O ácido acético, , possui um . Calcule a porcentagem de ionização do ácido acético em concentrações de e 0.01 M . Como que a diluição afeta a ionização de ácidos fracos?
Passo 1
Então, a gente tem o ácido acético () com um . A pergunta é para calcular a porcentagem de ionização desse ácido em três concentrações diferentes: 1 M, 0.1 M e 0.01 M. Além disso, queremos entender como a diluição afeta a ionização de ácidos fracos. Para resolver isso, vamos usar conceitos de equilíbrio químico e a expressão do .
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é porcentagem de ionização. É a fração do ácido que se dissocia em íons, multiplicada por 100%. Matematicamente, é dada por:
Onde é a concentração do íon resultante e é a concentração inicial do ácido.
Passo 3
Para encontrar e , usamos a expressão do constante de dissociação ácida ():
Como o ácido é fraco, assumimos que a quantidade que se ioniza é pequena em relação à concentração inicial, então , onde é a concentração inicial.
Passo 4
Vamos representar a quantidade ionizada como . Então:
Substituindo na expressão do :
Passo 5
Resolvendo para :
Esse representa a concentração de íons dissociados.
Passo 6
Agora, vamos calcular para cada concentração:
Para 1 M:
Porcentagem de ionização:
Para 0.1 M:
Porcentagem de ionização:
Para 0.01 M:
Porcentagem de ionização:
Resposta
A porcentagem de ionização do ácido acético é aproximadamente:
0.424% em 1 M
1.34% em 0.1 M
1.34% em 0.01 M
Observa-se que conforme a concentração do ácido acético diminui (diluição), a porcentagem de ionização aumenta. Isso acontece porque, com menos concentração de ácido, uma maior fração das moléculas de ácido pode se dissociar, aumentando a porcentagem de ionização dos ácidos fracos.