry são devidas à presença de íons hidróxido. A neutralização que ocorre quando soluções aquosas de ácidos e bases são combinadas resulta da reação dos íons hidrônio e hidróxido para formar água. Alguns sais formados em reações de neutralização podem tornar as soluções do produto levemente ácidas ou levemente básicas.
- 14.5: Ácidos polipróticos
- Um ácido que contém mais de um próton ionizável é um ácido poliprótico. Os prótons desses ácidos ionizam em etapas. As diferenças nas constantes de ionização ácida para as sucessivas ionizações dos prótons em um ácido poliprótico geralmente variam em aproximadamente cinco ordens de magnitude. Desde que a diferença entre os valores sucessivos de Ka do ácido seja superior a cerca de um fator de 20, é adequado decompor os cálculos das concentrações sequencialmente.
- 14.6: Tampões
- Uma solução contendo uma mistura de um ácido e sua base conjugada, ou de uma base e seu ácido conjugado, é chamada de solução tampão. Ao contrário do caso de uma solução ácida, base ou salina, a concentração de íons hidrônio de uma solução tampão não muda muito quando uma pequena quantidade de ácido ou base é adicionada à solução tampão. A base (ou ácido) no tampão reage com o ácido adicionado (ou base).
- 14.7: Titulações ácido-base
- Uma curva de titulação é um gráfico que relaciona a mudança no pH de uma solução ácida ou básica com o volume de titulante adicionado. As características da curva de titulação dependem das soluções específicas que estão sendo tituladas. O pH da solução no ponto de equivalência pode ser maior que, igual ou menor que 7,00. A escolha de um indicador para uma determinada titulação depende do pH esperado no ponto de equivalência da titulação e da faixa de mudança de cor do indicador.
- 14.E: Equilíbrios ácido-base (exercícios)
- Estes são exercícios de lição de casa para acompanhar o mapa de texto criado para “Química” pela OpenStax.