Escreva as reações químicas correspondentes aos processos de ionização dos ácidos e dissociação das bases. Em cada caso, determine se o ácido/base é forte ou fraco. Além disso, determine o estado de oxidação (também conhecido como número de oxidação - NOX) dos elementos, bem como dos cátions e ânions nos compostos: DICA: Utilize as tabelas de cátions e ánions disponíveis no Moodle.
g) Ácido carbônico
g) Ácido carbônico
Passo 1
Beleza, vamos resolver a questão sobre o ácido carbônico! A gente vai precisar entender como ele se ioniza na água, descobrir se ele é um ácido forte ou fraco, e ver os números de oxidação dos elementos envolvidos. Para isso, vamos usar conceitos de química de ácidos e bases, além de regras para determinar os estados de oxidação.
Passo 2
Primeiro, vamos escrever a reação de ionização do ácido carbônico na água. O ácido carbônico (
) é um ácido que pode doar prótons (
) para a água. A ionização ocorre em duas etapas porque o ácido carbônico tem dois hidrogênios que podem ser liberados.
A primeira ionização é:
Aqui, o ácido carbônico libera um próton, formando o íon bicarbonato (
).
A segunda ionização é:
Nesta etapa, o íon bicarbonato libera outro próton, formando o íon carbonato (
).
Passo 3
Agora, vamos determinar se o ácido carbônico é forte ou fraco. Ácidos fortes ionizam completamente na água, enquanto ácidos fracos ionizam parcialmente. O ácido carbônico é considerado um ácido fraco, pois ele não libera todos os seus prótons na solução aquosa. Isso significa que, em equilíbrio, existe uma quantidade significativa de ácido não ionizado.
Passo 4
Vamos calcular os estados de oxidação (NOX) dos elementos presentes no ácido carbônico, nos íons formados e nos compostos. Primeiramente, olhemos para a estrutura do
:
- Hidrogênio (
) geralmente tem NOX +1. - Oxigênio (
) geralmente tem NOX -2. - Carbono (
) vai ter seu estado de oxidação calculado.
Na molécula de
:
Então, o carbono tem NOX +4.
Nos íons formados:
- No
: - Hidrogênio: +1
- Carbono: +4
- Oxigênio: -2 cada
- No
: - Carbono: +4
- Oxigênio: -2 cada
Passo 5
Resumindo, fizemos tudo passo a passo: escrevemos as reações de ionização do ácido carbônico, determinamos que ele é um ácido fraco e calculamos os estados de oxidação dos elementos e dos íons envolvidos.
Resposta
O ácido carbônico ioniza-se da seguinte forma:
O ácido carbônico é um ácido fraco. Os estados de oxidação são:
-
Na
: - H: +1
- C: +4
- O: -2
-
No
: - H: +1
- C: +4
- O: -2
-
No
: - C: +4
- O: -2