Dedução e Simplificação de Equações de pH para Ácidos Fracos - Análise e Generalizações

Exercícios 1 Deduza as quatro equações para cálculo de pH com as devidas simplificações além da equação completa Para cada um dos pKas 2 4 7 10 e 12 verifique até qual concentração analítica Ca cada equação se aplica Use como referência a equação completa e uma diferença de até 002 unidades de pH em relação à equação completa para que a equação simplificada seja considerada válida De posse desses resultados tente fazer generalizações para o uso de cada equação simplificada Equilíbrio HA Ka HA Produto iônico HOH Kw Balanço de massa CHA A HA Balanço de carga A OH H Resolvendo a equação para A HA HA Ka sendo CHA A HA assim CHA A HA Ka A 1 H Ka A CHA H Ka Ka Isolando A A CHA Ka H Ka Agora podese substituir no balanço iônico trocando OH por Kw H CHA Ka H Ka Kw H H Equação completa H3 KaH2 Kw Ka CHAH Kw Ka 0 Aproximações válidas podem ser feitas Admitindo soluções ácidas assim H OH desse modo CHA Ka H Ka H H2 KaH2 CHA Ka 0 Admitindose que H Ka CHA Ka H H H2 CHA Ka 0 ou H CHA Ka Admitindose Ka muito pequenos H CHA Ka H Kw H H2 CHA Ka Kw 0 ou H CHA Ka Kw Concentração Equação Completa Equação 1 Equação 2 Equação 3 Concentração Equação Completa Equação 1 Equação 2 Equação 3 10 051 051 050 050 10 300 300 300 300 1 102 102 100 100 1 350 350 350 350 01 157 157 150 150 01 400 400 400 400 001 221 221 200 200 001 450 450 450 450 0001 304 304 250 250 0001 498 500 500 500 00001 400 400 300 300 00001 527 551 550 550 000001 500 500 350 350 000001 533 602 600 600 0000001 600 600 400 400 0000001 534 657 648 650 Concentração Equação Completa Equação 1 Equação 2 Equação 3 Concentração Equação Completa Equação 1 Equação 2 Equação 3 10 150 150 150 150 10 450 450 450 450 1 200 200 200 200 1 450 500 500 500 01 251 251 250 250 01 527 550 550 550 001 302 302 300 300 001 533 600 600 600 0001 357 357 350 350 0001 533 650 648 650 00001 421 421 400 400 00001 533 700 685 700 000001 503 504 450 450 000001 533 750 698 750 0000001 580 600 500 500 0000001 533 800 700 800 pKa 4 pKa 2 pKa 7 pKa 10 Equação completa H3 KaH2 Kw KaCHA KwKa Pode ser usada até mesmo em soluções muito diluídas 106M Equação 1 H2 KaH KaCHA Tem boa concordância na maioria das faixas de concentração contudo quanto menor o Ka menos precisa é a aproximação Equação 2 H2 KaH KaCHA Kw Tem boa concordância até soluções em torno de 103 M Equação 3 H2 KaCHA Tem concordância limita para cerca de 103 M Concentração Equação Completa Equação 1 Equação 2 Equação 3 10 527 550 550 550 1 533 600 600 600 01 533 650 648 650 001 533 700 685 700 0001 533 750 698 750 00001 533 800 700 800 000001 533 850 700 850 0000001 533 900 700 900 pKa 12