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 lá! O exercício fala sobre uma solução de ácido benzóico, que é um ácido fraco usado na indústria de alimentos. A gente precisa calcular a concentração de íons hidroxila (
) em uma solução com concentração de
e uma constante de dissociação ácida (
) igual a
. Para resolver isso, vamos precisar entender como ácidos se dissociam em água e usar algumas fórmulas de equilíbrio químico.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar como o ácido benzóico se dissocia na água. A equação química é:
Aqui, cada molécula de ácido benzóico libera um íon hidrogenônio (
) e forma um íon benzóico (
).
Passo 3
Agora, vamos montar a expressão da constante de dissociação ácida (
):
Sabemos que
e a concentração inicial do ácido é
. Vamos assumir que uma pequena quantidade
de
se dissocia.
Passo 4
Com essa suposição, podemos expressar as concentrações no equilíbrio:
-
-
-
(como é pequeno, podemos simplificar)
Substituindo na expressão do
:
Passo 5
Agora, resolvemos para
:
Então,
.
Passo 6
Para encontrar
, primeiro precisamos achar o pH:
Sabendo que:
Agora, calculamos
:
Resposta
A concentração de íons hidroxila é aproximadamente
.