Autor: Carllos
Diisciplina/matéria: química/físico-químiica
Assu
unto: equilíbrio Ioniico
Página : 1
Equilíbrio
o iônico
o.
Fenô
ômeno de disso
ociação de molé
éculas em íons e associação de
e
íonss em moléculas.
+
-1
Ex: HCN
H
↔ H + CN
C
(→dissoc. ) (←assoc)
01 – Constante de equilíbrio
o iônico(Ki).
Mom
mento em que as
a velocidades de
d dissociação e associação de
e
íos são
s iguais. V1=V
V2
Ki = Ka (para ácidos) ou = Kb (para
a bases)
Um dos mais importantes tipos do equilíbrio qu
uímico é o que existe
e quando ácidos e ba
ases
s
De acordo com
c
a classificaç
ção de Bronsted
destão presentes em uma solução.
Low
wry [1]:
Ácid
do é um doadorr de prótons, Ka
a para ácidos;
base
e um receptor de
d prótons, Kb para
p
bases.
Ex: HCN(aq) + H2O(l) ←→
← H+(aq) + CN-1(a
aq)
Ka = [H+] x [CN-1] / [HC
CN]
+
-1
Exb
b: NH4OH(aq) ↔ NH
H4 (aq) + OH (aq)
Kb = [NH4+] + [OH-1] /[ NH4OH]
Inte
erpretação da ionização
Con
nsideram-se ácidos ou bases fortes:
f
Aqu
ueles que liberam gra
andes quantidades de
d íons.
Conclusão: quantto ↑ Ka ou Kb, mais
m
forte será o ácido ou a basse.
Ex: HI Ka=109M; HCN Ka
K = 4x10-10M
Equ
uilíbrios ácido-b
base em água
Na água, um ácido HA participa do seguinte
e equilíbrio de transfe
erência de próton:
02 – Grau de ionização(alf
i
fa) ou Lei de Diluição de
d
Ostw
wald.
Mede
e a quantidade de
d substância:
a) inic
cial: adicionados noo inicio da reação.
b) que
e reagiu: que foraam consumidos e trannsformados em proddutos.
c) no equilíbrio: quantiidades de todas as ssubstancias após estaabilidade da reação.
Alfa = X/n sendo: e alfa x 100 = %alfa
X = nº
n de mols que reagiu
u,
N = número
n
de mols inicia
al.
Alfa%
% = percentual que re
eagiu.
Exem
mplo: De 1 mol de
d N2O4 reagiu 0,26mol. Calcu
ule alfa, Kc e façça
o gráffico.
N2
2O4
n=
=1
x=
=0,26
(n-x)0,74
I
R
E
↔
2NO2
0
2x= 0,52
2x+0 = 0,52
α=x/n → 0,26/1 → 0,26
0
x 100 → 26
6% de 1 mol inic
cial
2
4 → 0,37 mol/L
Kc = [NO2]2/[N2O4]] → (0,52) /0,74
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
1
2
3
4
Autor: Carlos
Disciplina/matéria: química/físico-química
Assunto: equilíbrio Ionico
Página : 2
Ki=(0,32/12 x 0,32/12) / 0,21/12 → Ki = (0,027 x 0,027) / 0,0175 → Ki = 0,0417 → Ki =
4,17 x 10-02M
Exercícios:
01 - Num recipiente de2 litros, são colocados 8 mols de CO, 8
mols de Cl2. Sabe-se que no equilíbrio obteve 3 mols de COCl2.
Calcule α, Kc e faça o gráfico.
