solu es aquosas de subst ncias inorg nicas l.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Soluções aquosas de substâncias inorgânicas PowerPoint Presentation
Download Presentation
Soluções aquosas de substâncias inorgânicas

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 45

Soluções aquosas de substâncias inorgânicas - PowerPoint PPT Presentation


  • 435 Views
  • Uploaded on

UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA Centro de Ciências Exatas e da Natureza Departamento de Química Química Analítica Clássica . Soluções aquosas de substâncias inorgânicas. Profa. Kátia Messias Bichinho 2010/2. Química Analítica Clássica. Soluto. Solvente. O que é uma solução?.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Soluções aquosas de substâncias inorgânicas' - JasminFlorian


Download Now An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
solu es aquosas de subst ncias inorg nicas

UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA

Centro de Ciências Exatas e da NaturezaDepartamento de Química

Química Analítica Clássica

Soluções aquosas de substâncias inorgânicas

Profa. Kátia Messias Bichinho

2010/2

o que uma solu o

Química Analítica Clássica

Soluto

Solvente

O que é uma solução?

Reações Químicas

Solução produto homogêneo obtido quando se dissolve uma substância (soluto) em um solvente.

Solução aquosa quando o solvente é a água.

a import ncia de solu es aquosas

Química Analítica Clássica

  • Mais de 2/3 do planeta é coberto por água;
  • Substância mais abundante no corpo humano;
  • Propriedades físico-químicas únicas;
  • Solvente para uma ampla variedade de substâncias, sendo considerado como solvente universal;
  • Diversas reações bioquímicas, que garantem o adequado funcionamento do organismo humano, envolvem substâncias dissolvidas em água;
  • Inúmeras reações químicas conhecidas ocorrem em meio aquoso.

A importância de soluções aquosas?

o que s o eletr litos o que s o n o eletr litos

Química Analítica Clássica

O que são eletrólitos?O que são não-eletrólitos?

Eletrólitossão substâncias químicas que formam íons quando dissolvidas em água ou outro solvente e assim produzem soluções que conduzem a corrente elétrica.

Eletrólitos Corrente elétrica

o que s o eletr litos o que s o n o eletr litos5

Química Analítica Clássica

O que são eletrólitos?O que são não-eletrólitos?

Corrente elétrica

Conduz eletricidade

Não conduz eletricidade

Sofremmodificações

Não se modificam

Não - Eletrólitos

Eletrólitos

Substâncias inorgânicas (ácidos, bases e sais)

Substâncias orgânicas (glicose, glicerina etc.)

slide7

Química Analítica Clássica

Teoria de dissociação eletrolítica

Corrente elétrica conduzida pela migração de partículas carregadas em soluções de eletrólitos;

Soluções de eletrólitos  nº de partículas é 2, 3 ou mais vezes maior que nº de moléculas dissolvidas.

slide8

Química Analítica Clássica

Teoria de dissociação eletrolítica

Teoria de Arrhenius moléculas dissociam-se reversivelmente em átomos ou grupamentos de átomos carregados que conduzem corrente elétrica.

slide9

Química Analítica Clássica

Teoria de dissociação eletrolítica

Teoria de Debye-Hückelexplica porque a condutividade molar de soluções de eletrólitos fortes é maior quando as soluções são mais diluídas.

Efeitodesolvatação

Efeitoeletroforético

slide10

Química Analítica Clássica

Teoria de dissociação eletrolítica

Processo desolvatação

Solubilização

Composto iônico

NaCl  Na+ + Cl-

CH3OH

Dissolução apenas

Dissociação eletrolítica

slide11

Química Analítica Clássica

Teoria de dissociação eletrolítica

Dissociação eletrolítica de substâncias inorgânicas:

NaCl  Na+ + Cl-

MgSO4  Mg2+ + SO42-

CaCl2  Ca2+ + 2Cl-

Na2SO4  2Na+ + SO42-

Cargas positivas = cargas negativas

nº de cargas do íon = valência

slide12

Química Analítica Clássica

Teoria de dissociação eletrolítica

Grau de dissociação de uma substância química

 Não há dissociação

 Dissociação Total

slide13

Química Analítica Clássica

O que são eletrólitos fortes?

Eletrólitos fortes são substâncias químicas que se ionizam completamenteem um solvente.

O que são eletrólitos fracos?

