Produto iônico da água

EQUILÍBRIO IÔNICO

É um tipo de equilíbrio químico que envolve a participação de íons. Normalmente, esses íons são obtidos pela ionização de um composto covalente como a água, ionização de um ácido ou pela dissociação de uma base ou de um sal em meio aquoso. 

PRODUTO IÔNICO DA ÁGUA 

A água pura sofre um processo de auto ionização, gerando íons de mesmas concentrações. Esse equilíbrio pode ser expresso pela equação simplificada por:

A equação anterior é utilizada para facilitar na resolução de problemas. De modo mais completo, porém, esse equilíbrio pode ser expresso segundo as ideias de Brönsted-Lowry e Lewis:

Experimentalmente, detectou-se que a concentração de [H+] e [OH-] derivadas dessa ionização, a 25ºC, são infinitamente pequenas, da ordem de 1,0.10^-7 mol/L. Ou seja, tem-se um baixíssimo grau de ionização (α = 1,8·10^-7%) 

Determinando expressão para a constante desse equilíbrio, em função do Kc, tem-se:

Calculando-se a concentração da água pura antes da ionização, tem-se que:

Note que quantidade de água que ioniza é muito menor do que a quantidade inicial de água (55,56 >>>10^-7). Logo, diz-se que a concentração de H₂O é constante. Assim, decidiu-se incorporá-la ao Kc:

Gerando uma nova constante denominada Kw, que é o produto iônico da água: 

A 25°C, considerando-se que no equilíbrio [H+] = [OH^–] =10^-7, valor desse Kw será igual a 1,0 · 10^-14.

LEI DA DILUIÇÃO DE OSTWALD

Em 1888, um químico nascido na Letônia, Wihelm Ostwald apresentou uma relação entre o grau de ionização (α) e a constante de ionização (Ka) de um monoácido HA.

Divide-se as quantidades de mols no equilíbrio por um volume V da solução, para se obter as concentrações, em mols/L:

Sendo m = concentração inicial, em mols/L. Substituindo os dados anteriores na expressão de Ka, tem-se que:

Vale frisar que para α< 5%, simplifica-se para: Ka =M · α².

Essas expressões constituem a Lei da Diluição de Ostwald; ela diz que em uma diluição, a concentração molar (M) diminui e, portanto, o grau de ionização (α) aumenta a fim de manter o Ka constante. Logo, quanto mais diluída a solução, mais ionizado estará o ácido.