Hidrólise de sais

         As medidas de pH em uma mesma região oceânica permanecem praticamente estáveis mesmo com a adição de quantidades significativas de ácidos e bases. Uma explicação para esse fato é a presença de espécies químicas que reagem tanto com os íons H⁺(aq) como com íons OH^-(aq) adicionados ao sistema, de forma que o pH da água do mar praticamente não varia.
          Os vários sais dissolvidos nos oceanos contribuem para o caráter ligeiramente alcalino de suas águas e, por isso, o pH delas encontra-se normalmente entre 8,1 e 8,4. As águas oceânicas são consideradas sistemas-tampão, ou seja, tem a propriedade de manter o pH em sua estreita faixa de valores.
          Esses sistemas naturais permitem a existência de uma grande diversidade de organismos que não sobreviveriam em águas que não apresentassem bruscas variações de pH.

Hidrólise de sais

          Quando um sal se dissolve em água, os íons se dissociam do retículo cristalino. Alguns desses íons são simplesmente cercados por moléculas de água, fenômeno chamado de solvatação. Entretanto, há íons que, além de serem rodeados por moléculas de água, reagem com elas e esse processo é denominado hidrólise.
          A hidrólise de sais corresponde a reação entre a água e os cátions e ou ânions liberados na dissolução de um sal.
          Muitos íons são ácidos ou bases de Brönsted-Lowry e reagem com a água, cedendo ou recebendo prótons. Assim, é possível preparar uma solução ácida ou básica por meio da dissolução de um sal.
          Como exemplo, o carbonato de sódio (Na₂CO₃) é muito utilizado para produzir soluções alcalinas. Em solução aquosa, libera íons de sódio e íons de carbonato, que hidrolisam, produzindo íons OH^-.

Dissolução de sal derivado de ácido forte e base forte: solução neutra

          Uma solução aquosa de NaCl contém a mesma quantidade de íons Na⁺ e íons Cl^-, em mol, que também equivale à quantidade de matéria dissolvida de NaCl nessa solução. A solução apresenta um pH de aproximadamente 7, ou seja, é uma solução de caráter neutro. De outro modo, podemos dizer que, nem os cátions ou ânions tem qualquer tendência em se combinar com os íons provenientes da auto-ionização da água, gerando uma solução neutra.

Hidrólise de sal derivado de ácido forte e base fraca ou hidrólise de um cátion: solução ácida

          Levando em conta um experimento em que ocorre a dissolução de cloreto de amônio em água, percebemos que os íons NH₄⁺ e OH^- associam-se e formam NH₃ . H₂O (base fraca e solúvel), mas os íons H⁺e Cl^- permanecem dissociados pelo fato de o HCl ser um ácido forte. Assim, a solução formada apresenta H⁺maior do que OH^-, o que determina o seu caráter ácido.

Hidrólise de sal derivado de base forte e ácido fraco ou hidrólise de um ânion: solução básica

          Ao se analisar a dissociação do bicarbonato de sódio em água, percebemos que os íons HCO₃ ^- e H⁺ associam-se e formam o ácido fraco H₂CO₃, que, por ser instável, se decompõe em CO₂ e H₂O. No entanto, os íons Na⁺ e OH^- permanecem dissociados em solução aquosa porque o NaOH é base forte e solúvel. Por apresentar OH^- maior que H⁺, a solução terá caráter básico (pH > 7).

Hidrólise de sal derivado de ácido fraco e base fraca ou hidrólise do cátion e do ânion

          Considerando uma solução formada por bicarbonato de amônio e água, o sal sofre dissociação iônica e libera íons NH₄⁺e HCO₃^-. Como o NH₃ . H₂O e H₂CO₃ estão fracos, por estarem pouco ionizados, é possível dizer que ocorre hidrólise tanto no cátion como no ânion.

          Para decidir o caráter da solução, é necessário comparar as constantes de ionização do ácido (Ka) e da base (Kb). Como Kb é maior que Ka, conclui-se que a solução será básica, pois a base apresenta uma extensão de ionização maior que o ácido, portanto a concentração de íons hidroxila é maior que a de íons de hidrogênio.

Constantes de hidrólise (Kh)

          A constante de hidrólise corresponde a constante de equilíbrio para as reações de hidrólise que podem envolver cátions, ânions ou ambos.

   Hidrólise de cátion derivado de base fraca

          A extensão da hidrólise de um cátion depende da força da base formada. Isso porque quanto mais fraca a base for, menos ela se dissocia e portanto, é mais favorecida a reação direta quando corresponde à reação inversa do equilíbrio de hidrólise.

   Hidrólise de ânion derivado de ácido fraco

          Diferentemente da hidrólise de cátion derivado de base fraca, a hidrólise de ânion derivado de ácido fraco depende da força do ácido formado, ou seja, quanto menor for a força do ácido formado, maior será a extensão da hidrólise do ãnion.

   Hidrólise de cátion e ânion

          A extensão da hidrólise do cátion e do ânion depende tanto da força da base quanto do ácido formados. é possível verificar, nesse caso, que quanto mais fracos forem o ácido e a base formados, maior será a constante de hidrólise.

Sistema-tampão ou solução-tempão

O sangue humano é um sistema-tampão
ligeiramente básico. Em condições
normais, seu pH varia de 7,35 a 7,45.

          Quando se adiciona um ácido ou uma base a água, mesmo em pequenas quantidades, o pH da solução se altera rapidamente. Entretanto, a adição de ácido produz alterações no pH. Isso ocorre porque o plasma dispõe de espécies químicas capazes de reagir tanto com ácidos quanto com bases, constituindo um sistema ou tampão-solução, o qual evita variações bruscas ou significativas do pH.
          Um bom exemplo de sistema tampão é o sangue. O sangue é uma complexa mistura de substâncias que apresentam um pH de aproximadamente 7,4. Se o pH do sangue ficar abaixo de 6,8 ou acima de 7,8 há risco de morte.
          Assim, os sistemas-tampões são necessários para o funcionamento dos processos que ocorrem em organismos vivos, sendo especialmente importante nos processos bioquímicos e fisiológicos. Muitas das reações que ocorrem nos seres vivos são extremamente sensíveis ao pH e só se realizam em uma estreita faixa de pH.

Efeito do íon comum

          O efeito do íon comum, ocorre quando há uma alteração no pH de uma solução ácida pela presença de sua base conjugada, fazendo com que o equilíbrio se desloque no sentido de consumir mais íons, diminuindo o grau de ionização.
          Um caso especial do efeito do íon comum ocorre em um sistema-tampão. Os sistemas-tampão são aqueles que resistem a variações de pH ao serem diluídos ou ao receberem quantidades de ácidos ou bases.

Determinação do pH das soluções-tampão

          A faixa de pH que se deseja tamponar depende dos constituintes da solução-tampão, portanto, a composição e o pH desses elementos devem ser analisados para que se possa ter uma noção do pH de seu produto.