Eletrólitos fracos são substâncias químicas que se ionizam parcialmente em um solvente.

slide14

Química Analítica Clássica

Eletrólito fraco Ex: ácido acético (CH3COOH)

Eletrólito Forte  Ex: cloreto de sódio (NaCl)

slide15

Química Analítica Clássica

Teoria de dissociação eletrolítica

Exemplos de eletrólitos fortes e fracos

TABELA 9-1 - Classificação de Eletrólitos

FORTES

1.Ácidos inorgânicos como HNO3, HClO4, *H2SO4, HCl, HI, HBr, HClO3, HBrO3

2.Hidróxidos alcalinos e alcalino-terrosos;

3. A maioria dos sais.

*H2SO4é completamente dissociado para formar os íons HSO4- e H3O+ e, por essa razão, é considerado um eletrólito forte. Deve-se

observar, entretanto, que o íon HSO4- é um eletrólito fraco, sendo apenas parcialmente dissociado para formar SO42- e H3O+.

slide16

Química Analítica Clássica

Teoria de dissociação eletrolítica

Exemplos de eletrólitos fortes e fracos

  • TABELA 9-1 - Classificação de Eletrólitos
  • FRACOS
  • Ácidos inorgânicos, incluindo H2CO3, H3BO3, H3PO4, H2S,
  • H2SO3;
  • 2. A maioria dos ácidos orgânicos;
  • 3. Amônia e a maioria das bases orgânicas;
  • 4. Haletos, cianetos e tiocianatos.
slide17

Química Analítica Clássica

EQUILÍBRIO QUÍMICO

Considerações

1. As reações químicas não resultam na completa conversão de reagentes em produtos.

2. As reações químicas tendem a um estado de equilíbrio químico, descrito como a condição de reação em que a razão das concentrações de reagentes e produtos é constante.

3. A constante de equilíbrio químicode uma dada reação é a expressão algébrica da razão das concentrações entre reagentes e produtos.

slide18

Química Analítica Clássica

EQUILÍBRIO QUÍMICO

ác.arsênico

iodeto

ác.arsênioso

triideto

slide19

Química Analítica Clássica

EQUILÍBRIO QUÍMICO

Posição de equilíbrio químico: relação de concentração no estado de equilíbrio, que independe do caminho pelo qual o estado de equilíbrio foi alcançado, ou seja, considerado para reações reversíveis.

Importante:as reações químicas não cessam quando o estado de equilíbrio químico é atingido. Em vez disso, as quantidades de reagentes consumidos e produtos formados são constantes, pois as velocidades das reações direta e inversa são idênticas.

slide20

Química Analítica Clássica

EQUILÍBRIO QUÍMICO E O PRINCÍPIO DE LE CHATELIER

Perturbação aplicada ao sistema: altera a posição do equilíbrio. São exemplos de perturbações variações de temperatura, pressão ou concentração de reagentes ou produtos.

Princípio de Le Chatelier diz que a posição de um equilíbrio químico sempre é deslocada no sentido que alivia ou minimiza a perturbação que é aplicada a um sistema.

slide21

Química Analítica Clássica

EQUILÍBRIO QUÍMICO E O PRINCÍPIO DE LE CHATELIER

1. Variação de temperatura aplicada a um sistema em estado de equilíbrio químico:

A formação de amônia a partir de seus elementos é uma reação revesível: N2(g) + 3H 2(g)  2NH3(g)

A formação da amônia é acompanhada pelo desprendimento de calor, ou seja, é uma reação exotérmica.

A reação reversa, no entanto, absorve calor, ou seja, é uma reação endotérmica.

Se a temperatura do sistema em equilíbrio é aumentada, a reação que absorve calor será favorecida , promovendo decomposição da amônia até atingir novo estado de equilíbrio químico.

Se resfriarmos o sistema, favoreceremos a formação da amônia.

slide22

Química Analítica Clássica

EQUILÍBRIO QUÍMICO E O PRINCÍPIO DE LE CHATELIER

2. Variação de pressão aplicada a um sistema em estado de equilíbrio químico:

A formação de iodeto de hidrogênio a partir de seus elementos é uma reação revesível em fase gasosa:

1H2(g) + 1I2(g) 2HI(g)

Os coeficientes estequiométricos das moléculas em cada lado da equação são iguais, ou seja, mesmo número de móis de reagentes e de produtos: não existe variação de volume quando se forma o HI.

Nessa condição, se ocorrer um aumento de pressão, ambos as reações direta e inversa serão afetadas, ou seja, a composição da mistura no equilíbrio químico permanece constante.

slide23

Química Analítica Clássica

EQUILÍBRIO QUÍMICO E O PRINCÍPIO DE LE CHATELIER

2. Variação de pressão aplicada a um sistema em estado de equilíbrio químico:

Se avaliarmos a reação para a formação da amônia, o número de móis dos reagentes é quatro enquanto que do produto é dois:

1N2(g) + 3H 2(g) 2NH3(g)

Isto significa que há diminuição de volume quando a amônia é formada. Um aumento da pressão favorecerá a formação da amônia, ou seja, favorecerá a formação de substâncias que ocupam um volume menor.

