O ácido fluorídrico é um ácido fraco (Ka=7.2 times 10^-4). Em uma solução 0.10 M de HF, qual é a espécie que está em maior concentração? HF^- H3 O^+, ou F^-? Qual eh a concentração aproximada de H3 O^+?

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que o enunciado está pedindo. Temos uma solução 0,10 M de ácido fluorídrico (HF), que é um ácido fraco com constante de acidez . Queremos descobrir qual das espécies , , ou está presente em maior concentração na solução e também determinar a concentração aproximada de .

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que um ácido fraco, como o HF, não se dissocia completamente na água. A reação de dissociação do HF é:
HF + H2O rightarrow H3O^+ + F^-
Aqui, se transforma em íon hidroniônico ( ) e íon fluoreto ( ).

Passo 3

Vamos usar a expressão da constante de acidez ( Ka = [H3O^+][F^-][HF] ) para relacionar as concentrações dos reagentes e produtos:
Sabemos que e a concentração inicial de HF é 0,10 M.

Passo 4

Vamos considerar que a quantidade de HF que se dissocia é [H3O^+] = x [F^-] = x [HF] = 0,10 - x . Assim:
7.2 times 10^-4 = x cdot x0,10 - x approx x^20,10
Substituindo esses valores na expressão de :
Aqui, podemos simplificar assumindo que é muito menor que 0,10, então .

Passo 5

Resolvendo para x^2 = 7.2 times 10^-4 times 0,10 x^2 = 7.2 times 10^-5 x = raiz7.2 times 10^-5 x approx 8.5 times 10^-3 , M :
Portanto, a concentração de é aproximadamente M.

Passo 6

Agora, vamos analisar as concentrações das espécies:
  • :
  • :
  • :
Comparando as concentrações, a espécie com maior concentração é o próprio ácido não dissociado, .

Resposta

A espécie está em maior concentração na solução. A concentração aproximada de é M.

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