16- Uma solução de um ácido HB de concentração inicial de
quando ionizado apresenta uma concentração de ion
de
. a) é o grau de ionização deste ácido b)Qual é o valor do Ka deste ácido?
Passo 1
O enunciado fornece e pede o seguinte (valores extraídos do enunciado):
- Concentração inicial do ácido HB:
. - Concentração de íon
após ionização: .
Perguntas:
(a) Calcular o grau de ionização do ácido (denotado por).
(b) Calcular o valor da constante de acidezdo ácido HB.
Passo 2
Entendendo o processo e definição do grau de ionização. Para um ácido monoprotico genérico
:
- O grau de ionização
é a fração da molécula inicial que se ioniza. Se a concentração inicial é , então a concentração de produzida por ionização é . - Assim, por definição,
Aplicando os números dados:
Para facilitar a conta em fração:
.
Passo 3
Interpretação do resultado do Passo 2 e expressão numérica final do grau de ionização.
- Convertendo para porcentagem se for útil:
corresponde a .
Portanto o grau de ionização é(ou ).
Passo 4
Definição da constante de acidez
e como calculá-la a partir das concentrações de equilíbrio. A definição é
Pelo estequiométrico do equilíbrio:
e
. Substituindo:
Esta fórmula é muito útil na prova porque evita recalcular várias concentrações separadamente; aqui todas as variáveis são conhecidas:
e
.
Passo 5
Cálculo numérico de
usando a fórmula do Passo 4. Primeiro calcule
:
Agora calcule o numerador
:
O denominador é
. Portanto
Em notação científica (mais clara em alguns contextos):
.
Passo 6
Verificação rápida fazendo pela fórmula direta das concentrações de equilíbrio (checar consistência):
,
,
. Então
o mesmo resultado obtido com a fórmula em termos de
. Bom sinal — consistência confirmada.