Determine a concentração de hidronio em uma solução 0,25 mol / L de ácido fórmico. Repita o processo para uma solução de concentração 2.5 times 10^-3 mol / L de ácido fórmico. Indique a referência para a constante de equilíbrio do ácido fórmico.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para encontrar a concentração de hidronio ( H3O^+) em duas soluções de ácido fórmico com diferentes concentrações: 0,25 , mol/L e 2,5 times 10^-3 , mol/L. Para isso, vamos usar conceitos de química de ácidos fracos e o equilíbrio químico. Precisamos da constante de dissociação ácida do ácido fórmico ( Ka), que geralmente é encontrada em tabelas de constante de equilíbrio.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que o ácido fórmico ( HCOOH) é um ácido fraco, o que significa que ele não se dissocia completamente na água. A reação de dissociação é:
HCOOH rightarrow H^+ + HCOO^-
A constante de dissociação ácida ( Ka) para essa reação nos ajuda a entender o quanto o ácido se dissocia.

Passo 3

Vamos usar a expressão do Ka:
Ka = [H^+][HCOO^-][HCOOH]
Como a água é o solvente e a concentração de H^+ é igual à de H3O^+, podemos simplificar para:
Ka = [H3O^+]^2[HCOOH] - [H3O^+]
Assumindo que a dissociação é pequena, podemos aproximar [HCOOH] - [H3O^+] approx [HCOOH].

Passo 4

Vamos isolar [H3O^+]:
[H3O^+] = raizKa cdot [HCOOH]
Agora precisamos do valor de Ka para o ácido fórmico. Geralmente, Ka = 1,8 times 10^-4 para o ácido fórmico.

Passo 5

Primeiro, para a solução de 0,25 , mol/L:
[H3O^+] = raiz1,8 times 10^-4 times 0,25 = raiz4,5 times 10^-5 approx 6,7 times 10^-3 , mol/L

Passo 6

Agora, para a solução de 2,5 times 10^-3 , mol/L:
[H3O^+] = raiz1,8 times 10^-4 times 2,5 times 10^-3 = raiz4,5 times 10^-7 approx 6,7 times 10^-4 , mol/L

Resposta

A concentração de hidronio na solução de 0,25 , mol/L de ácido fórmico é aproximadamente 6,7 times 10^-3 , mol/L, e na solução de 2,5 times 10^-3 , mol/L é aproximadamente 6,7 times 10^-4 , mol/L. A constante de equilíbrio utilizada foi Ka = 1,8 times 10^-4 para o ácido fórmico, conforme tabelas de dados químicos.

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