Bom dia.
Tenho uma dúvida em relação à quantidade de Mols em uma reação de neutralização. Em uma reação de ÁCIDO + BASE em que cada um libera apenas uma unidade (1) de seus respectivos íons, H+ e OH- ; exemplo: MOH e HX, são necessários 1 mol de cada substância afim de uma reação de neutralização completa, certo?
Acabo de ver que é necessário 1 mol de NaOH pra neutralizar 1 mol de Ácido Acético. (faz sentido dado o enunciado acima). Mas também, é necessário 1 mol de NaOH pra neutralizar 1 mol de HCl (dado, novamente, o mesmo enunciado). O problema é que a diferença entre esses dois ácidos é gigante no que se diz respeito ao pKa, logo, à força do ácido (HCl >>>>> HAc). Então:
Ao final dessas duas reações de exemplo, haverá "excesso" de NaOH em uma e na outra não? O pH final será 7?
Obrigado desde já.
Soluções para a tarefa
Resposta:
Muito interessante essa questão que você trouxe. Vou tentar responder da maneira mais completa possível.
Entre NaOH e HAc, nós temos uma reação de uma base forte com um ácido fraco. O ácido acético é um ácido fraco porque ioniza muito pouco, maior parte desse ácido tende a permanecer na forma molecular (CH3COOH).
Já entre NaOH e HCl temos uma reação de uma base forte com um ácido forte. Tanto a base, hidróxido de sódio, quanto o ácido clorídrico, irão tender a permanecer na forma dissociada (Na+ + OH- e H+ + Cl-, respectivamente).
Pra discutirmos a questão que tu colocou, vou falar um pouco sobre a hidrólise de sais inorgânicos:
Vamos lembrar que o produto dessas reações de neutralização, será um sal e água. Bem observado o que tu colocou ali, uma solução de um sal nem sempre será neutra.
No caso de um ácido forte reagindo com uma base forte, aí sim teremos um sal neutro, pois não ocorre hidrólise, logo o pH vai ser 7.
NaOH + HCl -> NaCl + H2O
Porém, quando tivermos um ácido FRACO com uma base forte, ocorre hidrólise do ânion do ácido fraco. No caso do ácido acético, o ânion é o acetato (CH3COO-):
NaOH + CH3COOH -> CH3COONa + H2O
Essa é a dissolução do sal em água:
NaAc (s) -> Na+(aq) + Ac-(aq)
O que ocorre nessa dissolução, é que o Na+, proveniente da base forte NaOH, irá tender a se unir muito pouco com o OH- da água (ver produto iônico da água), ao invés disso, os íons tenderão mais a permanecerem dissociados, Na+ + OH-. Assim, teremos OH- livre em solução, que contribui sim para o pH ser básico! Mas já voltamos nessa questão. Vamos ver o que acontece com o Ac-
O ânion acetato é proveniente do ácido acético, um ácido fraco, que ioniza pouco. Como a tendência dessa espécie é de não ionizar-se, ela vai reagir efetivamente com os cátions H+ da água (ver produto iônico da água), na seguinte reação:
CH3COO-(aq) + H+(aq) -> HAc(aq)
A hidrólise ocorre com o ânion acetato.
Obs: Todas essas reações estabelecem um equilíbrio químico, onde a seta que indica o sentido reacional vai estar virada tanto para o sentido direto quanto indireto. Só não sei representar isso com as ferramentas de texto aqui, mas se depois eu descobrir, venho aqui e edito.
Produto iônico da água:
2H2O(l) -> H3O+(aq) + OH-(aq)
Logo, teremos a seguinte reação:
Ac-(aq) + H2O(l) -> HAc(aq) + OH-(aq)
Então, respondendo à sua pergunta:
Esse OH-(aq) livre em solução, derivado da hidrólise do ânion acetato, é o responsável por manter o pH acima de 7.
Como anteriormente dito, no caso de NaOH + HCl não ocorre hidrólise, e o sal portanto terá pH neutro.
Como você colocou, o "excesso" é na verdade excesso de OH- na reação de ácido fraco com base forte.
Espero ter auxiliado. Se ficou com dúvida, comenta aí, esse assunto é bem interessante.