O vinagre pode ser considerado uma solução 0,72 mol / L em relação ao ácido acético. Esse ácido é fraco e tem constante de ionização 1,8 times 10^-5 à 25^circ C. Determine: a) o grau de ionização desse ácido e a concentração em mol / L de [H^+]em solução.

Passo 1

Beleza, então a gente tem um vinagre que é basicamente uma solução de ácido acético com concentração de 0,72 , mol/L. Esse ácido é fraco, ou seja, ele não se ioniza completamente na água. A gente sabe que a constante de ionização ( Ka) desse ácido é 1,8 times 10^-5 a 25^circ C. A tarefa aqui é descobrir duas coisas: o grau de ionização desse ácido e qual é a concentração de íons H^+ na solução.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é o grau de ionização. Ele representa a fração de moléculas de ácido que perde um próton (H⁺) e se torna íon após ser dissolvida na água.
A reação de ionização do ácido acético ( CH3COOH) na água é:
CH3COOH <=ftharpoons CH3COO^- + H^+

Passo 3

Vamos chamar o grau de ionização de alpha. Isso significa que, de todas as moléculas de ácido acético, uma fração alpha irá se ionizar. Então, podemos expressar as concentrações no equilíbrio da seguinte maneira:
  • Concentração de CH3COOH no equilíbrio: 0,72 , (1 - alpha) , mol/L
  • Concentração de CH3COO^- no equilíbrio: 0,72 alpha , mol/L
  • Concentração de H^+ no equilíbrio: 0,72 alpha , mol/L

Passo 4

A constante de ionização ( Ka) é dada por:
Ka = [CH3COO^-][H^+][CH3COOH]
Substituindo as concentrações que encontramos:
1,8 times 10^-5 = (0,72 alpha)(0,72 alpha)0,72 (1 - alpha)
Simplificando a expressão:
1,8 times 10^-5 = 0,72^2 alpha^20,72 (1 - alpha) = 0,72 alpha^21 - alpha

Passo 5

Como o ácido é fraco, o alpha será muito pequeno, então podemos aproximar 1 - alpha approx 1. Assim, a equação fica:
1,8 times 10^-5 approx 0,72 alpha^2
Resolvendo para alpha^2:
alpha^2 = 1,8 times 10^-50,72 = 2,5 times 10^-5
Então, tirando a raiz quadrada de ambos os lados:
alpha = raiz2,5 times 10^-5 approx 0,005

Passo 6

Agora que temos o grau de ionização ( alpha approx 0,005), podemos encontrar a concentração de íons H^+ na solução:
[H^+] = 0,72 times alpha = 0,72 times 0,005 = 0,0036 , mol/L

Resposta

a) O grau de ionização do ácido acético é aproximadamente 0,005 (ou 0,5%) e a concentração de [H^+] na solução é 0,0036 , mol/L.

Exercícios relacionados