O ácido fórmico é o mais simples dos ácidos carboxílicos, dissociando-se em solução aquosa conforme a equação química:
. Sua constante de dissociação ácida é
. Calcule o valor de
da reação à
.
Passo 1
O enunciado dá a reação de dissociação do ácido fórmico e pede o valor de
à temperatura indicada. Dados e pedido que usaremos:
Pedido: calcular
da reação à
.
Passo 2
Qual fórmula relaciona
e uma constante de equilíbrio? A relação termodinâmica padrão é
Expliquei o que cada símbolo significa:
-
é a variação de energia livre padrão da reação (unidade típica: ou ). -
é a constante universal dos gases, em unidades de energia por mol por kelvin, que iremos usar como . -
é a temperatura absoluta em kelvin (aqui ). -
é a constante de equilíbrio da reação considerada; é o logaritmo natural.
Passo 3
Justificando o uso de
: para a reação de dissociação de um ácido, a constante de dissociação ácida
é exatamente o
da reação escrita. Logo podemos tomar
Passo 4
Agora substituímos os valores na fórmula:
Passo 5
Calculamos o logaritmo natural de
. Uso a propriedade
, ou de forma direta:
Números aproximados:
logo
Passo 6
Calculamos o produto
:
Passo 7
Agora
. Como
é negativo,
é positivo. Calculamos:
Convertendo para
:
Arredondando de acordo com as cifras significativas de
(três algarismos significativos em
), fica conveniente reportar com três algarismos significativos:
Passo 8
Comentário rápido e motivador: o sinal positivo de
indica que, nas condições padrão, a dissociação está termodinamicamente desfavorecida (não espontânea) — isto é coerente com um ácido fraco (
pequeno). Mas isso não é um bicho de sete cabeças: decorre direto da fórmula
.