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Um dos processos de obtenção de solução ácida ou básica ocorre com base na reação de íons provenientes de alguns sais com a água. Esse processo é denominado hidrólise salina.
Veja também: O que é constante de hidrólise?
Tópicos deste artigo
- 1 - Como acontece a hidrólise salina?
- 2 - Hidrólise salina de ácido forte e base fraca
- 3 - Hidrólise salina de ácido fraco e base forte
- 4 - Hidrólise salina de ácido fraco e base fraca
- 5 - Hidrólise salina de ácido forte e base forte
- 6 - Teoria ácido-base de Bronsted-Lowry
- 7 - Exercícios resolvidos
Como acontece a hidrólise salina?
Na hidrólise salina, os íons provenientes da solubilização de um sal reagem com a água e formam apenas bases fracas ou ácidos fracos, uma vez que cátions e ânions provenientes de bases e ácidos fortes não sofrem hidrólise. Esses sais podem ter origens distintas de acordo com os íons que os compõem.
- A reação de um cátion genérico com a água pode ser representada da seguinte forma:
X+ + H2O ⇌ XOH + H+
Note que a hidrólise de cátions produz soluções ácidas, caracterizadas pela formação de H+.
- A reação de um ânion genérico com a água pode ser representada da seguinte forma:
Y- + H2O ⇌ OH- + HY
Note que a hidrólise de ânions produz soluções ácidas, caracterizadas pela formação de OH-.
A seguir, vamos analisar cada um dos tipos de hidrólise conforme os íons disponíveis do sal escolhido.
Hidrólise salina de ácido forte e base fraca
Vamos analisar a hidrólise do sal NH4Br, que apresenta os íons Br- provenientes de HBr (ácido forte) e os íons NH4+ derivados do NH4OH (base fraca).
Nesse caso, ocorre a hidrólise do cátion, proveniente da base fraca, e nada acontece com o ânion Br-, pois é um íon derivado de um ácido forte.
NH4+ + H2O ⇌ NH4OH + H+
A hidrólise de sal de ácido forte e base fraca resulta em uma solução ácida (pH < 7), devido à presença do íon H+ que não interagiu com o íon Br-.
Hidrólise salina de ácido fraco e base forte
Vamos analisar a hidrólise do sal KCN, que apresenta os íons CN- provenientes de HCN (ácido fraco) e os íons K+ derivados do KOH (base forte). Nesse caso ocorre a hidrólise do ânion, proveniente do ácido fraco e nada acontece com o cátion K+, íon derivado de uma base forte.
CN- + H2O ⇌ OH- + HCN
A hidrólise de sal de ácido fraco e base forte resulta em uma solução básica (pH > 7), em razão da presença de íons OH- que não interagiram com os íons K+.
Hidrólise salina de ácido fraco e base fraca
Vamos analisar a hidrólise do sal NH4CN, proveniente de HCN (ácido fraco) e de NH4OH (base fraca). Nesse caso ocorre a hidrólise dos dois íons, uma vez que são provenientes de ácido e base fracos.
NH4+ + CN- + H2O ⇌ NH4OH + HCN
A hidrólise de sal de ácido fraco e base fraca resulta em uma solução ligeiramente básica ou ácida, dependendo das constantes de dissociação do ácido e da base (Ka e Kb, respectivamente).
Para o exemplo do sal NH4CN, temos:
HCN → Ka= 4,9. 10-10
NH4OH →Kb= 1,8. 10-5.
Como Kb é maior que o Ka, a base está mais ionizada que o ácido, portanto teremos uma maior concentração de OH-, o que resultará em uma solução com pH > 7.
Dito isso, concluímos que:
Ka > Kb |
Solução ligeiramente ácida, pH < 7. |
Ka < Kb |
Solução ligeiramente básica, pH > 7. |
Hidrólise salina de ácido forte e base forte
Nesse caso, temos um sal com íons derivados de um ácido forte e de uma base fraca, como o NaCl, que possui os íons Cl- e Na+ provenientes do HCl e do NaOH, respectivamente. Conforme dito, esses íons não sofrem hidrólise e, por isso, não ocorre a interação entre os íons provenientes do sal e os íons derivados da água, deixando livre os íons H+ e OH-.
