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: CO3^2-

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você me pediu para escrever as reações de dissociação do íon carbonato ( CO3^2-) em solução aquosa, as constantes de equilíbrio para cada uma dessas reações e a constante global da reação. Isso envolve entender como o CO3^2- interage com a água (H₂O) e se comporta como uma base. Vamos precisar usar conceitos de equilíbrio químico e constantes de dissociação (às vezes chamadas de constantes de base, Kb).

Passo 2

Primeiro, vamos ver a primeira reação de dissociação do CO3^2-. Quando o carbonato reage com a água, ele pode aceitar um próton (H⁺) da água, formando bicarbonato ( HCO3^-) e íons hidroxila ( OH^-). A reação fica assim:
CO3^2- + H2O rightarrow HCO3^- + OH^-

Passo 3

Agora, vamos estabelecer a constante de equilíbrio para essa reação. A constante de base, Kb, é definida pela expressão:
Kb = [HCO3^-][OH^-][CO3^2-]
Aqui, os colchetes representam as concentrações das espécies químicas em equilíbrio.

Passo 4

Em seguida, o bicarbonato ( HCO3^-) também pode reagir com a água de forma similar, aceitando outro próton e formando ácido carbônico ( H2CO3) e mais íons hidroxila ( OH^-). A segunda reação de dissociação é:
HCO3^- + H2O rightarrow H2CO3 + OH^-

Passo 5

Vamos definir a constante de equilíbrio para a segunda reação também:
Kb2 = [H2CO3][OH^-][HCO3^-]

Passo 6

Agora, para encontrar a constante global da reação, que envolve a transformação completa do CO3^2- em H2CO3 com a produção de duas moléculas de OH^-, multiplicamos as duas constantes de equilíbrio individuais:
Kglobal = Kb times Kb2
Isso porque a constante global é o produto das constantes das etapas individuais quando as reações são consecutivas.

Resposta

As reações de dissociação do CO3^2- em solução aquosa são:
  1. CO3^2- + H2O rightarrow HCO3^- + OH^-
    Constante de equilíbrio: Kb = [HCO3^-][OH^-][CO3^2-]
  2. HCO3^- + H2O rightarrow H2CO3 + OH^-
    Constante de equilíbrio: Kb2 = [H2CO3][OH^-][HCO3^-]
A constante global da reação é:
Kglobal = Kb times Kb2

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