Hidrólise salina

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?

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 (K_a e K_b, respectivamente).

Para o exemplo do sal NH₄CN, temos:

HCN → K_a= 4,9. 10^-10

NH₄OH →K_b= 1,8. 10^-5.

Como K_b é maior que o K_a, 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:

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 + H₂​O ⇌ H₃​O⁺ + 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, H₃​O⁺, 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 NH₄NO_3, 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:

CO₃^2- + 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