Escreva as reações de dissociação, a constante de equilíbrio para cada reação e a constante global da reação para as seguintes espécies em solução aquosa: H3 PO4

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para escrever as reações de dissociação do ácido fosfórico ( H3PO4) em solução aquosa, encontrar a constante de equilíbrio ( Ka) para cada etapa de dissociação e determinar a constante global da reação. Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre ácidos múltiplos e constantes de dissociação.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que o ácido fosfórico ( H3PO4) é um ácido triprótico, o que significa que ele pode doar até três prótons ( H^+) em solução aquosa. Cada vez que ele doa um próton, forma um ânion diferente e tem uma constante de dissociação associada.

Passo 3

A primeira etapa de dissociação do H3PO4 envolve a perda de um próton para formar o íon di-hidrogenofosfato ( H2PO4^-). A equação dessa reação é:
H3PO4 rightarrow H^+ + H2PO4^-
A constante de equilíbrio para essa reação é chamada de Ka1.

Passo 4

Na segunda etapa de dissociação, o H2PO4^- doa um segundo próton, formando o íon hidrogenofosfato ( HPO4^2-). A equação dessa reação é:
H2PO4^- rightarrow H^+ + HPO4^2-
A constante de equilíbrio para essa etapa é Ka2.

Passo 5

Na terceira e última etapa de dissociação, o HPO4^2- doa um terceiro próton, formando o íon fosfato ( PO4^3-). A equação dessa reação é:
HPO4^2- rightarrow H^+ + PO4^3-
A constante de equilíbrio para essa reação é Ka3.

Passo 6

Agora, para encontrar a constante global da reação de dissociação completa do H3PO4, basta multiplicar as constantes de cada etapa:
Kglobal = Ka1 times Ka2 times Ka3
Essa constante global representa a tendência do ácido fosfórico de doar todos os três prótons em solução aquosa.

Resposta

As reações de dissociação do H3PO4 em solução aquosa são:
  1. Primeira dissociação:
H3PO4 rightarrow H^+ + H2PO4^-
Constante de equilíbrio: Ka1
  1. Segunda dissociação:
H2PO4^- rightarrow H^+ + HPO4^2-
Constante de equilíbrio: Ka2
  1. Terceira dissociação:
HPO4^2- rightarrow H^+ + PO4^3-
Constante de equilíbrio: Ka3
A constante global da reação de dissociação completa é:
Kglobal = Ka1 times Ka2 times Ka3

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