Encontre a concentração dos íons e o grau de ionização para as seguintes soluções de ácido ascórbico:
0,010 M.
Estabeleça uma relação entre eles. Dado:
.
Estabeleça uma relação entre eles. Dado:
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa encontrar a concentração dos íons e o grau de ionização de uma solução de ácido ascórbico, que tem a fórmula
e uma concentração inicial de 0,010 M. Para isso, vamos usar conceitos de equilíbrio químico e constantes de ionização (
). O valor da constante de ionização fornecido é
.
Passo 2
Primeiro, vamos entender que o ácido ascórbico é um ácido diprótico, ou seja, ele pode doar dois prótons (íons H⁺) na solução. A ionização ocorre em duas etapas:
Como o valor de
foi dado, vamos considerar apenas a primeira ionização para simplificar, assumindo que a segunda ionização é muito menor e pode ser desprezada.
Passo 3
Vamos chamar o grau de ionização de α. Isso significa que, da concentração inicial de ácido (0,010 M), uma fração α se ioniza. Então:
- Concentração de
: - Concentração de
: - Concentração de
que não ionizou:
Passo 4
Agora, vamos usar a expressão da constante de ionização
:
Sabendo que
, temos:
Passo 5
Vamos resolver essa equação para encontrar α:
Rearranjando:
Essa é uma equação quadrática que podemos resolver usando a fórmula de Bhaskara:
Onde:
Calculando:
Desprezamos a solução negativa:
Resposta
O grau de ionização da solução de ácido ascórbico é aproximadamente
, e a concentração dos íons
e
é
de
, ou seja,
. A relação entre eles é que a concentração dos íons formados é diretamente proporcional ao grau de ionização aplicado à concentração inicial do ácido.