b) Mostre a expressão de equilíbrio em meio aquoso e a respectiva expressão da constante de acidez.

Passo 1

Beleza, o que a gente tem aqui é uma questão que pede pra gente mostrar a expressão de equilíbrio em meio aquoso e também a expressão da constante de acidez. Isso faz parte da matéria de Química, mais especificamente de Química Geral, que trata de reações ácido-base e equilíbrio químico. Pra resolver isso, a gente vai precisar entender como os ácidos se comportam em água e como expressamos isso usando equações químicas e constantes de equilíbrio.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que quando um ácido se dissolve em água, ele pode doar um próton (H⁺) para a água. Isso cria íons no meio aquoso. Vamos considerar um ácido genérico, que chamaremos de HA. Quando ele se dissolve em água, ocorre a seguinte reação:
HA + H2O rightarrow H3O^+ + A^-
Aqui, HA é o ácido, H₂O é a água, H₃O⁺ é o íon hidroxônio e A⁻ é a base conjugada do ácido.

Passo 3

Agora, vamos falar sobre a expressão de equilíbrio dessa reação. No equilíbrio, as taxas das reações direta e inversa são iguais. Para escrever a expressão de equilíbrio, a gente coloca as concentrações dos produtos sobre as concentrações dos reagentes, cada uma elevada ao seu coeficiente estequiométrico.
Então, para nossa reação:
HA + H2O rightarrow H3O^+ + A^-
A expressão de equilíbrio (Kc) será:
Kc = [H3O^+][A^-][HA]
Note que a água, H₂O, é um líquido puro e sua concentração é constante, por isso não aparece na expressão.

Passo 4

Agora, vamos falar sobre a constante de acidez, que é conhecida como Ka. A constante de acidez é uma medida da força de um ácido no meio aquoso, ou seja, indica a tendência do ácido de doar prótons.
A expressão da constante de acidez é basicamente a mesma que a expressão de equilíbrio que acabamos de escrever. Assim, temos:
Ka = [H3O^+][A^-][HA]
Essa expressão nos diz como equilibram as concentrações dos íons formados e do ácido não dissociado no equilíbrio.

Resposta

A expressão de equilíbrio em meio aquoso para o ácido HA é:
HA + H2O rightarrow H3O^+ + A^-
E a respectiva expressão da constante de acidez (Ka) é:
Ka = [H3O^+][A^-][HA]

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