O ácido cítrico, o qual está presente em frutas cítricas, é um ácido triprótico (
. Calcule o pH e a concentração do íon citrato
para uma solução de
de ácido cítrico. Explique quaisquer aproximações ou suposições que você venha a fazer em seus cálculos.
Passo 1
Beleza, o exercício pede o pH e a concentração de íon citrato
numa solução 0,050 M de ácido cítrico, que é um ácido triprótico com
O conteúdo aqui é equilíbrio de ácidos polipróticos e aproximações sucessivas. A gente vai precisar:
- Entender o que é constante de acidez (
) e como usar a expressão de equilíbrio. - Saber aproximar que a primeira dissociação domina, depois a segunda e terceira são correções pequeninas.
Passo 2
Primeiro, vamos estimar a quantidade de
gerada só na primeira dissociação:
com
.
Se chamarmos gerado, e
de
restante, dá
Se chamarmos
Isso nos dá uma estimativa inicial de
.
Passo 3
Calculando o pH:
Até aqui ignoramos
e
para o pH porque elas geram muito menos
em comparação com
.
Passo 4
Agora, para achar
, usamos a expressão global de equilíbrio:
cuja constante é
. Em geral:
onde
M. Então:
Resposta
pH ≃ 2,22
≃
M
Aproximações feitas:
- A primeira dissociação domina o pH (usamos
). - Contribuições de
e ao pH são desprezíveis. - Para
, usamos a forma global com produto .