A acetonitrila
é um solvente usado em algumas sinteses químicas. A autoionização da acetonitrila tem um valor de
.
Determine a concentração do íon
.
Determine a concentração do íon
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos a acetonitrila (
), que é um solvente usado em reações químicas. A questão fala sobre a autoionização da acetonitrila, que é um processo em que uma molécula de acetonitrila se divide em íons. A constante de autoionização (
) desse processo é dada como
. Nosso objetivo aqui é encontrar a concentração do íon
.
Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos de autoionização, constante de ionização e como relacionar essas informações para encontrar a concentração dos íons produzidos.
Passo 2
Vamos começar escrevendo a equação da autoionização da acetonitrila. A autoionização é um equilíbrio químico onde duas moléculas de acetonitrila reagem para formar um cátion (
) e um ânion (
). A equação fica assim:
Passo 3
A constante de autoionização (
) para essa reação é definida pela expressão:
Onde:
-
é a concentração do cátion. -
é a concentração do ânion. -
é a concentração da acetonitrila não ionizada.
Passo 4
Vamos assumir que a autoionização é um processo muito pequeno devido ao valor extremamente baixo de
. Isso significa que a concentração de
não muda significativamente durante a reação. Portanto, podemos considerar que
permanece aproximadamente constante.
Além disso, como a reação forma um cátion e um ânion em quantidades iguais, podemos dizer que:
Passo 5
Substituindo esses valores na expressão da constante de autoionização, temos:
Queremos encontrar
, a concentração do íon
. Isolando
na equação acima:
Passo 6
Agora, precisamos determinar o valor de
. Supondo que a acetonitrila esteja em estado puro, podemos calcular sua concentração usando a densidade e a massa molar.
A massa molar da acetonitrila (
) é:
A densidade da acetonitrila é aproximadamente
. Convertendo para mol/L:
Passo 7
Agora, substituímos os valores de
e
na expressão para
:
Calculando a raiz quadrada de
:
Multiplicando pelo valor de
:
Resposta
A concentração do íon
é aproximadamente
.