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:
1. **Primeira dissociação:**
Com constante de dissociação
2. **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)
Exercícios relacionados
Complete os espaços da tabela abaixo. Em cada caso, classifique a solução como neutra, ácida ou alcalina.
| Solução | pH | | | Classifficaçũo da Solugẽ̃o |
| :---: | :---: | :---: | :---: | :---: |
| C | | | | |
Qual é o pH de uma solução tampão que contém quantidades equimolares das espécies químicas a seguir? (d) e
Complete os espaços da tabela abaixo. Em cada caso, classifique a solução como neutra, ácida ou alcalina.
| Solução | pH | | | Classifficaçũo da Solugẽ̃o |
| :---: | :---: | :---: | :---: | :---: |
| A | 1.00 | | | |