8 mols/ 2litros = 4mols por litro
CO
n=4
x=3
(n-x)1
I
R
E
Cl2
n=4
x=3
(n-x)1
↔
COCl2
0
x= 3
x+0 = 3
α=x/n → 3/4 → 0,75 x 100 → 75% de 4 mols inicial
Kc = [COCl2]/[CO][Cl2] → (3)/1x1 → 3 mols/L
03. (UFRS) Suponha uma reação química genérica do tipo A + B
→ AB que é iniciada com 2 mols de A e com 2 mols de B. Se, após
atingido o equilíbrio químico, a quantidade de A existente no
sistema for de 0,5 mol, a constante iônica, alfa e faça o gráfico:
A+
n=2
x=1,5
(n-x)=0,5
I
R
E
B
n=2
X=1,5
(n-x)=0,5
↔
AB
0
x= 1,5
x+0 = 1,5
α=x/n→1,5/2 →0,75 x 100 → 75%
Ki = [AB]/[A][B] → (1,5)/0,5x0,5 →6 mols/L
5
4
2,5
3
2
2
1,5
1
1
0
0,5
1
2
3
4
02. Foi aquecido a 250°C um recipiente de 12 litros contendo certa
quantidade de PCl5. Sabe-se que, no equilíbrio, o recipiente
contém 0,21 mol de PCl5, 0,32 mol de PCl3 e 0,32 mol de Cl2. A
constante de equilíbrio, para a dissociação térmica do PCl5, em
mol/litro, é:
PCl5 →
0,21/12
PCl3 +
0,32/12
Cl2
0,32/12
0
1
2
3
4
04. (UNIUBE - MG) Em uma experiência que envolve a
dissociação de N2O4(g) em NO2(g) coletaram-se os seguintes
dados:
Amostra inicial: 92g de N2O4(g)
No equilíbrio: 1,20 mol de mistura gasosa de N2O4 e NO2
Dado: N = 14u e O = 16u
Com esses dados, calcule α, Ki e faça o gráfico.:
Calculando o mol.
Mm N2O4 = 92/92 → 1 mol
R
E
x=7/8
(n-x)=0,12
Autor: Carlos
Disciplina/matéria: química/físico-química
Assunto: equilíbrio Ionico
Página : 3
X=7/8
2x= 14/8
(n-x)=0,12
2x+0 = 1,75
Ki = [HI]2/[H2]x[I2] → 49=(x)2/(n-x)2 → √49= (x)/(n-x) → 7. (1-x)= (x)→ 7-7x=x→ 8x=7 →
x = 7/8
N2O4
↔
I
n=1
R
x=0,2
E
(n-x)=0,8
Calculando o X
(n-x)+2x=1,2 → 1-x+2x=1,2 → x=1,2-1 → x=0,2
2NO2
0
2x=0,4
2x+0 = 0,4
HI = 2x → 2(7/8) → x = 14/8 → 1,75mol.
α=x/n → 0,875 → 0,1 → ,088 x 100 → 88% de 1 mol inicial
2
α=x/n → 0,2/1 → 0,2 x 100 → 20% de 1 mol inicial
Ki = [NO2]2/[N2O4] → (0,4)2/(0,8) → 0,2 mol/L
1,5
1
1,2
1
0,5
0,8
0
0,6
1
0,4
0,2
0
1
2
3
4
05. (ITA - SP) Um mol de hidrogênio é misturado com um mol de
iodo num recipiente de meio litro a 500°C, onde se estabelece o
equilíbrio H2(g) + I2(g) ↔ 2 HI(g). Se o valor da constante de
equilíbrio (Kc) for 49, a concentração de HI, o valor do α e o gráfico
no equilíbrio em mol/litro valerá:
I
H2 +
n=1
I2
n=1
↔
2 HI
0
2
3
4
06. (UFU - MG) Misturam-se 2 mols de ácido acético com 3 mols
de álcool etílico, a 25°C, e espera-se atingir o equilíbrio. Sendo o
valor de Kc, a 25°C, igual a 4, as quantidades aproximadas, em
mols, de ácido acético e acetato de etila são, respectivamente:
I
R
E
ácido
n=2
x=
(n-x)=2-x
álcool
n=3
X=
(n-x)=3-x
↔
Ester
0
x=
x+0 =
água
0
x=
x+0 =
Ki = [ester]/[ác]x[álcool] → 4=(x)/(2-x)(3-x) →4(6-2x-3x+x2) = x→ 24 – 8x – 12x +4x2=x
→ 24-20x+ 4x2-x=0 → 4x2—21x – 24 = 0 → (-b +- √ b2 -4ac) / 2a → 4 +-
Autor: Carlos
Disciplina/matéria: química/físico-química
Assunto: equilíbrio Ionico
Página : 4
1
0,8
0,6
HI = 2x → 2(7/8) → x = 14/8 → 1,75mol.
