O ácido benzóico é um composto de interesse industrial e sintético. Possui grande aplicação na indústria de alimentos, sendo utilizado, por exemplo, na produção de conservantes. Para uma solução
de ácido benzóico
, calcule:
;
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre ácido benzóico! A gente tem uma solução de ácido benzóico com concentração de
e a constante de dissociação ácida (
) é
. Nosso objetivo aqui é calcular a concentração de íons hidrogênio, ou seja,
. Vamos usar conceitos de química de equilíbrio ácido-base para isso.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender como o ácido benzóico se comporta em solução aquosa. O ácido benzóico, sendo um ácido fraco, vai se dissociar parcialmente em íons. A reação de dissociação é:
Passo 3
Agora, vamos estabelecer a expressão da constante de dissociação ácida (
) para essa reação:
Sabemos que
.
Passo 4
Vamos supor que a concentração de
formada seja
. Como o ácido benzóico se dissocia parcialmente, a concentração de
também será
, e a concentração de ácido não dissociado será
. Substituindo na expressão do
:
Passo 5
Como o
é bem pequeno, isso indica que
é muito menor que
. Portanto, podemos simplificar a equação assumindo que
. Assim:
Passo 6
Agora, resolvemos para
:
Passo 7
Tiramos a raiz quadrada de ambos os lados para encontrar
:
Resposta
A concentração de íons hidrogênio
na solução de ácido benzóico é aproximadamente
.