Calcule as concentrações no equilíbrio de todas as espécies em solução de ácido hipocloroso ( HOCl
).
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular as concentrações em equilíbrio de todas as espécies presentes numa solução de ácido hipocloroso (HOCl) com concentração inicial de 0,10 mol/L e constante de acidez (
) igual a
. Vamos usar conceitos de equilíbrio químico e constantes de acidez para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa
. A constante de acidez (
) é uma medida da força de um ácido em solução aquosa, ou seja, indica a tendência do ácido em doar prótons (H⁺). Para o ácido hipocloroso, a reação de dissociação em água é:
Passo 3
Vamos estabelecer uma tabela de concentração para organizar as informações:
Espécie | Concentração Inicial (mol/L) | Variação (mol/L) | Concentração no Equilíbrio (mol/L) |
---|---|---|---|
HOCl | 0,10 | -x | 0,10 - x |
H⁺ | 0 | +x | x |
OCl⁻ | 0 | +x | x |
Aqui, ‘x’ representa a quantidade de HOCl que se dissocia em H⁺ e OCl⁻.
Passo 4
Agora, vamos expressar a expressão da constante de acidez (
) usando as concentrações no equilíbrio:
Substituindo as concentrações da tabela:
Isso simplifica para:
Passo 5
Como
é muito pequeno, isso indica que o ácido é fraco e que a quantidade de dissociação (x) é muito pequena comparada à concentração inicial. Portanto, podemos simplificar a equação assumindo que
. Assim, temos:
Multiplicando ambos os lados por 0,10:
Passo 6
Agora, vamos resolver para x tirando a raiz quadrada de ambos os lados:
Passo 7
Com o valor de x encontrado, podemos preencher as concentrações no equilíbrio:
- Concentração de HOCl:
- Concentração de H⁺:
- Concentração de OCl⁻:
Resposta
As concentrações no equilíbrio são aproximadamente: