Métodos Matemáticos para ácidos e bases

Métodos Matemáticos para ácidos e bases

1. Ácidos e Bases fortes

   • São consideradas ácidos ou bases fortes, substâncias com Ka ou Kb > 1,0
   • C > (10^-6)
     • Nessa situação, utilizaremos C = [H+] para ácidos fortes ou C = [-OH] para bases fortes, pois nesse caso desprezaremos o efeito da autoprotonação da água no meio.
   • (10^-8) < C < (10^-6)
     • Nessa situação utilizaremos [H+]² - C[H+] - Kw = 0 para ácidos fortes e [-OH]² - C[-OH] - Kw = 0 para bases fortes. Isso ocorre, pois nesse caso não vamos desprezar o efeito da água na solução.
   • C < (10^-8)
     • Nessa situação, utilizaremos Kw = [H+]² para ácidos fortes e Kw = [-OH]² para bases fortes. Pois, nesse caso, o ácido ou base estão tão diluídos que iremos considerar apenas o efeito da autoprotonação da água no pH ou pOH.

2. Equações gerais exatas

   • Essas equações estão em função de C, ou em função de [H+], para ácidos, e [-OH], para bases. Elas servem para termos um cálculo exato. Por se tratar de uma equação do segundo grau e terceiro grau, respectivamente, serão muito pouco usadas, no máximo para fins de cálculos de erros.

3. Ácidos e Bases fracas

   • K significa Ka ou Kb, dependendo do fato de se tratar de uma base ou um ácido.
   • C > K
     • Nesse caso, iremos desconsiderar a produção de [-OH] feito pela água e vamos tratar C = [HA], pois HA se ionizará muito pouco. Usaremos a fórmula [H+]² = Ka*C para ácidos fracos e [-OH]² = Kb*C para bases fracas.
   • C ~ K
     • Nesse caso, só iremos desconsiderar o efeito da água na produção do [-OH]. Usaremos a função [H+]² + Ka[H+] - Ka*C = 0 para ácidos fracos e [-OH]² + Kb[-OH] - KbC = 0 para bases fracas.
   • C < K, sendo C -> K
     • Nesse caso, como teremos um eletrólito fraco bastante diluído, haverá quase a ionização total do eletrólito, com isso, desconsideremos [HA], fazendo C = [A-]. Além, é claro, de desconsiderarmos o efeito da água. Portanto, as funções a serem utilizadas serão: [H+] = C para ácidos fracos e [-OH] = C para bases fracas.
   • C < K, sendo C -> 0
     • Nesse caso, assim como o de cima, o eletrólito está muito diluído, porém, nesse caso, não iremos desconsiderar o efeito da água na solução, tendo em vista que a concentração tende a zero. Portanto, utilizaremos as funções: [H+]² - C[H+] - Kw = 0 para ácidos fracos e [-OH]² - C[-OH] - Kw = 0 para bases fracas.
   • C -> 0, sendo K << (10^-7)
     • Nesse caso, iremos tratar o eletrólito como muito pouco ionizado, ou seja, [HA] = C. Entretanto, iremos considerar o efeito da água. Portanto, utilizaremos as funções: [H+]² = KaC + Kw para ácidos fracos e [-OH]² = KbC + Kw para bases fracas.