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Enunciado

Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 11.1 - Ex. 137b

A água da chuva é ligeiramente ácida devido ao dióxido de carbono dissolvido. A chuva ácida resulta da reação de óxidos de enxofre e nitrogênio, ácidos, produzidos na combustão de carvão e petróleo, com água (ver Quadro 11.1).

  1. Os cientistas que investigaram a chuva ácida mediram o pH de uma amostra de água de um lago e descobriram que era 4,8. A concentração total de carbonatos dissolvidos na água é de 4,50   m m o l   L - 1 . Determine as concentrações molares das espécies de carbonatos C O 3 2 - , H C O 3 - e H 2 C O 3 no lago.

Passo 1

Muito bem gente, vamos olhar o equilíbrio que está acontecendo aqui:

Agora nós só precisamos calcular as constantes de equilíbrio:

K a 1 = H 3 O + [ H C O 3 - ] [ H 2 C O 3 ]

K a 2 = H 3 O + [ C O 3 2 - ] [ H C O 3 - ]

E para terminar nós só precisamos achar as concentrações.

Como faremos??

O problema já nos deu a seguinte informação:

C O 3 2 - + H C O 3 - + H 2 C O 3 = 4,50 × 10 3 m o l L

Agora com o pH nós achamos H 3 O + :

H 3 O + = 10 - p H = 10 - 4,8 = 1,6 × 10 - 5 m o l L

Substituindo nas constantes:

4,3 × 10 - 7 = 4,50 × 10 3 [ H C O 3 - ] [ H 2 C O 3 ] → 9,56 × 10 - 11 = [ H C O 3 - ] [ H 2 C O 3 ]

5,6 × 10 - 11 = 4,50 × 10 3 [ C O 3 2 - ] [ H C O 3 - ] → 1,24 × 10 - 14 = [ C O 3 2 - ] [ H C O 3 - ]

Agora nós usamos um software para resolver estas três equações simultâneas:

H 2 C O 3 = 4,4 × 10 - 3 m o l L

[ H C O 3 - ] = 1,2 × 10 - 4 m o l L

[ C O 3 2 - ] = 4 , 2 × 10 - 10 m o l L

E terminamos mais umaa !!

Resposta

H 2 C O 3 = 4,4 × 10 - 3 m o l L | [ H C O 3 - ] = 1,2 × 10 - 4 m o l L | [ C O 3 2 - ] = 4,2 × 10 - 10 m o l L

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