Calcule a concentração da primeira ionização e o grau de ionização do ácido
em uma solução aquosa 0,10 mol.
Passo 1
Beleza, vamos resolver juntos esse exercício de química! A gente precisa calcular a concentração da primeira ionização do ácido fosfórico (
) em uma solução de 0,10 mol/L e também o grau de ionização desse ácido. Para isso, vamos usar conceitos de equilíbrio químico e constante de ionização ácida (
).
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa a primeira ionização do ácido fosfórico. O
é um ácido triprótico, ou seja, pode doar até três prótons (H⁺). A primeira ionização é quando ele perde o primeiro próton:
Aqui, queremos encontrar a concentração de
após essa reação.
Passo 3
Vamos chamar a concentração inicial de ácido de
mol/L. Quando o ácido se ioniza, uma certa quantidade
de
se transforma em
e
. Então, as concentrações no equilíbrio ficam:
-
: -
: -
:
Passo 4
A constante de ionização
para a primeira ionização do
é dada por:
Substituindo as concentrações que encontramos:
Passo 5
Para simplificar a equação, vamos assumir que
é muito pequeno comparado com
mol/L, então
. Assim, a equação fica:
Multiplicando ambos os lados por
:
Passo 6
Agora, tiramos a raiz quadrada de ambos os lados para encontrar
:
Passo 7
Então, a concentração da primeira ionização, que é
, é aproximadamente
mol/L.
Passo 8
Para encontrar o grau de ionização (
), usamos a relação:
Substituindo os valores:
Resposta
A concentração da primeira ionização do ácido
é aproximadamente
mol/L e o grau de ionização é de
.