(15) O ácido acético é um ácido fraco com constante de concentração igual a 1,8 times 10^-5(Ka).
a) Escreva a equação de equilíbrio e a expressão da Lei da ação das massas. (5 pontos)
b) Calcule as concentrações de todas as espécies no equilíbrio de uma solução de concentração inicial de 0,25 mol / L de ácido acético. (5 pontos)
c) Qual a concentração de ácido acético para que a concentração do ácido [H+] seja igual a 4,243 times 10^-4 mol / L ? ( 5 pontos)

Passo 1

O enunciado trata do ácido acético ( CH3COOH), um ácido fraco com constante de dissociação Ka=1,8times10^-5.
Conteúdo: equilíbrio químico de ácidos fracos e aplicação da Lei da ação das massas.
Vamos:
a) escrever a reação de ionização e a expressão de Ka.
b) calcular as concentrações em equilíbrio para solução inicial c0=0,25,mol/L.
c) determinar c0 tal que [H^+]=4,243times10^-4,mol/L.

Passo 2

A reação de ionização do ácido acético em água é
CH3COOH ;<=ftharpoons H^+ ;+ CH3COO^-
Pela Lei da ação das massas, define-se
Ka ;=;[H^+],[CH3COO^-][CH3COOH]
com Ka=1,8times10^-5.

Passo 3

Para a parte (b), seja c0=0,25 mol/L a concentração inicial de CH3COOH. No equilíbrio, supondo que se dissociou x mol/L:
[CH3COOH]eq &= c0 - x, [H^+]eq &= x, [CH3COO^-]eq &= x
Substituindo em Ka:
Ka ;=; xcdot xc0 - x ;Longrightarrow; x^20,25 - x = 1,8times10^-5

Passo 4

Resolvendo
x^2 = 1,8times10^-5,(0,25 - x) ;Longrightarrow; x^2 + 1,8times10^-5,x - 4,5times10^-6=0
pela fórmula de Bhaskara:
x = -1,8times10^-5 + raiz(1,8times10^-5)^2 + 4cdot1,8times10^-5cdot0,252 approx 2,1125times10^-3,mol/L
Logo
[H^+] = [CH3COO^-] approx 2,11times10^-3,M, [CH3COOH] approx 0,25 - 0,00211 = 0,2479,M

Passo 5

Para a parte (c), queremos [H^+] = x = 4,243times10^-4,mol/L. No equilíbrio
[CH3COOH] = c0 - x, Ka = x^2c0 - x ;Longrightarrow; c0 - x = x^2Ka ;Longrightarrow; c0 = x + x^2Ka

Passo 6

Calculando
x^2Ka = (4,243times10^-4)^21,8times10^-5 = 1,800times10^-71,8times10^-5 =0,010
e
c0 = 4,243times10^-4 + 0,010 = 0,0104243,mol/L

Resposta

(a) CH3COOH <=ftharpoons H^+ + CH3COO^- Ka=[H^+],[CH3COO^-][CH3COOH].
(b) [H^+] approx 2,11times10^-3,M, [CH3COO^-] approx 2,11times10^-3,M, [CH3COOH] approx 0,2479,M.
(c) c0 approx 0,0104243,mol/L.

Exercícios relacionados