2ª aula efeito de eletrólitos nos equilibrios químicos
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O Efeito de Eletrólitos nos Equilíbrios Químicos
PPGQ053 - Química Analítica Avançada
2015.1
Prof. Herbert Barbosa
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.
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.
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.
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
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.
O Efeito de Eletrólitos nos Equilíbrios Químicos
Força iônica: medida da concentração total de íons em solução.
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
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
• 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
• 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
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
• Coeficiente de atividade: efeito da força iônica, carga e tamanho do íon
O Efeito de Eletrólitos nos Equilíbrios Químicos
• Coeficiente de atividade: efeito da força iônica, carga e tamanho do íon
O Efeito de Eletrólitos nos Equilíbrios Químicos
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
• Coeficiente de atividade: efeito da força iônica, carga e tamanho do íon
O Efeito de Eletrólitos nos Equilíbrios Químicos
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