Resolução de questões aleatórias #16 – pKa

via bbqs.com

Fiquei assustado de cara, ao olhar as reações de ionização. Mas depois de perceber que a questão apenas pedia algo facilmente notável por comparação do pKa, fiquei mais relaxado. Eis a bendita abaixo.

Questão #16

Resolução

Sejam as reações de ionização I, II, III e IV. Colocando em ordem crescente de pKa, temos:

III < I < IV < II

Na interpretação do pKa, podemos, por aproximação, comparar com o pH: quanto maior, mais básico; quanto menor, mais ácido.

Portanto, o composto de maior acidez é o de menor pKa (III), e o composto de menor acidez é o de maior pKa (II).

III e II, alternativa d).

~~~

Eu sei que não é necessário para a questão, mas gostaria de explicar o que pKa significa. Ele é, por definição, o logaritmo negativo da constante de acidez de um composto (que pode ser ácido ou não, atentem para isso), sendo essa constante tanto maior quanto a concentração de ácido em uma solução. Tá bom, falei grego agora. “Traduzindo”, temos:

pKa = – log Ka

Podemos relacionar o pKa com o pH. Isso é dado pela equação de (se liga no nome “lindo”) Henderson-Hasselbalch. A demonstração dela parte de uma reação de ionização, onde um ácido HA é hidrolisado. Observação: [H₃O⁺] = [H⁺]

.HA + H₂O ….…. H₃O⁺…… + ….. A⁻
ácido .base ….ácido conjugado base conjugada

A constante de equilíbrio, K, é dada por:

…….[H₃O⁺] [A⁻]
K = ——————
…….[HA] [H₂O]

Incorporando a água, temos a constante de acidez:

………[H₃O⁺] [A⁻]
Ka = —————— = K [H₂O]
…………..[HA]

Aplicando logaritmo negativo em ambos os lados, temos:

– log Ka = – log [ [H₃O⁺] [A⁻]/[HA] ]

– log Ka = – log [H₃O⁺] – log [A⁻]/[HA] ]

Chamando – log Ka de pKa e – log [H₃O⁺] de pH, temos:

pKa = pH – log [A⁻]/[HA] ]

Mas log [A⁻]/[HA] ] = log [HA]/[A⁻] ⁻¹ = – log [HA]/[A⁻] ]

Finalmente, temos:

pKa = pH – ( – log [HA]/[A⁻] ]– log [HA]/[A⁻] ])

pKa = pH + log [HA]/[A⁻] ] …………………………………………………….

Para [HA]/[A⁻] = 1, log [HA]/[A⁻] ] = 0, vem:

pKa = pH
– log Ka = pH
log Ka = – pH
Ka = 10^-pH ou ainda [H₃O⁺] = 10^-Ka ……………………………………….

Agora vocês já sabem como relacioná-los. Para dissociação de bases, teríamos:

B + H₂O ⇌ HB⁺ + OH⁻

…….[HB⁺] [OH⁻]
K = ——————-
……….[B] [H₂O]

……….[HB⁺] [OH⁻]
Kb = ——————– = K [H₂O]
……………..[B]

pKb = pOH + log [B]/[HB⁺] ]

Caso [B]/[HB⁺] = 1:

pKb = pOH

De onde vem:

Kb = 10^-pOH ou ainda [OH⁻] = 10^-Kb 

~~~

Como Kw = Ka × Kb = 1×10⁻¹₄ (produto iônico da água, a 25 ºC),  pKw = pKa + pKb.  Teremos, portanto, pKa + pKb = 14. Por analogia, pH + pOH = 14.

~~~

Recomendo a leitura deste site.

Sobre Davidson Lima

Adorador de nuvens, músico, protótipo de humorista, fã do seriado The Big Bang Theory e montador de cubos mágicos, sou eu, um Técnico em Química e graduando em Engenharia Química pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro (Uerj). Mas vou além. Não preciso de Red Bull para que meus sonhos criem asas. Só isso mesmo.
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