15.49 Uma solução
de um ácido monoprótico está
ionizada. Calcule a constante de ionização do ácido.
Passo 1
O enunciado dá uma solução de ácido monoprótico com concentração inicial
e diz que ela está
ionizada. A pergunta é: calcular a constante de ionização do ácido,
.
Dados relevantes:
Dados relevantes:
- Concentração inicial do ácido:
. - Percentual de ionização:
.
Passo 2
Explicando o que é
e a reação do ácido monoprótico. Para um ácido monoprótico genérico escrevemos a reação de ionização:
A constante de ionização
é definida por:
onde
,
e
são as concentrações em equilíbrio. Cada termo representa a molaridade (M) das espécies na solução no equilíbrio.
Passo 3
Montando uma tabela ICE (Inicial — Mudança — Equilíbrio) e usando a percentagem de ionização para encontrar as concentrações de equilíbrio.
Inicialmente (antes da ionização):
Se a fração ionizada é
, a concentração que ioniza é:
Calculando:
Explicação curta: o percento de ionização é
. Como foi dado
, então
.
Passo 4
Agora escrevemos as concentrações no equilíbrio:
Passo 5
Substituindo na expressão de
:
Calculemos os passos aritméticos:
Arredondando de forma prática (mantendo algarismos significativos compatíveis com os dados), obtemos:
Observação didática: algumas pessoas, quando
é muito pequeno frente a
, aproximam
. Aqui a fração ionizada é
(não tão pequenininha), por isso subtrair
de
e usar o denominador
é mais rigoroso — foi o que fizemos.
Passo 6
Breve verificação e interpretação (motivacional): o valor encontrado,
da ordem de
, indica um ácido fraco, mas não extremamente fraco. Você conseguiu! Mesmo começando em cima da hora, seguir passo a passo e montar a tabela ICE foi a chave.