Um volume de 1,00 mL de ácido acético concentrado (massa molar=60,0 g mol^-1, pureza =98,86 % m / m, densidade =1,05 g / cm^3 ) foi diluído e homogeneizado até um volume final de 250,0 mL com água destilada. Pede-se:
a) Qual a cA de ácido acético da solução preparada?
b) Mostre a expressão de equilíbrio em meio aquoso e a respectiva expressão da constante de acidez.
c) Quais as concentrações em equilíbrio de ácido acético e acetato e qual o valor de pH da solução

Passo 1

Beleza, vamos lá! Temos um exercício de química envolvendo diluição de ácido acético. Precisamos calcular a concentração da solução preparada, escrever a expressão de equilíbrio e a constante de acidez, além de determinar as concentrações em equilíbrio de ácido acético e acetato e o pH da solução. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos de concentração, diluição, equilíbrio químico e cálculos de pH.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a concentração da solução de ácido acético preparada. Sabemos que usamos 1,00 mL de ácido acético concentrado com densidade de 1,05 g/cm³, pureza de 98,86%, e o molar mass é 60,0 g/mol. Depois diluímos para 250,0 mL.

Passo 3

Vamos calcular a massa de ácido acético puro na solução concentrada:
Massa total = densidade times volume = 1,05 , g/cm^3 times 1,00 , cm^3 = 1,05 , g
Considerando a pureza:
Massa de ácido acético puro = 1,05 , g times 0,9886 = 1,037 , g áé

Passo 4

Agora, calculamos a quantidade de mols de ácido acético:
n = massamassa molar = 1,037 , g60,0 , g/mol approx 0,01728 , mol
A concentração após diluição:
cA = nV = 0,01728 , mol0,250 , L = 0,0691 , mol/L

Passo 5

Agora, vamos escrever a expressão de equilíbrio para o ácido acético em meio aquoso:
CH3COOH <=ftharpoons CH3COO^- + H^+
A constante de acidez ( Ka = [CH3COO^-][H^+][CH3COOH] ) é:

Passo 6

Para encontrar as concentrações em equilíbrio, assumimos que [CH3COOH] = 0,0691 - x é a concentração de [CH3COO^-] = x formada:
[H^+] = x
1,8 times 10^-5 = x times x0,0691 - x approx x^20,0691
x^2 = 1,8 times 10^-5 times 0,0691 approx 1,2458 times 10^-6
Substituindo na expressão de x approx raiz1,2458 times 10^-6 approx 0,001117 , mol/L :
Resolvendo para :

Passo 7

Então, as concentrações em equilíbrio são:
[CH3COOH] approx 0,0691 - 0,001117 approx 0,0680 , mol/L
[CH3COO^-] approx 0,001117 , mol/L
Para o pH:
pH = -log[H^+] = -log(0,001117) approx 2,95

Resposta

a) A concentração do ácido acético na solução preparada é aproximadamente .
b) A expressão de equilíbrio é e a constante de acidez é .
c) As concentrações em equilíbrio são aproximadamente , e o pH da solução é cerca de 2,95.

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