O que é a filosofia? Reações ácido-base Acidez e basicidade de soluções M9 Reações em sistemas aquosos
Conteúdos Produto iónico da água pH e concentrações de H 3 O + e de OH − Soluções neutras Soluções ácidas Soluções básicas Acidez e basicidade de soluções M9
… dando respostas às questões: Caracterizar a autoionização da água, relacionando-a com o produto iónico da água. Relacionar as concentrações dos iões H 3 O + e OH − , bem como o pH com aquelas concentrações em soluções aquosas, e, determinar o pH de soluções de ácidos (ou bases) fortes. No final deste módulo será capaz de… Como se caracteriza a autoionização da água? Como se relacionam as concentrações de H 3 O + e OH − , bem como o pH, com essas concentrações em soluções aquosas? Acidez e basicidade de soluções M9
M9 [ Relembre Acidez e basicidade de soluções M9 Soluções ácidas, básicas e neutras Uma grande parte das reações químicas ocorre em solução aquosa que, dependendo das suas propriedades, podem apresentar carácter ácido, básico (alcalino) ou neutro. O carácter químico de uma solução pode ser identificado utilizando indicadores colorimétricos, que são substâncias que mudam de cor em função do carácter químico da solução em que se encontram, ou mediante a utilização de medidores de pH, usando a escala de Sorensen (ou escala de pH), compreendida entre 0 e 14 (para uma temperatura de 25 °C ). Quanto menor for o pH, mais ácida (e menos básica) é a solução.
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M9 [ Relembre Acidez e basicidade de soluções M9 Reações ácido-base Quando se mistura uma solução ácida com uma solução básica, ocorre uma reação de neutralização, verificando-se alteração do pH. Assim: se adicionarmos uma solução básica a uma solução ácida, o pH da solução aumenta, diminuindo a acidez da solução; se adicionarmos uma solução ácida a uma solução básica, o pH da solução diminui, diminuindo a basicidade da solução.
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Acidez e basicidade de soluções M9 Produto iónico da água A autoionização da água dá origem aos iões H 3 O + e OH - . K w é denominado produto iónico da água ou constante de autoprotólise da água . K w é adimensional.
Acidez e basicidade de soluções M9 Produto iónico da água O produto iónico da água, K w , tal como acontece com as restantes constantes de equilíbrio, varia com a temperatura. O aumento da temperatura faz aumentar a extensão da reação de autoionização da água, aumentando K w . A autoionização da água é um processo endotérmico. Vídeo Reação de autoionização da água
Acidez e basicidade de soluções M9 O produto iónico da água, não se aplica apenas à água pura mas a todas as soluções aquosas. Água pura ou qualquer solução neutra A 25 ° C, Água pura ou qualquer solução neutra A 25 ° C,
Acidez e basicidade de soluções M9 pH e concentrações de H 3 O + e de OH − É possível determinar o pH a partir da [H 3 O + ] e , ou a [H 3 O + ] e a partir das expressões: Dado que o produto iónico da água ([H 3 O + ] e × [OH − ] e ) é sempre constante à mesma temperatura, a [OH − ] e , é determinada por:
Acidez e basicidade de soluções M9 Para determinar o carácter químico (ácido, básico ou neutro) de uma solução utiliza-se uma escala de pH . A 25 °C, a escala de pH varia entre 0 e 14. Vídeo Escala de pH
Acidez e basicidade de soluções M9 Soluções neutras No caso das soluções neutras, a 25 °C: [H 3 O + ] e = [OH − ] e = 1,00 × 10 −7 mol dm −3 pH = − log [H 3 O + ] e ⇔ pH = − log ( 1,00 × 10 −7 ) ⇔ pH = 7,00 A qualquer temperatura A 25 °C [H 3 O + ] e = [OH − ] e [H 3 O + ] e = [OH − ] e = 1,00 × 10 −7 mol dm −3 pH = 7,00
Acidez e basicidade de soluções M9 Soluções ácidas Uma solução aquosa é ácida se a concentração em iões [H 3 O + ] e > [OH − ] e pH = − log [H 3 O + ] e A qualquer temperatura A 25 °C [H 3 O + ] e > [OH − ] e [H 3 O + ] e > 1,00 × 10 −7 mol dm −3 [OH − ] e < 1,00 × 10 −7 mol dm −3 pH < 7,00
Acidez e basicidade de soluções M9 Soluções básicas Uma solução aquosa é básica se a concentração em iões [OH − ] e > [H 3 O + ] e pH = − log [H 3 O + ] e Dado que: A qualquer temperatura A 25 °C [OH − ] e > [H 3 O + ] e [OH − ] e > 1,00 × 10 −7 mol dm −3 [H 3 O + ] e < 1,00 × 10 −7 mol dm −3 pH > 7,00 Exercícios Ácidos, bases e escala de pH
Acidez e basicidade de soluções M9 Resumindo Resumindo…
Acidez e basicidade de soluções M9 Resumindo… Exercícios Determinar da concentração de ião hidróxido e o pH de uma solução Exercícios Cálculo de pH e de concentração de iões hidrónio
A autoionização da água é a reação química que acontece entre moléculas de água: A expressão que traduz a constante de equilíbrio desta reação, e que se aplica a todas as soluções aquosas, designada por produto iónico da água, é: Dado que a reação de autoionização da água é um processo endotérmico, o aumento da temperatura faz aumentar a extensão da reação no sentido direto, provocando um aumento da concentração dos produtos (H 3 O + e OH − ) e um aumento de K w . A 25 °C, K w = 1,00 × 10 −14 . Síntese de conteúdos Acidez e basicidade de soluções M9
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Proposta de tarefas Exercícios e Problemas – pág. 110 do Manual QuizEV M9 Acidez e basicidade de soluções Acidez e basicidade de soluções M9
No final deste módulo é capaz de… Caracterizar a autoionização da água, relacionando-a com o produto iónico da água? (Sim/Ainda Não) Relacionar as concentrações dos iões H 3 O + e OH − , bem como o pH com aquelas concentrações em soluções aquosas, e, determinar o pH de soluções de ácidos (ou bases) fortes? (Sim/Ainda Não) Acidez e basicidade de soluções M9
Outras propostas de tarefas Mais Exercícios e Problemas – Questões 3 a 7, págs. 141 e 142 do Manual Caderno do Aluno – Fichas A, B e C, págs. 46 a 48 Acidez e basicidade de soluções M9