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) 0,9 times 10^-5
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 (H2CO3). A gente precisa encontrar a primeira constante de ionização desse ácido (K1) 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 (K). Ela nos mostra o quanto um ácido se ioniza em água, ou seja, a capacidade do ácido de liberar íons. No caso do H2CO3, a reação de ionização é:
H2 CO3 rightarrows HCO3^- + H^+
A constante de ionização (K) dessa reação é dada por:
K = [HCO3^-][H^+][H2CO3]
Passo 3
Agora, vamos analisar os dados fornecidos:
Concentração inicial da solução de H2CO3: 0,02, molL^-1
Grau de dissociação: 0,45% a 25^circC
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 (x):
x = grau de dissociação times concentração inicial = 0,45% times 0,02, molL^-1 = 0,0045 times 0,02 = 0,0009, molL^-1 çãçã
Mas perceba que há um pequeno erro no cálculo original. Vamos corrigir:
x = 0,45% times 0,02, molL^-1 = 0,45100 times 0,02 = 0,0009, molL^-1
Então, x = 0,0009, molL^-1.
Passo 5
Agora, vamos montar uma tabela de concentração para a reação:
c|ccc & H2CO3 & rightarrows & HCO3^- + H^+ hline Inicial & 0,02 & 0 & 0 Mudança & -x & +x & +x Final & 0,02 - x & x & x ç