Aula analitoca

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Equilíbrio Químico
Aula 2c
08/2020
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QUI 208 – Química Analítica F
1°/2020
Atividade e 
Coeficientes de 
atividade
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Efeito da Força Iônica nos Equilíbrios
3
 O aumento da concentração total de íons na solução (força
iônica) aumenta a atmosfera iônica ao redor dos cátions e
dos ânions.
 Atmosfera Iônica é a carga líquida positiva ao redor de
um ânion ou a carga líquida negativa ao redor de um cátion.
 A atmosfera iônica atenua a atração entre cátions e ânions
em solução, pois as cargas líquidas de cada íon se tornam
menores.
 O aumento da força iônica reduz a atração entre os íons
e, portanto, aumenta a dissociação em solução.
Força Iônica (µ)
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 É uma medida da concentração total de
íons em solução.
 =
ci é a concentração do i-ésimo íon e zi a sua carga.
A soma se aplica a todos os íons em solução.
Força Iônica (µ)
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Ex.) Calcule a força iônica de uma solução formada por 0,020
mol/L de KBr e 0,010 mol/L de Na2SO4.
 = ½ {[K+]x(+1)2 + [Br-]x(-1)2 + [Na+]x(+1)2 + [SO4
2-]x(-2)2 }
 = ½ {(0,020x1)+(0,020x1)+(0,020x1)+(0,010x4)} = 0,050 mol/L
0,020 mol/L KBr 0,030 mol/L Na2SO4
Força Iônica (µ)
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Coeficientes de Atividade ()
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 Para se considerar o efeito da força iônica nas reações
químicas, nas equações das constantes as concentrações
devem ser substituídas por suas respectivas atividades.
AC= [C].C
Ac é a atividade da espécie c;
c é o coeficiente de atividade da espécie c, dependente de ,
da carga e do tamanho de cada íon  valores tabelados (ou
calculados pela Eq. de Debye-Hückel).
ATIVIDADE (A)
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 Representa a concentração efetiva, que
considera o comportamento do soluto no seio
da solução. Um íon em solução fica rodeado
de outros íons de cargas opostas à sua. É
impossível separar íons negativos de íons
positivos.
Atividade (A)
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 Reescrevendo a constante de equilíbrio
para a reação:
aA + bB = cC + dD
Fatores que afetam os Valores de 
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1) Força Iônica: com o aumento de , diminui o valor de 
  1, quando   0
em soluções diluídas, vale a aproximação 1, ou seja: [C]  AC
2) Carga do Íon: com o aumento
da carga do íon, aumenta o
desvio negativo de  da unidade
Fatores que afetam os Valores de 
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3) Raio de Hidratação: quanto menor o raio de hidratação do
íon (tamanho efetivo do íon), maior o desvio negativo de  da
unidade.
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Coeficientes de Atividade ()
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 Compostos Não Iônicos: não possuem atmosférica iônica,
porque não têm carga   = 1, independente de 
 Coeficientes de atividade podem ser estimados através da
Equação de Debye-Hückel estendida (válida p/ 0,1 mol/L):
a 25 oC
 é o raio de hidratação
 Forças Iônicas altas: a Equação acima não vale mais e,
acima de   1 mol/L, os valores de  aumentam e podem ser
maiores que 1. Situação mais complexa, pois o solvente não é
mais apenas água (discussão além deste curso)
Redefinição do Conceito de pH
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 Medidas de pH devem ser feitas com a força iônica
controlada. Pode-se usar um tampão de força iônica.
 Não precisamos conhecer o valor da força iônica, mas
devemos mantê-la praticamente constante durante as medidas
de pH.
pH = - log(AH+) = - log ([H
+].H+)
Exercícios
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1) Calcule o pH de uma solução de HBr 0,10 mol/L considerando a
atividade. Dado para o H3O
+: α = 900 pm
�� = − log �����
����� = [���
�] × �����
�������� =
−0,51�� �
1 + (�
�
305
)
� = ����� �� �
� = ���ç� �ô���� �� ����çã�
� = ��â����� ������� �� í�� ℎ�������� ��
[���
�] = 0,10 ���/� ����� =?
Exercícios
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� =
1
2
�� × +1 � + ��� × (−1)�
� = 0,10 ���/�
�������� =
−0,51(+1)� 0,10
1 + (900
0,10
305
)
����� = 0,83
�� = − log{[���
�] × �����}
� =
1
2
0,10 × +1 � + 0,10 × (−1)� �� = − log{0,10 × 0,83}
i) �������� � ���ç� �ô���� �� ����çã�
i�) �������� � ����������� �� ���������
i��) �������� � �� �� ����çã�
�� = �, ��
�� = − log{0,083}
Exercícios
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2) Calcule o pH de uma solução de HBr 0,010 mol/L na presença
de KBr 0,090 mol/L.
�� = − log �����
����� =[���
�] × �����
�������� =
−0,51�� �
1 + (�
�
305
)
� = ����� �� �
� = ���ç� �ô���� �� ����çã�
� = ��â����� ������� �� í�� ℎ�������� ��
[���
�] = 0,010 ���/� ����� =?
��� é �� �����ó���� �����, ����� �� ���������çã� � ���ç� �ô���� �� ����çã�
Exercícios
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� =
1
2
�� × +1 � + ��� × (−1)�+ �� × +1 � + [���] × (−1)�
� = 0,10 ���/�
�������� =
−0,51(+1)� 0,10
1 + (900
0,10
305
)
����� = 0,83
� =
1
2
0,010 × +1 � + 0,010 × (−1)�+ 0,090 × +1 � + 0,090 × (−1)�
�) �������� � ���ç� �ô���� �� ����çã�
��) �������� � ����������� �� ���������
Exercícios
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�� = − log{[���
�] × �����}
�� = − log{0,010 × 0,83}
���) �������� � �� �� ����çã�
�� = �, ��
�� = − log{0,0083}