Explique que aproximações não são válidas nos cálculos para as seguintes soluções: Ácido sulfúrico 0,01 mol L^-1

Passo 1

Então, o que temos aqui é uma pergunta sobre soluções de ácido sulfúrico (H₂SO₄) com concentração de 0,01 mol/L. A gente precisa entender quais simplificações ou “achismos” não funcionam quando a gente faz cálculos com essa solução. Para resolver isso, vamos precisar saber um pouco sobre química das soluções, especialmente sobre dissociação de ácidos, e também entender como as concentrações afetam essas reações.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que o ácido sulfúrico é um ácido forte e diprótico, ou seja, ele pode liberar dois prótons (H⁺) na água. A dissociação disso pode ser representada por:
H2SO4 2H^+ + SO4^2-
Agora, uma aproximação comum é assumir que todo o ácido se dissocia completamente, especialmente em concentrações mais altas. Mas será que isso vale para 0,01 mol/L?

Passo 3

A gente sabe que quanto menor a concentração, mais o efeito da ionização incompleta pode aparecer. Para ácidos fortes como o H₂SO₄, a maioria se dissocia completamente, mas em concentrações muito baixas, a atividade dos íons na solução pode não ser exatamente 1, o que influencia nos cálculos de pH, por exemplo.

Passo 4

Outra aproximação que às vezes a gente faz é desprezar a contribuição de íons provenientes da água (autoionização), mas nessa concentração baixa, esse efeito pode ser relevante. A autoionização da água é:
2H2O rightarrow H3O^+ + OH^-
Em soluções muito diluídas, essa contribuição precisa ser considerada.

Passo 5

Além disso, pode-se pensar em ignorar a constante de ionização para o segundo próton do H₂SO₄. Em concentrações baixas, a interação entre íons pode afetar a segunda dissociação, tornando a aproximação de completa dissociação inválida.

Passo 6

Então, juntando tudo, as aproximações de dissociação completa e de ignorar a autoionização da água não são válidas para uma solução de ácido sulfúrico a 0,01 mol/L. Nessa concentração, precisamos considerar a ionização incompleta e a contribuição dos íons da água para obter cálculos mais precisos.

Resposta

As aproximações de dissociação completa do ácido sulfúrico e de ignorar a autoionização da água não são válidas para soluções de H₂SO₄ a 0,01 mol/L, pois nessa concentração é necessário considerar a ionização incompleta e a contribuição dos íons da água nos cálculos.

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