Determine a concentração de todas as espécies presentes em uma solução obtida a partir da dissolução de 2,0 gramas de vitamina C em 100 mL de água. Dados: MMácido ascórbico
.
ÁCIDO | Ka1 | Ka2 | Ka3 |
---|---|---|---|
Ascórbico |
|
|
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você quer descobrir as concentrações de todas as espécies presentes quando dissolvemos 2,0 gramas de vitamina C (ácido ascórbico) em 100 mL de água. Isso envolve conceitos de química como molaridade, massa molar e constantes de dissociação ácida (Ka). Vamos precisar calcular quantos mols de ácido ascórbico temos, entender como ele se dissocia na água e aplicar as constantes de dissociação para achar as concentrações das diferentes espécies na solução.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular quantos mols de ácido ascórbico (vitamina C) temos dissolvidos. A fórmula para isso é:
Dado que temos 2,0 g de ácido ascórbico e sua massa molar é 176,13 g/mol:
Passo 3
Agora, vamos calcular a concentração inicial do ácido ascórbico na solução. A concentração (molaridade) é dada por:
Convertendo 100 mL para litros:
Então:
Passo 4
O ácido ascórbico é um ácido diprótico, ou seja, pode doar dois prótons (H⁺). As duas etapas de dissociação são:
- Primeira dissociação:
Com constante de dissociação
- Segunda dissociação:
Com constante de dissociação
Passo 5
Vamos focar na primeira dissociação, já que o
é muito pequeno e a segunda dissociação contribui insignificativamente para a concentração de íons hidrogênio.
Montamos uma tabela de equilíbrio para a primeira dissociação:
A expressão da constante
é:
Substituindo
:
Passo 6
Como
é pequeno comparado à concentração inicial, podemos fazer a aproximação
. Assim:
Resolvendo para
:
Então, a concentração de H⁺ e AscO⁻ provenientes da primeira dissociação é aproximadamente 0,00300 M cada.
Passo 7
Agora, considerando a segunda dissociação:
A expressão de
é:
Dado que
, temos:
Essa concentração é tão pequena que podemos considerá-la desprezível.
Passo 8
Finalmente, vamos listar todas as espécies presentes na solução:
- HAscOH (ácido ascórbico não dissociado):
- H⁺:
- AscO⁻:
- Asc^{2-}:
(desprezível)
Resposta
As concentrações das espécies presentes na solução são aproximadamente:
- HAscOH:
- H}^+:
- AscO}^-:
- Asc^{2-}:
(desprezível)