O pH de uma solução de 0,010 M do antisséptico ácido mandélico em água é 2,95. Qual é o constante de acidez Ka e p Ka do ácido mandélico?

Passo 1

Vamos resolver um exercício de química que envolve calcular a constante de acidez ( Ka) e o pKa do ácido mandélico. Sabemos que o pH de uma solução de 0,010 M desse ácido em água é 2,95. Para resolver, vamos precisar entender como o pH está relacionado com a concentração de íons hidrogênio ( [H^+]) e como isso se conecta à constante de acidez Ka.

Passo 2

Primeiro, vamos encontrar a concentração de íons hidrogênio a partir do pH fornecido. A relação entre pH e [H^+] é dada pela fórmula:
pH = -log [H^+]
Para encontrar [H^+], rearranjamos a equação:
[H^+] = 10^-pH
Substituindo o valor do pH:
[H^+] = 10^-2,95 approx 1,12 times 10^-3 , M

Passo 3

Agora, consideramos a dissociação do ácido mandélico (HA) em água:
HA rightharpoons H^+ + A^-
A constante de acidez Ka é definida por:
Ka = [H^+][A^-][HA]
Como a concentração inicial de HA é 0,010 M e assume-se que a quantidade dissociada é igual a [H^+], temos:
[A^-] = [H^+] = 1,12 times 10^-3 , M
E a concentração de HA após a dissociação é:
[HA] = 0,010 , M - 1,12 times 10^-3 , M approx 0,00888 , M

Passo 4

Substituindo esses valores na expressão do Ka:
Ka = (1,12 times 10^-3)(1,12 times 10^-3)0,00888 approx 1,25 times 10^-60,00888 approx 1,41 times 10^-4

Passo 5

Para encontrar o pKa, usamos a relação:
pKa = -log Ka
Substituindo o valor de Ka:
pKa = -log (1,41 times 10^-4) approx 3,85

Resposta

A constante de acidez do ácido mandélico é Ka approx 1,41 times 10^-4 e o pKa approx 3,85.

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