Encontre a concentração de todas as espécies e o
, após verifique se as aproximações são adequadas, para uma solução de:
.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa encontrar a concentração de todas as espécies químicas e o
de uma solução de
com concentração
. Para isso, vamos usar conceitos de química de soluções, como a hidrólise de sais e o equilíbrio químico. Vamos precisar lembrar de como sais se dissociam em água e como calcular o
de soluções básicas.
Passo 2
Primeiro, vamos ver o que acontece quando o
se dissolve na água. O
é um sal que se dissocia completamente em íons sódio (
) e cianeto (
):
Então, inicialmente, temos uma concentração de
de íons
e
.
Passo 3
Agora, vamos focar no íon
. Esse íon pode reagir com a água em um processo chamado hidrólise, formando ácido cianídrico (
) e íons hidroxila (
):
Essa reação é responsável por tornar a solução básica, ou seja, aumentar o
.
Passo 4
Para determinar a concentração de
formada, precisamos da constante de hidrólise (
) do
. Sabemos que:
Onde
é a constante da água (
) e
é a constante de dissociação ácida do
. O valor de
para
é aproximadamente
.
Então,
Passo 5
Vamos montar a tabela de concentração para a reação de hidrólise:
Espécie | Inicial | Variação | Equilíbrio |
---|---|---|---|
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Passo 6
Vamos aplicar a expressão da constante de hidrólise:
Aqui, fizemos a aproximação de que
é muito pequeno comparado a
, então
.
Então,
Então,
e
.
Passo 7
Para encontrar o
, primeiro calculamos o
:
Sabendo que:
Passo 8
Vamos verificar se nossa aproximação de
ser pequeno é válida. Calculamos
e a concentração inicial de
é
.
Como esse valor é menor que 5%, nossa aproximação está adequada.
Resposta
As concentrações das espécies em equilíbrio são:
E o
da solução é aproximadamente
. As aproximações utilizadas são válidas, já que a variação foi de apenas cerca de
.