Hidrólise Salina e Solução Tampão

• Hidrólise Salina e Solução Tampão

      Hidrólise é o processo químico em que ocorre a quebra de uma molécula por água. Tal processo pode ser observado tanto em compostos orgânicos como em compostos inorgânicos. A hidrólise salina é a reação entre um sal e a água, podendo provocar alterações de pH na solução final. O cátion ou ânion, ou mesmo os dois, de um sal, dissociados na solução aquosa, reagem com a água dando origem a soluções ácidas, básicas ou neutras, dependendo da força do ácido e da base dos quais o sal envolvido é proveniente. Em termos gerais, podemos dizer que na hidrólise salina ocorre o inverso do processo da reação de neutralização.

*Lembre-se: a molécula de água é composta por um cátion H+ e um ânion OH-. Quando ocorre hidrólise de cátion, são produzidos íons H+ e quando há hidrólise de ânions, são liberados íons OH-. 

**Quando o ácido ou base são fortes, eles permanecem dissociados em íons. 

• Sais de ácidos fortes e bases fracas
Somente o cátion do sal (proveniente de uma base) se hidroliza, ligando-se à hidroxila (OH-) liberada com a quebra da molécula de água. Dessa forma, o íon H+ ficará livre, dissociado, o que fará com que o pH da solução final fique ácido. Veja a reação de hidrólise do NH4Cl: 

• Sais de ácidos fracos e bases fortes
Somente o ânion do sal (proveniente de um ácido) se hidroliza, liberando íons OH-, o que fará com que o pH da solução final fique básico. Veja a reação de hidrólise do Na2CO3:

• Sais de ácidos fracos e bases fracas
Tanto o cátion quanto o ânion sofrerão hidrólise. O pH da solução final dependerá da constante de ionização do ácido e da base formados. A solução será ligeiramente ácida se a constante de ionização do ácido for mais alta que a da base, se acontecer o contrário, a solução será ligeiramente básica. Caso as constantes de ionização do ácido e da base sejam equivalentes, a solução resultará neutra. Exemplo:

      Sabendo-se que a constante de ionização do ácido HCN é 5.10-10 e a da base NH4OH é 2.10-5, pode-se concluir que a solução resultante é ligeiramente básica, já que a constante de ionização da base formada é mais alta que a do ácido. 

• Sais de ácidos fortes e bases fortes
Neste caso, a hidrólise não ocorre, pois os cátions e ânions reagirão com a água formando os ácidos e bases originais, que, por serem fortes, se dissociarão novamente. Sendo assim, teremos todos os íons separados e a solução permanecerá neutra. Exemplo: 

       Os sais formados por um ácido e uma base fortes, bem como os formados por um ácido e uma base fracos, são usados para a formação soluções “tampão”, que são soluções que atenuam a variação do valor do pH, mantendo-o aproximadamente constante. Um dos sistemas tampões mais importante é o do sangue. O seu pH é de aproximadamente 7,4 e alterações nesse valor produzem efeitos na função celular. Um pH sanguíneo menor que 6,8 ou maior que 8 são mortais para o homem.

Exercitando: 

01) A 100 ml de uma solução de hidróxido de sódio de concentração molar igual a 0,1 mol/L foram adicionados 150 ml de uma solução de ácido clorídrico de mesma concentração molar, segundo a reação descrita abaixo:

NaOH + HCl -> NaCl + H2O . O pH da solução resultante será: Dado: log 2 = 0,3 e log 10 = 1,0 R: 1,7

 Resolução:

      O número de mols de cada participante:

NaOH :

0,1 mol/L x 100ml = 10mmol 

HCl :

0,1 mol/L x 150 ml = 15 mmol

       Como a proporção estequiométrica é 1:1 percebe-se que sobrará HCl

15mmol - 10mmol = 5mmol de HCl

O volume final a mistura é => 150ml + 100ml = 250ml

A molaridade do HCl será:

M = 5mmol / 250ml = 0,02 mol/L


       Então o pH da solução será:

pH = - log [0,02]

pH = - ( log 2.10-²)

pH = - ( log 2 + log 10-²)

pH = - ( 0,3 - 2)

pH = 1,7 => Resposta

 Comentário : Nível intermediário  requer conhecimento das transformações de unidade de medidas, e potencial hidrogeniônico.

02) Determine a massa do hidróxido de potássio (KOH) que deve ser dissolvida em 0,500 l de água para que a solução resultante tenha um pH = 13 a 25ºC.

Resolução: 

* pH+pOH = 14. Assim, se pH = 13, pOH = 1. 
pOH = - log [OH-] 
1 = - log [OH-] 
Assim, [OH-] = 0,1 mol/L 
Como KOH é uma base bastante forte, considera-se como totalmente dissociada. 
M = n/V 
0,1 = n/0,5 (lembre-se que o volume utilizado deve ser em litros) 
n = 0,05 mols 

1 mol KOH ----- 56 g 
0,05 mol KOH ----- X 
X = 2,8 g de KOH 

Comentário : Nível intermediário  requer conhecimento da fórmula do potencial hidrogeniônico,  bases e ácidos, cálculo algébrico "meio pelos extremos".

 03) Temos uma solução tampão formada por HAc 0,10 M e NaAc 0,10M. Dado: Ka HAc = 1,75 x 10-5

a) Calcule o pH desta solução

Resolução: 

O tampão já está preparado:
HAc + H2O <---> H3O+ + Ac-
0,1M...............................0,1M

a) Agora é só descobrir a |H3O+| através do Ka:
Ka = 1,75x10^-5 mol/L

1,75x10^-5 = |H3O| . 0,1 / 0,1
|H3O+| = 1,75x10^-5 mol/L

Formula do pH:
pH = -log |H3O+|
pH = -log 1,75x10^-5
pH = 4,75696
pH = 4,75

Comentário : Nível intermediário, requer conhecimento a respeito de Ka, potencial hidrogeniônico.