0,4
α=x/n → 0,875 → 0,1 → ,088 x 100 → 88% de 1 mol inicial
0,2
0
2
1
1,5
1
0,5
3
Dados : (MHI = 128 g/mol)
Inicio: 64g de HI → Ni= 64g/128g.mol-1 → 0,5 mol
Final : 12,8g de HI → Nf= 12,8g/128g.mol-1 → 0,1mol
0
1
2
3
4
correto) 0,43 e 1,57
07. Da reação A+B ↔ C + D. Sabe-se que tem 0,8mol de A,
0,8mol de B e no equilíbrio obteve 0,6mol de C. Calcule a
constante iônica, alfa e faça o gráfico:
I
R
E
2
4
08- 64g de HI gasoso sofrem decomposição em temperatura
constante em recipiente fechado. Estabelecido o equilíbrio,
verifica-se a presença de 12,8g de HI no sistema. Calcule α, Kc e
faça o gráfico.
A+
n=0.8
x=0,6
(n-x)=0,2
B
n=0,8
X=0,6
(n-x)=0,2
↔
C
0
x= 0,6
x+0 = 0,6
α=x/n→0,6/0,8 →0,75 x 100 → 75%
Ki = [C][D]/[A][B] → (0,6x0,6)/0,2x0,2 →9 mols/L
D
0
x= 0,6
x+0 = 0,6
2HI
↔
I2
I
n=0,5
0
R
2x=0,4
X=0,2
E
(n-2x)=0,1
(x+0)=0,2
n-2x = 0,1 → 2x= 0,5 – 0,1 → x=0,2
H2
0
X=0,2
(x+0)=0,2
α = x/n → 0,4/0,5 → 0,8 x 100 → 80%
2
2
Kc = [H2].[I2]/[HI] → 0,2 . 0,2 / (0,1) → 4 mols.
0,6
0,4
0,2
0
1
2
3
4
09 – Num recipiente fechado, indeformámel e a uma dada
temperatura, é aquecido 0,4mol de NH3. Estabelecido o equilíbrio
verifica-se que há 0,3mol de hidrogênio no sistema. Calcule α, Kc
e faça o gráfico) reação: 2NH3(g) ↔ N2(g) + 3 H2(g)
2NH3
n=0,4
2x=0,2
(n-2x)=0,2
I
R
E
↔
N2
0
X=0,1
(x+0)=0,1
b) 3,0 × 10-13
c) 3,0 × 10-6
d) 1,0 × 10-8
e) 1,0 × 10-4
Autor: Carlos
Disciplina/matéria: química/físico-química
Assunto: equilíbrio Ionico
Página : 5
11349. (Uelondrina 98) A constante de ionização do ácido nítrico é muito grande,
tendendo ao ¶ (infinito). Assim, as concentrações de moléculas HNO3(aq), de íons
H+(aq) e de íons NO3-(aq) em uma solução aquosa 1mol/L desse ácido são próximas,
respectivamente, de
a) ¶, 1 e 1
b) 1, ¶ e ¶
c) 1, 1 e ¶
d) 0, 1 e 1
e) ¶, ¶ e ¶
3H2
0
3X=032
(3x+0)=0,3
α = x/n→ 0,2/0,4 → 0,5 x 100 → 50%
Kc = (0,3)3 0,1 / (0,2)2 → 0,0675 mol/L
0,5
11488. (Fuvest 99) O esmalte dos dentes é principalmente hidroxiapatita que, sob
certas condições, sofre dissolução (desmineralização), o que provoca a cárie.
Provoca desmineralização bochechar com
0,4
0,3
I) uma solução aquosa de hipoclorito de sódio (pH=9);
II) uma solução aquosa de cloreto de sódio (soro fisiológico);
III) vinagre diluído em água.
0,2
0,1
0
1
2
3
4
13769. (Uff 2000) O gás sulfídrico, H2S, é extremamente venenoso, incolor e seu odor
lembra ovos estragados. Respirar este gás pode ser fatal e, em baixas concentrações,
causa dores de cabeça e tonteira. É especialmente perigoso, pois, como inibe o sentido
do olfato, o aumento de sua concentração deixa de ser percebido.
Se uma solução de H2S, à temperatura ambiente e pressão de 1,0atm, tem
concentração aproximada de 0,1M, então a [S2-] em mols/L da solução é,
aproximadamente:
Dados:
Ka = 1,0×10-7 e Ka2 = 3,0×10-13
a) 3,0 × 10-20
Dessas afirmações, apenas
a) a I é correta.
b) a II é correta.
c) a III é correta.
d) a I e a II são corretas.
e) a II e a III são corretas.