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Enunciado

Química - Fundamentos de química analítica, Skoog- Ed: 8º - Capítulo 15.Questões e Problemas - Ex. 31e

Para os valores de p H de 2,0 , 6,0 e 10,0 , calcular os valores alfa para cada espécie em uma solução aquosa de

  1. ácido fosforoso.

Passo 1

Olá pessoal, tudo bem com vocês? Vem comigo!

As reações para o ácido fosfórico estão a seguir:

H 3 P O 3 + H 2 O ⇌ H 2 P O 3 - + H 3 O +                                   K a 1 = H 3 O + [ H 2 P O 3 - ] [ H 3 P O 3 ] = 3 ∙ 10 - 2

H 2 P O 3 - + H 2 O ⇌ H P O 3 2 - + H 3 O +                                   K a 2 = H 3 O + [ H P O 3 2 - ] [ H 2 P O 3 - ] = 1,62 ∙ 10 - 7

Agora precisamos das equações de alfa:

α 0 = [ H 3 O + ] 2 D

α 1 = K a 1 ∙ H 3 O + D

α 2 = K a 1 ∙ K a 2 D

Onde D :

D = [ H 3 O + ] 2 + K a 1 ∙ H 3 O + + K a 1 ∙ K a 2

Passo 2

Para p H = 2,0 :

H 3 O + = 10 - p H = 10 - 2,0 = 1,00 ∙ 10 - 2

Primeiro iremos calcular o valor de D :

D = ( 1,00 ∙ 10 - 2 ) 2 + ( 3 ∙ 10 - 2 ) ∙ ( 1,00 ∙ 10 - 2 ) + ( 3 ∙ 10 - 2 ) ∙ ( 1 , 62 ∙ 10 - 7 )

D = 4,000 ∙ 10 - 4

Os valores de alfa:

α 0 = [ H 3 O + ] 2 D = ( 1,00 ∙ 10 - 2 ) 2 4,000 ∙ 10 - 4

α 0 = 0 , 250

α 1 = K a 1 ∙ H 3 O + D = 3 ∙ 10 - 2 ∙ 1,00 ∙ 10 - 2 4,000 ∙ 10 - 4

α 1 = 0 , 750

α 2 = K a 1 ∙ K a 2 D = 3 ∙ 10 - 2 ∙ 1,62 ∙ 10 - 7 4,000 ∙ 10 - 4

α 2 = 1,2 2 ∙ 10 - 5

Passo 3

Para p H = 6,0 :

H 3 O + = 10 - p H = 10 - 6,0 = 1,00 ∙ 10 - 6

Valor D :

D = ( 1,00 ∙ 10 - 6 ) 2 + ( 3 ∙ 10 - 2 ) ∙ ( 1,00 ∙ 10 - 6 ) + ( 3 ∙ 10 - 2 ) ∙ ( 1,62 ∙ 10 - 7 )

D = 3,486 ∙ 10 - 8

Os valores de alfa:

α 0 = [ H 3 O + ] 2 D = ( 1,00 ∙ 10 - 6 ) 2 3,486 ∙ 10 - 8

α 0 = 2,87 ∙ 10 - 5

α 1 = K a 1 ∙ H 3 O + D = 3 ∙ 10 - 2 ∙ 1,00 ∙ 10 - 6 3,486 ∙ 10 - 8

α 1 = 0 , 861

α 2 = K a 1 ∙ K a 2 D = 3 ∙ 10 - 2 ∙ 1,62 ∙ 10 - 7 3,486 ∙ 10 - 8

α 2 = 0,139

Passo 4

Para p H = 10,0 :

H 3 O + = 10 - p H = 10 - 10,0 = 1,00 ∙ 10 - 10

Valor D :

D = ( 1,00 ∙ 10 - 10 ) 2 + ( 3 ∙ 10 - 2 ) ∙ ( 1,00 ∙ 10 - 10 ) + ( 3 ∙ 10 - 2 ) ∙ ( 1,62 ∙ 10 - 7 )

D = 4 , 863 ∙ 10 - 9

Os valores de alfa:

α 0 = [ H 3 O + ] 2 D = ( 1,00 ∙ 10 - 10 ) 2 4,863 ∙ 10 - 9

α 0 = 2,06 ∙ 10 - 12

α 1 = K a 1 ∙ H 3 O + D = 3 ∙ 10 - 2 ∙ 1,00 ∙ 10 - 10 4,863 ∙ 10 - 9

α 1 = 6,17 ∙ 10 - 4

α 2 = K a 1 ∙ K a 2 D = 3 ∙ 10 - 2 ∙ 1,62 ∙ 10 - 7 4,863 ∙ 10 - 9

α 2 = 0,999

Espero que eu tenha conseguido te ajudar! Até mais.

Resposta

  • p H = 2,0 :
    • α 0 = 0 , 250 ;
    • α 1 = 0 , 750 ;
    • α 2 = 1,22 ∙ 10 - 5 .

  • p H = 6,0 :
    • α 0 = 2,87 ∙ 10 - 5 ;
    • α 1 = 0 , 861 ;
    • α 2 = 0 , 139 .

  • p H = 10,0 :
    • α 0 = 2 , 06 ∙ 10 - 12 ;
    • α 1 = 6,17 ∙ 10 - 4 ;
    • α 2 = 0,999 .

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