Explique que aproximações não são válidas nos cálculos para as seguintes soluções: Ácido sulfídrico
Passo 1
Então, a gente tem uma questão que pede para explicar quais aproximações não são válidas quando estamos fazendo cálculos para uma solução de ácido sulfídrico (
) com concentração de
. A matéria envolvida aqui é a química de ácidos e bases, especificamente o equilíbrio químico de ácidos fracos. Para resolver, vamos precisar entender como funciona a dissociação de um ácido fraco e quais suposições costumamos fazer nesses cálculos.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que o ácido sulfídrico (
) é um ácido fraco que se dissocia em água segundo a reação:
A constante de dissociação ácida (
) dessa reação nos ajuda a calcular a concentração de íons hidrogênio (
) na solução.
Passo 3
Em cálculos de ácidos fracos, a gente geralmente faz algumas aproximações para simplificar. Uma delas é assumir que a concentração inicial do ácido é aproximadamente igual à concentração de
no equilíbrio. Ou seja, se a concentração inicial de
é
, então
. Outra aproximação é ignorar a contribuição da água na formação de íons hidrogênio, já que a água também se ioniza:
Passo 4
No caso da nossa solução de
com concentração
, essas aproximações tornam-se inválidas. Isso acontece porque a concentração de
proveniente da ionização da água (
) é da mesma ordem de grandeza que a concentração inicial do ácido. Então, não dá para ignorar a autoionização da água ou assumir que
.
Passo 5
Além disso, ao tentar aproximar que a dissociação do ácido é completa ou que o termo
na expressão do equilíbrio pode ser desprezado, estamo considerando mudanças muito pequenas nas concentrações, o que não é o caso aqui. Com uma concentração tão baixa, cada pequena mudança tem um impacto significativo no equilíbrio.
Passo 6
Portanto, para calcular corretamente o pH ou a concentração de íons na solução, precisamos resolver a equação de equilíbrio sem fazer essas simplificações. Isso geralmente envolve resolver uma equação quadrática para encontrar o valor real de
.
Resposta
As aproximações de que a concentração de íons hidrogênio é aproximadamente igual à concentração inicial do ácido e de que a autoionização da água pode ser ignorada não são válidas para uma solução de ácido sulfídrico com concentração
. Portanto, é necessário considerar completamente o equilíbrio da dissociação do ácido e a contribuição da água nos cálculos.
Exercícios relacionados
Explique que aproximações não são válidas nos cálculos para as seguintes soluções: Ácido oxálico
A concentração inicial do ácido cianídrico HCN é
. Calcule o pH . Ka (HCN) é
.
Calcule o pH e a concentração de todas as espécies (não é necessário calcular espécies desprezadas no BM) para uma solução de: Etilenodiamina
Preveja se o pH das soluções aquosas dos sais abaixo será igual 7 ,
ou
.
a)
b) KI
c) NaF
d)
e) (acetato de bário)
a)
b) KI
c) NaF
d)
e)