Constante de ionização

Constante de ionização ou constante do equilíbrio de ionização é a relação estabelecida entre as concentrações dos produtos e reagentes participantes de uma ionização (produção de cátions e ânions) ou dissociação (liberação de cátions e ânions).

A forma geral de representar a constante de ionização é por meio da sigla Ki, mas podemos utilizar outras formas a depender do tipo de substância envolvida (se ácido ou base), como:

• Ka: Constante de ionização do ácido

• Kb: Constante de ionização da base

• Kd: Constante de dissociação dos ácidos ou das bases

OBS.: O termo ionização e a sigla Ki podem ser utilizados para qualquer eletrólito (ácidos, bases etc.).

Ionização e dissociação

a) Ionização

Ionização é o termo utilizado para indicar a produção de um cátion e um ânion a partir de um eletrólito formado por ligações covalentes, como os ácidos quando estão dissolvidos em água.

Quando um ácido é dissolvido em água, ioniza-se e produz o cátion hidrônio (H⁺ ou H₃O⁺) e um ânion qualquer, como podemos observar na equação geral abaixo:

Equilíbrio de ionização de um ácido qualquer

b) Dissociação:

Dissociação é o termo utilizado para indicar a liberação de um cátion e um ânion a partir de um eletrólito formado por ligação iônica, como as bases (YOH) e os sais (YX) quando estão dissolvidos em água.

Quando uma base é dissolvida em água, por exemplo, dissocia-se e libera um cátion diferente do hidrônio e o ânion hidroxila, como podemos observar na equação geral abaixo:

Equilíbrio de dissociação de uma base qualquer

Expressão da constante de ionização

Assim como em qualquer constante de equilíbrio, a constante de ionização apresenta uma expressão matemática, a qual é montada pela divisão entre a multiplicação das concentrações dos participantes do produto e a multiplicação das concentrações dos participantes do reagente.

OBS.: A água nunca participa de uma expressão da constante de ionização por ser o meio obrigatório para que o fenômeno ocorra.

a) Expressão da constante de ionização para um ácido

Dada a equação de ionização do ácido sulfídrico (H₂S):

Equilíbrio de ionização do ácido

A montagem da expressão da constante de ionização do ácido sulfídrico possui as concentrações dos produtos (H⁺ e S^-2) e do reagente (H₂S), da seguinte forma:

Ki = [H⁺]².[S^-2]
        [H₂S]

OBS.: Como foram produzidos 2 mol de H⁺, logo, sua concentração deve ser elevada ao quadrado na expressão.

b) Expressão da constante de ionização para uma base

Dada a equação de dissociação do hidróxido de alumínio [Al(OH)₃]:

Equilíbrio de dissociação da base

A montagem da expressão da constante de ionização do ácido sulfídrico possui as concentrações dos produtos e do reagente, da seguinte forma:

Ki = [Al⁺³].[OH^-]³
       [Al(OH)₃]

OBS.: Como foram produzidos 3 mol de OH^-, logo, sua concentração deve ser elevada ao cubo na expressão.

Interpretações da constante de ionização

a) Valor alto do Ki

Para afirmar que o resultado do cálculo da constante de ionização é alto, é necessário que tenhamos uma referência. O valor referencial utilizado para a constante de ionização é da ordem de 10^-5.

Assim, como o Ki envolve uma divisão, se o resultado é um número alto, podemos realizar as seguintes generalizações:

• As concentrações do numerador são maiores do que as do denominador;

• Para o numerador ter maior valor, é necessária a presença de muitos íons na solução, logo, trata-se de um ácido ou de uma base que se ioniza muito;

• Indica ácidos e bases fortes;

• Indica que o equilíbrio tende sempre para o lado dos íons, o lado direito.

Equação indicando a prevalência da reação direta por ser um eletrólito forte

b) Valor baixo para Ki

Para afirmar que o resultado do cálculo da constante de ionização é baixo, utilizamos a referência da ordem de 10^-5.

Assim, como o Ki envolve uma divisão, se o resultado é um número baixo, podemos realizar as seguintes generalizações:

• As concentrações do numerador são maiores do que as do denominador;

• Para o numerador ter maior valor, é necessária a presença de muitos íons na solução, logo, trata-se de um ácido ou de uma base que se ioniza pouco;

• Indica ácidos e bases fracas;

• Indica que o equilíbrio tende sempre para o lado do eletrólito (ácido ou base), o lado esquerdo.

Equação indicando a prevalência da reação inversa por ser um eletrólito fraco

OBS.: Caso um ácido ou base sofra ionização parcial, cada etapa da ionização apresentará uma constante de ionização.

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