O ácido oxálico (reação de ionização abaixo) é uma substância venenosa usada principalmente como agente branqueador e de limpeza. Calcular as concentrações de todas as espécies no equilibrio presentes numa solução 0,1 mol / L. Dados pKa=1,19.
C2H2O4 (aquaso) + H2O H3O^+ + HC2O4^-

Passo 1

Vamos resolver um problema de equilíbrio químico envolvendo a ionização do ácido oxálico. O ácido oxálico é um ácido diprótico, mas vamos focar na primeira ionização para este exercício. Precisamos calcular as concentrações de todas as espécies presentes no equilíbrio em uma solução de 0,1 , mol/L. Para isso, vamos utilizar conceitos de equilíbrio ácido-base, especificamente a constante de ionização ( Ka) e o pKa.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que o pKa está relacionado à constante de ionização ( Ka) pela fórmula:
pKa = -log10(Ka)
Nos foi dado que pKa = 1,19. Vamos calcular Ka:
Ka = 10^-pKa = 10^-1,19 approx 6,46 times 10^-2

Passo 3

A reação de ionização do ácido oxálico é:
C2H2O4 ,(aq) + H2O <=ftharpoons H3O^+ + HC2O4^-
Vamos estabelecer um quadro de concentração no equilíbrio. Inicialmente, temos 0,1 , mol/L de C2H2O4 e nenhuma concentração de H3O^+ e HC2O4^-. Durante a ionização, uma quantidade x de C2H2O4 se ioniza:
Espécie Inicial (mol/L) Variação (mol/L) Equilíbrio (mol/L)
C2H2O4 0,1 -x 0,1 - x
H3O^+ 0 +x x
HC2O4^- 0 +x x

Passo 4

A expressão da constante de ionização ( Ka) para a reação é:
Ka = [H3O^+][HC2O4^-][C2H2O4]
Substituindo as concentrações do equilíbrio:
6,46 times 10^-2 = x times x0,1 - x = x^20,1 - x
Assumindo que x é muito menor que 0,1, podemos simplificar:
6,46 times 10^-2 approx x^20,1
Multiplicando ambos os lados por 0,1:
x^2 = 6,46 times 10^-3
Extraindo a raiz quadrada:
x = raiz6,46 times 10^-3 approx 0,0803 , mol/L

Resposta

No equilíbrio, as concentrações são aproximadamente:
  • C2H2O4 = 0,1 - 0,0803 approx 0,0197 , mol/L
  • H3O^+ = 0,0803 , mol/L
  • HC2O4^- = 0,0803 , mol/L

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