Exercícios Resolvidos de Equilíbrio Iônico

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Enunciado

2. Durante a análise de um ácido desconhecido, H A , determinou-se que uma solução 0,1   M desse ácido tinha p H   1,55 , a 25 ° C . A amostra só pode ser de um dos seguintes ácidos: ácido cloroso, H C l O 2 , p K a   =   2,0 ; ácido nitroso, H N O 2 , p K a   =   3,37 ; ácido hipobromoso, H B r O , p K a   =   8,69 . Qual é o ácido desconhecido? Justifique a sua resposta baseado nos cálculos.

Passo 1

Oi, galerinha! Tudo bom? Nesta questão o enunciado nos fornece a concentração e o pH de uma solução ácida e pede que para descobrirmos qual ácido que é. Ela nos ajuda e nos dá três opções de ácidos diferentes com seus respectivos p K a .

Opaaa, aí que temos a nossa solução, podemos usar nosso conhecimento em equilbrio químico para encontrar o p K a do ácido da solução e depois comparamos as opções dada pelo enunciado.

Bora lá!

Passo 2

Repara que todas as nossas opções são ácidos monopróticos, então podemos escrever a equação de dissolução do ácido assim:

H A → H + + A -                         K a

Temos então que a fórmula da constante ácida será,

K a = H + A - [ H A ]

Agora vamos analisar quais serão as concentrações no equilíbrio!

Passo 3

O enunciado disse que a solução tem p H   1,55 . Temos que,

p H = - log ⁡ H +

Então agora podemos calcular a concentração de [ H + ] no equilíbrio. Fica assim:

H + = 10 - 1,55 = 2,82 × 10 - 2   M

Pela reação química temos que a proporção de H + e A - é 1 : 1 . Logo,

H + = [ A - ] = 2,82 × 10 - 2   M

E temos que a concentração de [ H A ] no equilíbrio é a inicial menos a quantidade de mols que dissociou. Ou seja,

H A = 0,1 - 2,82 × 10 - 2 = 0,0718   M

Organizando os dados em uma tabela, teremos:

Passo 4

Agora vamos substituir na fórmula,

K a = 0,0282 0,0282 [ 0,0718 ] = 0,011

Mas nós precisamos achar o p K a para poder comparar com os dados do enunciado. Então temos que

p K a = - log ⁡ [ K a ]

p K a = - log ⁡ 0,011

p K a = 2,0

Comparados com os dados do enunciado, temos que o ácido da solução é o H C l O 2 .

Resposta

H C l O 2

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