Autoprotólise
Uma autoprotólise é uma reação de transferência de prótons entre duas moléculas idênticas, uma desempenhando o papel de ácido no sentido de Brønsted e a outra de base .
Escrita geral
A autoprotólise é uma reação do tipo ácido-base durante a qual uma espécie anfotérica (também dizemos um anfólito ) reage sobre si mesma (daí o prefixo auto-). Se observarmos esta espécie anfotérica AH:
- AH se comporta como um ácido e libera um próton H + :NOH⟶H++NO-{\ displaystyle \ mathrm {AH \ longrightarrow H ^ {+} + A ^ {-}}}
- AH se comporta como uma base e aceita um próton H + :NOH+H+⟶NOH2+{\ displaystyle \ mathrm {AH + H ^ {+} \ longrightarrow AH_ {2} ^ {+}}}
A equação química de uma autoprotólise é, portanto, da forma geral: 2 HNO⇌NOH2++NO- {\ displaystyle \ mathrm {2 ~ HA \ rightleftharpoons AH_ {2} ^ {+} + A ^ {-}} ~}
A água se comporta como um ácido:
H2O⟶H++HO-{\ displaystyle \ mathrm {H_ {2} O \ longrightarrow H ^ {+} + HO ^ {-}}}![{\ mathrm {H_ {2} O \ longrightarrow H ^ {+} + HO ^ {-}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/6370a75fa8839cca9f526011369978162a4095ce)
A água se comporta como uma base:
H2O+H+⟶H3O+{\ displaystyle \ mathrm {H_ {2} O + H ^ {+} \ longrightarrow H_ {3} O ^ {+}}}![{\ mathrm {H_ {2} O + H ^ {+} \ longrightarrow H_ {3} O ^ {+}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/42545d57cfaa006572a3a504f21b08c92614f15a)
Os íons HO - e H 3 O + assim formados são imediatamente solvatados (hidratados). Portanto, escrevemos:
2 H2O(eu)⇌H3O(noq)++HO(noq)-{\ displaystyle \ mathrm {2 ~ H_ {2} O _ {(l)} \ rightleftharpoons H_ {3} O _ {(aq)} ^ {+} + HO _ {(aq)} ^ {-}}}![{\ mathrm {2 ~ H_ {2} O _ {{(l)}} \ rightleftharpoons H_ {3} O _ {{(aq)}} ^ {{+}} + HO _ {{(aq)}} } ^ {{-}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/feda433c5ac78246f7636d2a835692d28815c090)
Constante de equilíbrio: produto iônico da água
A constante de equilíbrio desta reação é chamada de “produto iônico da água” e é anotada como K e .
K e = [H 3 O + (aq)] · [HO - (aq)]
A 25 ° C , K e é 10 −14 .
Para água pura , deduzimos [H 3 O + (aq)] = [HO - (aq)] = 10 −7 mol / l , portanto, seu pH:
pH = –log [H 3 O + (aq)] = 7.
É por isso que o pH da neutralidade é fixado em 7.
Outras espécies anfotéricas
Autoprotólise de amônia :
2 NÃOH3(noq)⇌NÃOH4(noq)++NÃOH2(noq)-{\ displaystyle \ mathrm {2 ~ NH_ {3 (aq)} \ rightleftharpoons NH_ {4 (aq)} ^ {+} + NH_ {2 (aq)} ^ {-}}}![{\ mathrm {2 ~ NH _ {{3 (aq)}} \ rightleftharpoons NH _ {{4 (aq)}} ^ {{+}} + NH _ {{2 (aq)}} ^ {{-} }}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3d437fd5b6e99e5fe19caf86c27eeffb466041ba)
Autoprotólise de íons de carbonato de hidrogênio :
2 HVSO3(noq)-⇌H2VSO3(noq)+VSO3(noq)2-{\ displaystyle \ mathrm {2 ~ HCO_ {3 (aq)} ^ {-} \ rightleftharpoons H_ {2} CO_ {3 (aq)} + CO_ {3 (aq)} ^ {2-}}}![{\ mathrm {2 ~ HCO _ {{3 (aq)}} ^ {{-}} \ rightleftharpoons H_ {2} CO _ {{3 (aq)}} + CO _ {{3 (aq)}}} ^ {{2 -}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/74508538f1b0e1854619c15484a5c36e22632cf4)
Notas e referências
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(em) " Autoprotolysis " Compêndio de Terminologia Química [ " Livro de Ouro "], IUPAC 1997, corrigido versão online (2006-), 2 ª ed.
<img src="https://fr.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1x1" alt="" title="" width="1" height="1" style="border: none; position: absolute;">