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 |
|---------------|---------|----------|----------------------|
| | | | |
| | | | |
| | | | |
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 .
Exercícios relacionados
Foram medidas as variações de entalpias das seguintes reações :
Use esses valores e a Lei de Hess para determinar a variação de entalpia para a seguinte reação:
Verifique se sais abaixo alteram o pH da água. Caso positivo, mostre através de reações se o deve ser ácido ou básico. Por fim, ordene todos os sais em função do crescente para soluções de mesma concentração (ordem crescente de ). **Não necessita cálculo**
O que é um ácido conjugado ou uma base conjugada? É possível prever a força dessa espécie conjugada, a partir da força do ácido ou base que o origina?
Por que o da água é 7 ? Mostre através de equações.