Diversos ácidos aparecem a seguir, com as equações de ionização e respectivas constantes de equilíbrio.
a) Para cada equilíbrio de ionização escreva a expressão matemática da respectiva constante de equilíbrio.
b) Calcule o pKa de cada ácido.
c) Qual o ácido mais forte e qual o mais fraco? Justifique a sua resposta.
d) Qual dos três ácidos,
ou
, quando solubilizado em água, produzirá solução de pH mais elevado? Justifique a sua resposta
b) Calcule o pKa de cada ácido.
c) Qual o ácido mais forte e qual o mais fraco? Justifique a sua resposta.
d) Qual dos três ácidos,
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre ácidos que ionizam na água, mostrando as equações de ionização e suas constantes de equilíbrio (
). Vamos precisar entender de química ácido-base, especialmente sobre
e
, pra responder às perguntas de a) a d).
Passo 2
a) Escrever a expressão matemática da constante de equilíbrio para cada ionização.
A constante de equilíbrio (
) para uma reação de ionização de um ácido pode ser escrita como a razão entre os produtos e os reagentes, cada um elevado ao seu coeficiente estequiométrico.
Para cada reação dada:
-
HF:A expressão de
é: -
NH₄⁺:A expressão de
é: -
CH₃CO₂H:A expressão de
é:
Passo 3
b) Calcular o
de cada ácido.
O
é o logaritmo negativo da constante de ionização (
):
Vamos calcular para cada ácido:
-
HF:
-
NH₄⁺:
-
CH₃CO₂H:
Passo 4
c) Qual o ácido mais forte e qual o mais fraco? Justificar a resposta.
A força de um ácido está relacionada ao seu
: quanto maior o
, mais forte o ácido.
Comparando os
:
- HF:
- CH₃CO₂H:
- NH₄⁺:
Ácido mais forte: HF
Ácido mais fraco: NH₄⁺
Ácido mais fraco: NH₄⁺
Justificativa: HF tem o maior
, indicando que ele ioniza mais facilmente na água, ou seja, é mais forte. Já NH₄⁺ tem o menor
, ionizando pouco, sendo o mais fraco dos três.
Passo 5
d) Qual dos três ácidos, HF, NH₄⁺ ou CH₃CO₂H, ao ser dissolvido em água, produzirá solução com pH mais elevado? Justificar a resposta.
O pH está inversamente relacionado à concentração de íons
. Um ácido mais fraco, que ioniza menos, produz menos
, resultando em um pH mais alto.
Entre os ácidos:
- NH₄⁺ é o mais fraco (
menor). - HF e CH₃CO₂H têm
maiores, ionizando mais.
Portanto, NH₄⁺ quando dissolvido em água produzirá a solução com pH mais elevado porque ioniza menos, gerando menos íons
.
Resposta
Respondendo a cada parte:
a) As expressões das constantes de equilíbrio são:
a) As expressões das constantes de equilíbrio são:
b) Os valores de
são aproximadamente:
c) HF é o ácido mais forte e NH₄⁺ o mais fraco, pois HF tem o maior
e NH₄⁺ o menor.
d) NH₄⁺ ao ser dissolvido em água produzirá a solução com pH mais elevado, pois é o ácido mais fraco e ioniza menos, gerando menos íons .
d) NH₄⁺ ao ser dissolvido em água produzirá a solução com pH mais elevado, pois é o ácido mais fraco e ioniza menos, gerando menos íons