Calcule o valor de a concentração molar da forma do ácido nitrilotriacético ( ) em uma solução . Essa solução foi tamponada em . Dados

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para calcular a concentração molar da forma do ácido nitrilotriacético (H₃NTA) em uma solução de 0,010 mol/L que está tamponada a pH 5,0. Para resolver isso, vamos usar conceitos de equilíbrio ácido-base e as constantes de dissociação ( , , ) do ácido. Precisamos entender como o ácido se dissocia em etapas e como isso afeta as concentrações das diferentes espécies presentes na solução.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que o ácido nitrilotriacético (H₃NTA) pode liberar três prótons (H⁺) em etapas, formando diferentes espécies: , , e (que é ). Cada dissociação é representada por uma constante de dissociação correspondente.

Passo 3

As constantes de dissociação são dadas por:
Essas constantes nos ajudam a determinar a proporção de cada espécie em solução a um determinado pH.

Passo 4

Como a solução está a pH 5,0, podemos calcular a concentração de íons H⁺:

Passo 5

A fórmula para a fração de cada espécie ( ) em solução é dada por:
é
onde é a concentração total do ácido (0,010 mol/L). Nosso foco é , que corresponde à forma .

Passo 6

Para calcular , usamos a expressão:
Essa fórmula leva em conta todas as etapas de dissociação do ácido.

Passo 7

Substituindo os valores:

Passo 8

Calculando o numerador:
E o denominador:

Passo 9

Então,
Isso significa que aproximadamente 52,5% do ácido está na forma .

Resposta

A concentração molar da forma é aproximadamente .

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