Objectivos de aprendizagem
- Definir a constante ião-produto da água.
- Definir solução ácida.
- Definir solução básica.
- Utilizar a constante para calcular ou quando a outra for conhecida.
O que há dentro?
De uma vez, você poderia tirar as tampinhas da parte superior da bateria de um carro e verificar o estado do ácido sulfúrico no interior. Se ficasse baixo, podias adicionar mais ácido. Mas, o ácido sulfúrico é perigoso, por isso as baterias estão agora seladas para proteger as pessoas. Por causa da natureza perigosa do ácido, não é uma boa idéia cortar em uma bateria para ver como ela se parece – você poderia ter queimaduras ácidas.
O produto iônico da água
A auto-ionização da água (o processo no qual a água ioniza os íons hidrogênio e íons hidróxidos) ocorre em uma extensão muito limitada. Quando duas moléculas de água colidem, pode ocorrer a transferência de um íon hidrogênio de uma molécula para a outra. Os produtos são um íon de hidrônio carregado positivamente e um íon de hidróxido carregado negativamente.
Usamos frequentemente a forma simplificada da reação:
A constante de equilíbrio para a auto-ionização da água é referida como o íon-produto da água e recebe o símbolo 
.
O ião-produto da água 
é o produto matemático da concentração de íons hidrogênio e íons hidróxidos. Note-se que o H 2 O não está incluído na expressão ião-produto porque é um líquido puro. O valor de é muito pequeno, de acordo com uma reacção que favorece os reagentes. A 25°C, o valor experimentalmente determinado de em água pura é 1,0 × 10 -14 .
Em água pura, as concentrações de hidrogênio e íons hidróxidos são iguais entre si. Diz-se que a água pura ou qualquer outra solução aquosa em que esta proporção se mantenha neutra. Para encontrar a molaridade de cada íon, toma-se a raiz quadrada de .
Uma solução ácida é uma solução em que a concentração de íons hidrogênio é maior que a concentração de íons hidróxidos. Por exemplo, o cloreto de hidrogénio ioniza para produzir iões H + e Cl – ao dissolver-se na água.
Isto aumenta a concentração de iões H + na solução. De acordo com o princípio de LeChâtelier, o equilíbrio representado por 
é forçado para a esquerda, em direção ao reagente. Como resultado, a concentração do íon hidróxido diminui.
Uma solução básica é uma solução em que a concentração de íons hidróxidos é maior do que a concentração de íons hidrogênio. O hidróxido de potássio sólido dissocia-se na água para produzir iões de potássio e iões de hidróxido.
O aumento da concentração de iões OH – causa uma diminuição na concentração dos iões H + e o produto iónico dos restos permanece constante
Problema da amostra: Utilização de para uma solução aquosa
Ácido clorídrico (HCl) é um ácido forte, o que significa que é 100% ionizado em solução. O que é e em uma solução de 2,0 × 10 3 M HCl?
Passo 1: Liste os valores conhecidos e planeje o problema .
Conhecido
- = 2,0 × 10 -3 M
-
Desconhecido
- = ? M
- = ? M
Porque o HCl é 100% ionizado, a concentração de H + iões em solução será igual à concentração original de HCl. Cada molécula de HCl que estava originalmente presente ioniza em um íon H + íon e em um íon Cl – íon. A concentração de OH – pode então ser determinada a partir do e .
Passo 2: Resolva .
Passo 3: Pense no seu resultado.
O resultado é muito mais elevado do que o resultado porque a solução é ácida. Como em outras constantes de equilíbrio, a unidade para é normalmente omitida.
Resumo
- A auto-ionização da água é descrita e uma constante de ionização para o processo é indicada.
- Soluções ácidas e básicas são definidas.
- Cálculos usando são ilustrados.
Prática
Ler as duas primeiras páginas deste folheto sobre ionização da água e fazer esses problemas de prática.
Revisão
- O que é uma solução ácida?
- O que é uma solução básica?
- O que é uma solução que tem um de
?
Glossary
- solução ácida: Uma solução na qual a concentração de íons hidrogênio é maior que a concentração de íons hidróxidos.
- solução básica: Solução na qual a concentração de íons hidróxidos é maior do que a concentração de íons hidrogênio.
- íon-produto da água : O produto matemático da concentração de íons hidrogênio e íons hidróxidos.
- auto-ionização da água: O processo no qual a água ioniza os íons hidrogênio e íons hidróxidos.
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