Equilíbrio iônico: Kh, Kps, efeito do íon comum e tampão em Química

Hidrólise Salina

Como sabemos, existem ácidos e bases de caráter forte ou fraco, dependendo do seu grau de ionização (no caso dos ácidos) ou de dissociação (no caso das bases). Sabemos, ainda, que a reação de um ácido com uma base gera um sal – com cátion derivado da base reagente e ânion derivado do ácido reagente – e água, conforme vemos na reação genérica abaixo:

HX + YOH → YX + H₂O

Onde:
X = ânion do ácido hipotético HX;
Y = cátion da base hipotética YOH;
YX = sal de cátion Y e ânion X resultante.

Da mesma maneira, ao colocarmos para reagirem um sal e a água, a reação inversa ocorre, gerando novamente o ácido e a base que deram origem a este sal. A essa reação damos o nome de hidrólise salina. A hidrólise do sal YX, por exemplo, seria assim:

YX + H₂O ⇌ HX + YOH

Como a força dos ácidos e das bases variam, os sais que deles decorrem também terão graus de acidez
e basicidade diversos. Mas se a acidez de um meio é determinada pela concentração de H⁺, e a basicidade,pela concentração de OH^–, como um sal pode ter caráter ácido/básico? Pois bem, as formas como a hidrólise dos sais ocorrem também variam.

Constante de Hidrólise (Kh)

Se não envolver alguma constante, a gente nem acredita que se trate de equilíbrio químico, não é mesmo? Pois bem, aqui também temos a constante de hidrólise, que, como toda constante, nos informa o padrão com que a hidrólise de um sal específico ocorre, em cada valor de temperatura. Para encontrarmos o Kh de um sal, é importante sabermos que, entre a quantidade de íons dissociados, a quantidade dos que sofrem hidrólise varia. Às vezes, 70 em cada 100 íons – do eletrólito fraco, claro – são hidrolisados, isto é, 70% deles; às vezes, 1 em cada 10 (10%); etc. Conclusão, cada sal, em cada temperatura, tem seu grau de hidrólise (α), um valor percentual que, como qualquer outro, pode ser representado também em valor decimal. Calculamos assim:

α = nº de mols de íons hidrolisados / nº de mols de íons dissolvidos

A expressão do Kh de um sal pode ter a forma de um Kc (molaridade de produtos sobre molaridade de reagentes), ou pode ser em função do Kw e do Ki do eletrólito fraco (Ka se for de ácido fraco, Kb se for de base fraca; se forem ambos fracos, será Ka.Kb).

Efeito do Íon Comum

Ao adicionarmos a uma solução um composto que possua um íon comum ao do soluto preexistente, o equilíbrio se desloca no sentido de consumir esse íon – já que a constante KPS não sofre variação a não ser com mudança de temperatura –, formando mais precipitado, se se tratar de um soluto sólido.

Solução Tampão

Soluções tampão são aquelas que resistem a variações de pH, quando nelas são adicionados ácidos e bases. Existem tampões ácidos e básicos, mas ambos resistem à adição tanto de ácidos como de bases. Nosso sangue, por exemplo, mantém seu pH entre 7,35 e 7,45, mesmo quando bebemos um refrigerante, que possuem alta concentração de H⁺.

Tampão ácido:

Composto por um ácido fraco e um sal derivado dele.
Exemplo: H2CO3 (ácido carbônico, fraco) e NaHCO3 (bicarbonato de sódio, sal derivado). Esses compostos formam os seguintes equilíbrios, respectivamente:
H₂CO_{3 (aq)} ⇌ H⁺_(aq) + HCO₃^–_(aq)
NaHCO_{3 (aq)} ⇌ Na⁺_(aq) + HCO₃^–_(aq)

Com esses dois equilíbrios ocorrendo ao mesmo tempo no meio, se adicionarmos:

➔ Um ácido: A concentração de H⁺ aumenta, mas como o equilíbrio se desloca rapidamente no sentido de consumir esse cátion – e, ao mesmo tempo, de formar a forma não ionizada do ácido –, o pH não se altera, isto é, o efeito da alteração é tamponado.

➔ Uma base: A concentração de OH^– aumenta e reage com os íons H+ da solução, formando água. Isso obviamente geraria uma redução na concentração de H+ do sistema, mas como o equilíbrio se desloca rapidamente no sentido de o repor, o pH não aumenta, isto é, o efeito da alteração é tamponado.