Quais são as concentrações de
e
no equilibrio em uma solução 0,025 mol
de
? Qual o pH da solução?
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente encontrar as concentrações de
,
e
em uma solução de ácido cianídrico (
) com concentração inicial de 0,025 mol/L. Além disso, temos que descobrir o pH dessa solução. Para resolver isso, vamos usar o conceito de equilíbrio químico, especificamente para ácidos fracos, e a constante de ionização ácida (
).
Passo 2
Primeiro, vamos entender a reação de ionização do
em água. Como
é um ácido fraco, ele não se ioniza completamente. A reação de ionização é:
Aqui,
se dissocia em íons
(que na água são representados como
) e
.
Passo 3
Agora, vamos escrever a expressão da constante de ionização ácida (
) para essa reação:
Sabemos que
e a concentração inicial de
é 0,025 mol/L.
Passo 4
Vamos montar uma tabela para organizar as concentrações no equilíbrio:
Espécie | Inicial (mol/L) | Variação (mol/L) | Equilíbrio (mol/L) |
---|---|---|---|
|
0,025 | -x |
|
|
0 | +x | x |
|
0 | +x | x |
Aqui,
representa a quantidade de
que se ioniza.
Passo 5
Substituindo os valores na expressão de
:
Note que consideramos
porque
é muito pequeno comparado a 0,025.
Resolvendo para
:
Então, as concentrações no equilíbrio são:
Passo 6
Para encontrar o pH da solução, usamos a fórmula:
Substituindo o valor encontrado:
Resposta
As concentrações no equilíbrio são:
O pH da solução é 6.