Mostrar a equação de equilíbrio químico que descreve a ionização dos ácidos polipróticos e expressar as suas respectivas constantes de acidez.
a) ácido fosfórico
b) ácido sulfúrico
c) ácido sulfuroso
e) ácido carbônico

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre equilíbrio químico na ionização de ácidos polipróticos! A gente vai precisar entender como esses ácidos perdem seus prótons (H⁺) em água e como isso se relaciona com as constantes de acidez (Kₐ). Vamos ver os quatro ácidos: ácido fosfórico, ácido sulfúrico, ácido sulfuroso e ácido carbônico.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que ácidos polipróticos são aqueles que podem doar mais de um próton. Por exemplo, o ácido fosfórico (H₃PO₄) pode doar até três prótons. Cada doação de próton é uma etapa de ionização, e cada etapa tem sua própria constante de acidez.

Passo 3

Vamos começar com o ácido fosfórico (H₃PO₄). Ele pode ionizar três vezes:
  1. Primeira ionização:
    H3PO4 rightarrow H^+ + H2PO4^-
    A constante de acidez para essa etapa é $ K_{a1} $.
  2. Segunda ionização:
    Ka1
    A constante de acidez para essa etapa é $ K_{a2} $.
  3. Terceira ionização:
    H2PO4^- rightarrow H^+ + HPO4^2-
    A constante de acidez para essa etapa é $ K_{a3} $.

Passo 4

Agora, o ácido sulfúrico (H₂SO₄). Esse é um ácido diprótico, ou seja, tem duas etapas de ionização:
  1. Primeira ionização:
    H2SO4 rightarrow H^+ + HSO4^-
    A constante de acidez para essa etapa é $ K_{a1} $.
  2. Segunda ionização:
    Ka1
    A constante de acidez para essa etapa é $ K_{a2} $.

Passo 5

Seguimos para o ácido sulfuroso (H₂SO₃), que também é diprótico:
  1. Primeira ionização:
    H2SO3 rightarrow H^+ + HSO3^-
    A constante de acidez para essa etapa é $ K_{a1} $.
  2. Segunda ionização:
    Ka1
    A constante de acidez para essa etapa é $ K_{a2} $.

Passo 6

Por último, temos o ácido carbônico (H₂CO₃), que também é diprótico:
  1. Primeira ionização:
    H2CO3 rightarrow H^+ + HCO3^-
    A constante de acidez para essa etapa é $ K_{a1} $.
  2. Segunda ionização:
    Ka1
    A constante de acidez para essa etapa é $ K_{a2} $.

Resposta

A equação de equilíbrio químico para a ionização dos ácidos polipróticos e suas respectivas constantes de acidez são:
a) Ácido fosfórico (H₃PO₄):
H3PO4 &rightarrow H^+ + H2PO4^- Ka1 H2PO4^- &rightarrow H^+ + HPO4^2- Ka2 HPO4^2- &rightarrow H^+ + PO4^3- Ka3
b) Ácido sulfúrico (H₂SO₄):
H2SO4 &rightarrow H^+ + HSO4^- Ka1 HSO4^- &rightarrow H^+ + SO4^2- Ka2
c) Ácido sulfuroso (H₂SO₃):
H2SO3 &rightarrow H^+ + HSO3^- Ka1 HSO3^- &rightarrow H^+ + SO3^2- Ka2
e) Ácido carbônico (H₂CO₃):
H2CO3 &rightarrow H^+ + HCO3^- Ka1 HCO3^- &rightarrow H^+ + CO3^2- Ka2

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