* Lembre que aumentando a pressão, diminui o volume.

slide24

Química Analítica Clássica

EQUILÍBRIO QUÍMICO E O PRINCÍPIO DE LE CHATELIER

3. Adição de reagentes ou produtos a um sistema em estado de equilíbrio químico.

Considerando a reação:

1H2(g) + 1I2(g) 2HI(g)

Adicionando-se uma quantidade de hidrogênio à mistura em estado de equilíbrio químico, observa-se aumento da quantidade de iodeto de hidrogênio quando o novo equilíbrio químico é atingido, ou seja, o sistema reagiu para remover parte do hidrogênio adicionado e deslocou a posição de equilíbrio para a formação de HI.

slide25

Química Analítica Clássica

EQUILÍBRIO QUÍMICO E A LEI DA AÇÃO DAS MASSAS

O deslocamento da posição de equilíbrio químico decorrente da variação da quantidade de uma ou mais espécies químicas participantes de um sistema é chamado de Efeito da Ação das Massas.

slide26

Química Analítica Clássica

EQUILÍBRIO QUÍMICO E A LEI DA AÇÃO DAS MASSAS

Deslocamento na posição do equilíbrio provocada pela adição de um dos reagentes ou produtos

Lei da ação das massas

Equilíbrio químico:estado dinâmico no qual as velocidades das reações direta e inversa são idênticas.

slide27

Química Analítica Clássica

EQUILÍBRIO QUÍMICO

Expressão da constante de equilíbrio químico

wW + xX ⇆ yY + zZ

V1 = k1 x [W]w x [X]x V1 = V2

V2 = k2 x [Y]y x [Z]z

Forma aproximada da constante de equilíbrio termodinâmica

  • Obs: produtos sempre no numerador e reagentes no denominador.
slide28

Química Analítica Clássica

EQUILÍBRIO QUÍMICO

Expressão da constante de equilíbrio químico

wW + xX ⇆ yY + zZ

Forma aproximada da constante de equilíbrio termodinâmica

  • K é a constante de equilíbrio da reação.
  • [W], [X], [Y], [Z] concentração molar ou pressão parcial (atm)
  • Se W, X, Y ou Z for um sólido ou um líquido puro, as concentrações destas espécies não serão incluídas na equação.
slide29

Química Analítica Clássica

Constantes de equilíbrio químico

slide30

Química Analítica Clássica

EQUILÍBRIO QUÍMICO

Expressão exata da constante de equilíbrio

Constante de equilíbrio termodinâmica

aY, az, aw e axsão as atividades das espécies Y, Z, W e X.

slide31

Química Analítica Clássica

EQUILÍBRIO QUÍMICO

Expressão exata da constante de equilíbrio

Constante de equilíbrio termodinâmica

aY, az, aw e axsão as atividades das espécies Y, Z, W e X.

A atividade de uma espécie química, uma grandeza termodinâmica, permite contabilizar os efeitos de eletrólitos sobre os equilíbrios químicos.

A atividade ou concentração efetiva de uma espécie química depende da força iônica do meio.

slide32

Química Analítica Clássica

EQUILÍBRIO QUÍMICO

Efeitos dos eletrólitos sobre os equilíbrios

Por que o conceito de atividade é importante?

Porque em equilíbrios iônicos, a atividade de uma espécie química e sua respectiva concentração podem ser significativamente diferentes.

* Os equilíbrios também podem ser afetados por eletrólitos presentes na solução, mesmo que não estejam participando efetivamente da reação.

slide33

Química Analítica Clássica

EQUILÍBRIO QUÍMICO

Efeitos dos eletrólitos sobre os equilíbrios

Por que ocorre o efeito de um eletrólito?

O efeito de um eletrólito ocorre devido à atração eletrostática que se estabelece entre os íons do eletrólito e os íons da espécie química reagente de carga oposta Efeito salino ou efeito de blindagem.

* Os equilíbrios também podem ser afetados por eletrólitos presentes na solução, mesmo que não estejam participando efetivamente da reação.

slide34

Química Analítica Clássica

EQUILÍBRIO QUÍMICO

Efeitos dos eletrólitos sobre os equilíbrios

Por que ocorre o efeito salino?

Eletrólitos que produzem íons de carga simples, como o NaCl e o KNO3, promovem efeitos similares, independentemente da natureza química do eletrólito, ou seja, o efeito está associado à valência.

Quando apenas espécies neutras estão presentes, o efeito do eletrólito praticamente não é percebido no equilíbrio.

