Determine o grau de ionização do ácido acético
preparado em água pura.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para determinarmos o grau de ionização do ácido acético numa solução de 0,50 mol/L preparada em água pura. A matéria envolvida aqui é a Química de Equilíbrio Ácido-Base, e para resolver vamos precisar entender o que é grau de ionização e como calcular usando a constante de dissociação ácida.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que o grau de ionização (α) representa a fração das moléculas do ácido que se ionizam em íons na solução. No caso do ácido acético (CH₃COOH), a ionização ocorre assim:
Passo 3
Vamos estabelecer as concentrações no equilíbrio. Supondo que α seja o grau de ionização:
- Concentração de CH₃COOH no equilíbrio:
- Concentração de H⁺:
- Concentração de CH₃COO⁻:
Onde
.
Passo 4
A constante de dissociação ácida (Ka) para o ácido acético é dada por:
Substituindo as concentrações que encontramos:
Passo 5
Assumindo que o grau de ionização α é muito pequeno (o que é válido para ácidos fracos como o acético), podemos simplificar
. Assim, a equação fica:
Passo 6
Resolvendo para α:
Sabemos que
para o ácido acético é aproximadamente
.
Passo 7
Substituindo os valores na fórmula:
Resposta
O grau de ionização do ácido acético na solução de 0,50 mol/L em água pura é aproximadamente 0,6%.