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Química: Equilíbrio de ácidos e bases com bases fracas | Khan Academy

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RKA1JV – Reação entre amônia e água

A amônia é uma base fraca e, quando reage com a água, a água atua como um ácido, funcionando como um ácido Brönsted-Lowry (BLA). A água doa um próton para a amônia, que aceita esse próton e funciona como uma base. Portanto, podemos representar essa reação como BLA, em que BLA significa ácido Brönsted-Lowry.

O par de elétrons do nitrogênio na amônia pega o próton doado pela água, formando íons amônio. Esses elétrons são mostrados em vermelho. O próton deixa para trás o oxigênio da água. Assim, temos a formação de um íon amônio, que é um íon positivo (NH₄⁺), e um íon hidróxido (OH⁻).

Podemos generalizar essa reação utilizando uma base genérica, que chamaremos de “B”. Quando B reage com água, a água doa um próton para a base, formando BH⁺ e OH⁻. Essa reação pode ser representada pela equação B + H₂O ⇌ BH⁺ + OH⁻.

A constante de equilíbrio para essa reação é chamada de Kb, que é igual à concentração do produto, BH⁺, multiplicada pela concentração de OH⁻, dividida pela concentração do reagente B. Kb representa a constante de dissociação ou ionização de uma base. Quanto maior o valor de Kb, mais forte é a base. Assim como fizemos com a constante Ka para ácidos, podemos calcular o pKb, que é igual a -log Kb.

Vamos comparar a amônia com a anilina como exemplos de duas bases fracas. O valor de Kb para a amônia é 1,8 x 10⁻⁵, enquanto o valor de Kb para a anilina é 4,3 x 10⁻¹⁰. Percebemos que Kb para a amônia é maior do que Kb para a anilina, portanto, a amônia é uma base mais forte do que a anilina.

Agora, vamos fazer um exercício. Calcular o pH de uma solução 0,5 molar de NH₃. Primeiro, devemos montar uma tabela de equilíbrio químico:

ReagentesConcentração InicialVariaçãoConcentração Final
NH₃0,5 M-x0,5 – x M
NH₄⁺0 M+xx M
OH⁻0 M+xx M

Agora podemos escrever a expressão para Kb: Kb = /. O valor de Kb para a amônia é 1,8 x 10⁻⁵.

Podemos substituir os valores na equação: 1,8 x 10⁻⁵ = x * x / (0,5 – x).

Simplificando, encontramos x = 0,003 M. O valor de x é a concentração de OH⁻.

Agora podemos calcular pOH: pOH = -log(0,003) = 2,52.

Finalmente, podemos calcular o pH usando a fórmula pH + pOH = 14: pH = 14 – 2,52 = 11,48.

Portanto, o pH de uma solução 0,5 molar de NH₃ é 11,48.

Fonte: EQUILÍBRIO DE BASES FRACAS | Ácidos e bases | Química | Khan Academy por Khan Academy Brasil