Reações Químicas: Aspectos Qualitativos

1. Cloreto de hidrogênio, HCℓ, é uma substância gasosa e é ácido de Arrhenius. Hidróxido de sódio, NaOH, é um sólido e é base de Arrhenius. Escreva equações que representem os comportamentos ácido do HCℓ e básico do NaOH.

HCl(aq)  Cl-(aq) + H+(aq)

NaOH(s)  Na+(aq) + OH-(aq)

2. Considere a reação do HCℓ(g) com água e diga por quê:

HCl(aq) + H2O(l)  Cl-(aq) + H3O+(aq)

i) Cloreto de hidrogênio comporta-se como ácido de Brönsted-Lowry;

O cloreto de hidrogênio é um ácido de Brönsted-Lowry porque libera o próton H+ em solução aquosa. Esta espécie química é o ácido e o Cl-, sua base conjugada.

ii) Água comporta-se como uma base de Brönsted-Lowry.

A água, por sua vez, recebe o próton H+, atraindo-o eletrostaticamente e formando o íon hidrônio (H3O+), seu ácido conjugado.

3. Considere a reação entre NH3(g) e água e diga por quê:

NH3(aq) + H2O(l) <-> NH4+(aq) + OH-(aq)

i) Água comporta-se como ácido de Brönsted-Lowry;

A água libera o próton H+, originando o íon hidróxido, sua base conjugada.

ii) Amônia comporta-se como base de Brönsted-Lowry.

A pequena fração de amônia que reage com a água recebe o próton H+, produzindo o íon NH4+, seu ácido conjugado.

4. Qual é o íon responsável pelas propriedades básicas de muitas substâncias?

O íon OH-.

5. Escreva uma equação que represente o comportamento básico do carbonato de sódio em água e explique qual espécie atua como ácido e qual atua como base.

Na2CO3(aq) + H2O(l) <-> 2 Na+(aq) + CO3-(aq)

CO3-(aq) + 2 H2O(l) <-> H2CO3(aq) + 2 OH-(aq)

Base 1 ácido 2 ácido 1 base 2

EXPERIMENTO 1

I) Medir, usando papel indicador, o pH da água destilada;

pH = 7

II) Medir, agora, o pH das seguintes soluções e compará-lo com o da água destilada: solução 0,1 mol/ℓ de HCℓ e 0,1 mol/ℓ de NaOH.

pH do HCℓ = 1 (Inferior ao da água)

pH do NaOH = 13 (Superior ao da água)

Levando em conta que para valores de pH abaixo do da água pura, a substância é considerada como um ácido nesse meio e, para aqueles acima do da água, a substância é considerada como uma base, como você classifica as substâncias testadas no item 2, de acordo com seu comportamento em água? Justifique sua resposta.

O ácido clorídrico é um ácido enquanto o hidróxido de sódio é uma base em água.

III)Tomar um pouco de cada um dos sólidos a seguir, misturá-los com água, e medir o pH das respectivas misturas formadas. Sólidos: cloreto de sódio, cloreto de amônio, acetato de sódio, hidrogenocarbonato de sódio e carbonato de sódio.

Solução aquosa de pH da solução Tipo de solução Espécie que reage com água

Cloreto de sódio 7 Neutra ----------------

Cloreto de amônio 6 Ácida NH4+

Acetato de sódio 9 Básica CH3COO-

Hidrogenocarbonato de sódio 9 Básica HCO3-

Carbonato de sódio 10 Básica CO3-

Analise os resultados levando em conta os valores de pH obtidos e classifique cada substância de acordo com o comportamento ácido-base em água.

ATENÇÃO: se o valor do pH for igual ao da água, classifique a substância como neutra.

Para cada substância usada no item 3, identifique a espécie química que reagiu com a água e diga porque você assim decidiu.

Nenhum dos íons da solução de cloreto de sódio reage com a água.

NH4(aq) + H2O(l) <-> NH3(aq) + H3O+(aq)

CH3COO-(aq) + H2O(l) <-> CH3COOH(aq) + OH-(aq)

HCO3-(aq) + H2O(l) <-> H2CO3(aq) + OH-(aq)

CO3-(aq) + 2 H2O(l) <-> H2CO3(aq) + 2 OH-(aq)

A solução de cloreto de sódio é composta pelo cátion sódio e ânion cloreto.

Os cátions dos grupos 1 e 2 da tabela periódica, como o Na+, têm caráter neutro em meio aquoso (não reagem com a água). O ânion Cl- é uma base fraca porque é derivado do cloreto de hidrogênio (ácido forte) e, por isso, não adquire o próton da água. Como consequência, o meio fica neutro.

A solução de cloreto de amônio contém os íons amônio e cloreto. O íon amônio é derivado da base fraca amônia e, por isso é um ácido forte. Ele reagirá com a água, doando o próton H+. A água receberá este próton, formando o íon hidrônio. Por esse motivo, o meio se tornará ácido.

Na solução de acetato de sódio existem os íons sódio e acetato. O íon acetato é derivado do ácido acético (fraco) e, portanto, será uma base forte. Desta forma, este íon receberá o próton H+ da água para formar o ácido acético. Como a água perdeu o próton, sobrará na solução o íon hidroxônio e o meio se tornará básico.

O hidrogenocarbonato de sódio se ioniza parcialmente nos íons sódio e bicarbonato. A espécie HCO3- é oriunda de um ácido fraco (H2CO3), sendo então, uma base forte. Este íon tomará o próton da água, deixando o meio básico.

Na solução de carbonato de sódio, o íon carbonato será a base forte (derivado do ácido fraco carbônico) e deixará o meio básico.

6. Discuta o que acontece com a concentração de H3O+ quando