Compare os valores de Ka para H2 SO4, H3 PO4 e ácido cítrico. Com base nesses valores, o que você pode dizer sobre as sucessivas etapas de ionização e sobre a coexitência de espécies em solução (por exemplo, se é possível ter H3 PO4 coexistindo com HPO4 ^2- )?

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você quer comparar os valores de constante de dissociação ácida ( ) para três ácidos: (ácido sulfúrico), (ácido fosfórico) e ácido cítrico. O assunto aqui é química ácido-base, mais especificamente ácidos polipróticos que podem doar mais de um próton. Para resolver isso, vamos precisar entender o que é a constante , como ela se relaciona com a ionização dos ácidos e como isso afeta as espécies presentes em solução.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar o que é a constante de dissociação ácida, . Ela mede a força de um ácido em solução, ou seja, a tendência do ácido de doar prótons ( ) e se dissociar em íons. Quanto maior o valor de , mais forte é o ácido, significando que ele se dissocia mais facilmente em água.

Passo 3

Agora, vamos olhar para cada ácido:
  1. Ácido Sulfúrico ( ):
    • É um ácido diprótico, o que significa que pode doar dois prótons.
    • O primeiro passo de ionização é muito forte, com uma bem alta, praticamente completo.
    • O segundo passo tem uma menor, indicando que a segunda ionização é menos favorável.
  2. Ácido Fosfórico ( ):
    • É um ácido triprótico, podendo doar três prótons.
    • Cada passo de ionização tem uma decrescente: .
    • Isso significa que a primeira ionização é a mais fácil, e cada ionização subsequente é progressivamente menos favorável.
  3. Ácido Cítrico:
    • Também é um ácido triprótico.
    • Similar ao ácido fosfórico, suas constantes também diminuem a cada passo.
    • As do ácido cítrico são menores que as do ácido fosfórico, indicando que suas ionizações são menos completas.

Passo 4

Comparando os valores de :
  • de é muito grande, quase completo na primeira ionização.
  • de é menor que o do , mas ainda assim significativo.
  • As do ácido cítrico são menores que as dos outros dois, indicando que suas ionizações são menos completas.

Passo 5

O que isso nos diz sobre as etapas de ionização:
  • Para ácidos polipróticos, cada etapa de ionização é menos favorável que a anterior, ou seja, a diminui.
  • Em soluções de , por exemplo, é possível ter coexistência de e porque a segunda ionização ainda é significativa.
  • Já para , a segunda ionização pode coexistir, mas a predominância é da forma ionizada, especialmente devido à alta .

Passo 6

Resumindo:
  • Ácidos com mais altos ionizam mais facilmente.
  • Em ácidos polipróticos, várias espécies ionizadas podem coexistir em solução dependendo dos valores de .
  • No caso do , é possível ter coexistindo com porque a segunda ionização ainda é relevante.
  • Para o , a primeira ionização é tão forte que a maioria do ácido já está ionizada na forma , mas a coexistência ainda pode ocorrer dependendo da concentração e condições da solução.

Resposta

Comparando os valores de , tem ionizações mais fortes que e ácido cítrico. Isso indica que nas etapas sucessivas de ionização, cada próton é menos facilmente doado. Além disso, em solução, diferentes espécies ionizadas podem coexistir, como coexistindo com , devido às intermediárias que permitem a presença de múltiplas formas do ácido.

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