Calcule as concentrações no equilíbrio de todas as espécies presentes nas soluções a seguir. Realize as aproximações que julgar conveniente, desde que o erro relativo percentual nas aproximações não ultrapasse a faixa de
no bm e no cp.
(b)
R:
(b)
R:
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de equilíbrio químico juntos! A gente vai calcular as concentrações das espécies presentes na solução de
, que tem um valor inicial de
. Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre dissociação de sais e hidrólise de íons. Vamos lá!
Passo 2
Primeiro, precisamos saber como o
se dissocia na água. Esse sal se divide em íons cálcio (
) e íons nitrito (
). A reação de dissociação fica assim:
Então, para cada mol de
que se dissocia, formam-se 1 mol de
e 2 mols de
.
Passo 3
Agora, vamos calcular as concentrações iniciais dos íons após a dissociação:
-
Cálcio (
): Como cada mol de produz 1 mol de , a concentração será igual à concentração inicial do sal: -
Nitrito (
): Cada mol de sal produz 2 mols de , então:
Passo 4
Agora, vamos analisar a hidrólise dos íons nitrito (
). A hidrólise é a reação dos íons com a água, formando ácido fraco (
) e íons hidroxila (
):
Para resolver essa equação de equilíbrio, precisamos usar a constante de hidrólise (
), que está relacionada à constante de ionização da água (
) e à constante de acidez do ácido conjugado (
):
Dado que
, primeiro calculamos
:
Então,
Passo 5
Com o
conhecido, montamos a expressão de equilíbrio para a hidrólise dos nitritos:
Assumimos que a quantidade de
que reage é pequena, então
. Chamamos de
a concentração de
e
formada:
Resolvendo para
:
Portanto,
Finalmente, usamos a relação da água para encontrar
:
Resposta
As concentrações no equilíbrio são: