Na construção de barragens, usa-se o concreto. Nos primeiros dias de confecção, o concreto tem pH alcalino, o que protege a ferragem da oxidação. Com o tempo, o pH diminui pela carbonatação do concreto que se dá pela reação com o .
Em um teste de carbonatação feito em laboratório, foi usada uma solução de de concentração 0,02 mol.L, a qual apresenta um grau de dissociação de , a . O valor da primeira constante de ionização do , nessa temperatura, é, aproximadamente,
Sendo a dissocião de , então vale de 0,02 que é a concentração inicial.
a)
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício sobre carbonatação do concreto, que é quando o pH do concreto diminui com o tempo por causa da reação com o ácido carbônico (). A gente precisa encontrar a primeira constante de ionização desse ácido () a uma concentração específica e temperatura de 25°C. Para resolver isso, vamos usar conceitos de química de ácidos e constantes de ionização.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é a constante de ionização (). Ela nos mostra o quanto um ácido se ioniza em água, ou seja, a capacidade do ácido de liberar íons. No caso do , a reação de ionização é:
A constante de ionização () dessa reação é dada por:
Passo 3
Agora, vamos analisar os dados fornecidos:
Concentração inicial da solução de :
Grau de dissociação: a
O grau de dissociação nos diz qual a fração do ácido que se ioniza. Então, vamos calcular quanto disso se ionizou.
Passo 4
Vamos calcular a quantidade ionizada ():
çãçã
Mas perceba que há um pequeno erro no cálculo original. Vamos corrigir:
Então, .
Passo 5
Agora, vamos montar uma tabela de concentração para a reação:
ç
Substituindo :
ç
Passo 6
Agora, vamos calcular a constante de ionização usando a fórmula:
Passo 7
Então, o valor aproximado da primeira constante de ionização do a é:
Resposta
A primeira constante de ionização do a é aproximadamente .