Calcule o valor de
e porcentagem de desprotonação das seguintes soluções de ácidos fracos em água:
de
Passo 1
Beleza! A gente vai resolver um exercício que pede para calcular o pH, o pOH e a porcentagem de desprotonação de uma solução de ácido fraco. O ácido que estamos lidando é o HCOOH (ácido fórmico) com uma concentração de 0,20 M e uma constante de acidez (Ka) de
. Para isso, vamos precisar usar conceitos de equilíbrio químico, especialmente sobre ácidos fracos em água.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar como o ácido fórmico se comporta em água. Ele se dissocia parcialmente, ou seja, nem todo ácido se separa em íons. A equação de dissociação é:
Passo 3
Agora, vamos escrever a expressão da constante de acidez (Ka) para essa reação. A Ka é definida como:
Sabemos que Ka =
.
Passo 4
Vamos chamar a quantidade de HCOOH que se dissocia de x. Então, temos:
- [
] = x - [
] = x - [
] = 0,20 - x
Substituindo na expressão da Ka:
Como Ka é bem menor que a concentração inicial do ácido, podemos aproximar que 0,20 - x ≈ 0,20. Assim, a equação simplifica para:
Resolvendo para x:
Então, [
] = 6,0 \times 10^{-3} , \mathrm{M}.
Passo 5
Agora, vamos calcular o pH usando a fórmula:
Substituindo:
Passo 6
Para encontrar o pOH, usamos a relação:
Então,
Passo 7
Por fim, vamos calcular a porcentagem de desprotonação. Isso indica quanto do ácido se dissociou em íons.
Substituindo os valores:
Resposta
pH = 2,22, pOH = 11,78 e a porcentagem de desprotonação é de 3%.