Encontre a concentração dos íons e o grau de ionização para as seguintes soluções de ácido ascórbico:
;
Estabeleça uma relação entre eles. Dado: .

Passo 1

Beleza! Vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos uma solução de ácido ascórbico, cuja fórmula química é , com concentração inicial de . O objetivo é encontrar a concentração dos íons presentes na solução e o grau de ionização desse ácido. Para resolver isso, vamos precisar saber sobre equilíbrio químico, especialmente sobre ácidos fracos e a constante de dissociação ácida ( ).

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que o ácido ascórbico é um ácido fraco que pode doar prótons ( ). A constante de dissociação ácida ( ) nos ajuda a entender o quanto o ácido se ioniza em solução. A reação de ionização do ácido ascórbico pode ser representada assim:

Passo 3

Vamos montar uma tabela de ICE (Inicial, Mudança, Equilíbrio) para acompanhar as concentrações:
Inicial (M) 0,10 0 0
Mudança (M) - + +
Equilíbrio (M)
Aqui, representa a quantidade de ácido que ioniza.

Passo 4

A constante de dissociação ácida ( ) é dada por:
Substituindo os valores da tabela ICE:
Simplificando:

Passo 5

Como é bem pequeno, podemos assumir que é muito menor que , então . Isso simplifica a equação para:
Multiplicando ambos os lados por :

Passo 6

Agora, vamos encontrar resolvendo a equação:

Passo 7

Com o valor de , podemos determinar as concentrações em equilíbrio:

Passo 8

Agora, vamos calcular o grau de ionização ( ), que é a fração do ácido que ionizou:

Resposta

A concentração dos íons na solução é e . O grau de ionização do ácido ascórbico nessa solução é de aproximadamente .

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;
Estabeleça uma relação entre eles. Dado: .