A Autoionização da água diz que uma molécula de água doa um próton para outra de acordo com a reação abaixo:
A partir disso responda:
b) Descreva como esse experimento determina a constante da água.
b) Descreva como esse experimento determina a constante da água.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre a Autoionização da água, que é quando uma molécula de água (H₂O) doa um próton para outra, formando H₃O⁺ e OH⁻. O conteúdo que vamos usar aqui é Química, mais especificamente sobre equilíbrio químico e a Constante da água (Kw). Para resolver, vamos precisar entender como medir as concentrações de H₃O⁺ e OH⁻ nesse equilíbrio.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que na autoionização da água a reação é:
Esse equilíbrio nos diz que, em água pura, as concentrações de H₃O⁺ e OH⁻ são iguais.
Passo 3
Para determinar a constante da água (Kw), precisamos medir as concentrações desses íons. Em um experimento, isso pode ser feito usando um medidor de pH para encontrar a concentração de H₃O⁺ e um medidor de pOH para a de OH⁻.
Passo 4
A constante da água é definida pela expressão:
Ou, simplificando,
Isso significa que multiplicamos as concentrações dos dois íons para encontrar Kw.
Passo 5
No experimento, após medir as concentrações de H₃O⁺ e OH⁻, substituímos esses valores na fórmula de Kw. Por exemplo, se encontrarmos que:
e
Passo 6
Então, calculamos Kw:
Esse valor é a constante da água a 25°C, mostrando o equilíbrio entre H₃O⁺ e OH⁻ na água pura.
Resposta
O experimento mede as concentrações de H₃O⁺ e OH⁻ na água pura e multiplica esses valores para determinar a constante da água, Kw, que resulta em $ K_w = 1,0 \times 10^{-14} $ a 25°C.