Como a concentração de H+ e OH- é a mesma (produto da autoionização da água), teremos uma solução neutra (pH = 7).
Leia também: Força dos ácidos — aprenda a determinar se um ácido é forte ou fraco!
Teoria ácido-base de Bronsted-Lowry
Para ter uma compreensão mais clara sobre a hidrólise salina, é necessário que se conheça a teoria ácido-base de Bronsted-Lowry, que leva o nome dos dois cientistas responsáveis pelo desenvolvimento dessa teoria: o físico-químico dinamarquês Johannes Nicolaus Brønsted e o físico-químico britânico Thomas Martin Lowry.
Para essa teoria, o ácido é qualquer composto que tem tendência de doar os prótons H+, e a base são os compostos que têm tendência de receber os prótons H+. Alguns compostos, como a água, atuam tanto como um ácido quanto como uma base de Bronsted-Lowry, dependendo de quem ele está reagindo. A esses compostos damos o nome de anfóteros.
Na hidrólise salina ocorre o fenômeno que chamamos par conjugado ácido-base, em que o ácido doa o próton e a base o recebe, resultando em seu par conjugado ácido-base, conforme o esquema a seguir:
ÁCIDO1 + BASE1 ⇌ ÁCIDO2 + BASE2
Veja o exemplo na dissociação do ácido fluorídrico:
HF + H2O ⇌ H3O+ + F−
O HF está atuando como ácido, doando o seu próton H+ para a H2O, que, por sua vez, está atuando como base. Como produto, temos o F-, que é a base conjugada do HF, e o íon hidrônio, H3O+, que é o ácido conjugado da água.
Saiba mais: Teorias ácido-base de Arrhenius, de Brönsted-Lowry e de Lewis
Exercícios resolvidos
Questão 1 — (UEL) Entre as substâncias a seguir, a única que propicia diminuição de pH quando acrescentada à água é:
a) NH4NO3
b) CH4
c) NH3
d) NaOH
e) NaCH3COO
Resolução: Letra a. Das alternativas apresentadas, a única substância que provoca uma diminuição no pH é a NH4NO3, por ser um sal proveniente de um ácido forte (HNO3) e uma base fraca (NH4OH). Veja na seguinte reação de hidrólise:
NH4+ + H2O ⇌ NH4OH + H+
O cátion sofre a hidrólise que resulta na formação do íon H+, que diminui o pH da solução. Já o ânion NO3 não sofre hidrolise, pois é derivado de um ácido forte.
Questão 2 — (FEI) Os compostos cianeto de sódio (NaCN), cloreto de zinco (ZnCl2), sulfato de sódio (Na2SO4) e cloreto de amônio (NH4Cl), quando dissolvidos em água, tornam o meio, respectivamente:
a) básico, ácido, ácido, neutro.
b) ácido, básico, neutro, ácido.
c) básico, neutro, ácido, ácido.
d) básico, ácido, neutro, ácido.
e) ácido, neutro, básico, básico.
Resolução: Letra d. Vamos analisar a composição dos sais descritos na questão.
- NaCN vem de uma base forte e um ácido fraco, logo a solução será básica.
- ZnCl2 vem de uma base fraca e um ácido forte, logo a solução será ácida.
- Na2SO4 vem de uma base forte e um ácido forte, logo a solução será neutra.
- NH4Cl vem de uma base fraca e um ácido forte, logo a solução será ácida.
Questão 3 — (Fuvest) Carbonato de sódio, quando colocado em água, a 25 ºC, dissolve-se.
Na2CO3 + H2O → HCO3- + 2Na+ (aq) + X
X e o pH da solução resultante devem ser:
a) CO2 maior que 7.
b) OH-(aq) maior que 7.
c) H+(aq) igual a 7.
d) CO2 igual a 7.
e) OH-(aq) menor que 7.
Resolução: Letra b. O sal Na2CO3 é proveniente de um ácido fraco (H2CO3) e uma base forte (NaOH), por isso apenas o ânion sofre hidrólise, formando o íon OH-. Veja na reação a seguir:
CO32- + H2O ⇌ HCO3- + OH-
Portanto, a solução possui um caráter básico, com o pH maior que 7, e o X na reação pode ser substituído por OH-.
Por Victor Ricardo Ferreira
Professor de Química