* A magnitude do efeito do eletrólito é tanto maior quanto maior a carga: EFEITOCARGA

slide35

Química Analítica Clássica

EQUILÍBRIO QUÍMICO

Força iônica do meio reacional

Em uma faixa de concentração considerável do eletrólito, o efeito do eletrólito depende apenas de um parâmetro de concentração chamado FORÇA IÔNICA , : quantidade e tipo de espécies iônicas em solução.

 =1/2 ([A]ZA2 + [B]ZB2 + [C]ZC2 .....)

[A], [B], [C]  concentração molar dos íons em solução

Za, Zb, Zc  carga dos íons

Para soluções com  0,1  O efeito do eletrólito nãodepende do tipodos íons, depende de .

slide36

Química Analítica Clássica

EQUILÍBRIO QUÍMICO

Exercícios

1. Calcule a força iônica µ de:

a) uma solução de KNO3 0,1 mol L-1

b) uma solução de Na2SO4 0,1 mol L-1

c) compare a força iônica e a concentração molar

 =1/2 ([A]ZA2 + [B]ZB2 + [C]ZC2 .....)

slide37

Química Analítica Clássica

EQUILÍBRIO QUÍMICO

Exercícios

2. Qual é a força iônica µ de uma solução 0,05 mol L-1 em KNO3 e 0,1 mol L-1 Na2 SO4 ? Compare a força iônica e a concentração molar.

 =1/2 ([A]ZA2 + [B]ZB2 + [C]ZC2 .....)

slide38

Química Analítica Clássica

EQUILÍBRIO QUÍMICO

Atividade, coeficiente de atividade e concentração

O coeficiente de atividade é uma grandeza que permite relacionar a atividade e a concentração da espécie química no meio.

aXatividade da espécie X

[X]  concentração molar;

Xgrandeza adimensional chamada coeficiente de atividade

slide39

Propriedades do coeficiente de atividade ()

  •  é uma medida de quanto a espécie influencia o equilíbrio do qual participa:
  • Soluções diluídas  é mínima  =1  aX =[X]
  • A  moderada ( < 0,1)  < 1
  • A altos  ( > 0,1)  pode ser maior que 1. Interpretação do comportamento da solução é mais difícil.
  • Em soluções não muito concentradas:
  •  independe do TIPO do eletrólito
  •  depende apenas de 
  •   1, para molécula não carregada (independentemente da força iônica);
  • Para uma determinada  de íons de mesma carga são aproximadamente iguais, pequenas variações são atribuídas ao tamanho do íon hidratado.
  •  de um determinado íon  descreve seu comportamento em todos os equilíbrios em que ele participa.
slide40

Química Analítica Clássica

Atividade, coeficiente de atividade e concentração

  • a) À medida que:
  • zero
      •  1
  • aX [X]
  • b) Para uma determinada  , o coeficiente de atividade se distancia cada vez mais da unidade à medida que a carga da espécie iônica aumenta.
  • c) µ   

O efeito da força iônica µ sobre os coeficientes de atividade 

slide41

Química Analítica Clássica

Atividade, coeficiente de atividade e concentração

O coeficiente de atividade para uma molécula não carregada é aproximadamente unitário, independente da força iônica.

Em uma dada força iônica, os coeficientes de atividade dos íons de mesma carga são aproximadamente iguais . As pequenas variações que existem tem relação com o diâmetro efetivo dos íons hidratados. Exemplo: íons sódio e íons potássio.

slide42

Química Analítica Clássica

Atividade, coeficiente de atividade e concentração

O coeficiente de atividade de uma dada espécie descreve o comportamento efetivo da espécie em todos os equilíbrios em que ela participa. Por exemplo, em uma dada força iônica, o coeficiente de atividade do cianeto (CN-) descreve dessa espécie em qualquer um dos equilíbrios:

HCN + H2O ↔ H3O+ + CN-

Ag+ + CN- ↔ AgCN(s)

Ni2+ + 4CN- ↔ Ni(CN)42-

slide43

Química Analítica Clássica

Equação de Debye-Hückel

Em 1923, Debye e Hückel utilizaram o modelo iônico para descrever uma equação que permitisse calcular o coeficiente de atividade de íons a partir suas cargas e de seu tamanho médio de íon hidratado.

slide44

Química Analítica Clássica

Equação de Debye-Hückel

para   0,1 mol L-1

  • X = coeficiente de atividade da espécie X;
  • ZX = carga da espécie X;
  • = força iônica da solução;
  • X = diâmetro efetivo do íon X hidratado em nanômetros (10-9 m)
  • 0,51 e 0,33  constantes (para soluções aquosas a 25 0C)
slide45

Química Analítica Clássica

Atividade e coeficientes de atividade para íons a 250 C