Calcular a concentração de todas as espécies em equilíbrio nas soluções a seguir. Utilizar o método sistemático para o tratamento dos equilíbrios químicos. Realizar as aproximações que julgar conveniente, dentro de um erro relativo de 10%. Desprezar o efeito eletrolítico das soluções (Teoria moderna da dissociação eletrolítica - último tópico da PROVA 1).
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Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de equilíbrio químico juntos! A questão pede para calcular as concentrações de todas as espécies presentes na solução de ácido hipocloroso (HClO) a 0,040 mol/L. Vamos precisar usar conceitos de Equilíbrio Químico, especialmente o Método Sistemático, e aplicar as Constantes de Dissociação (
e
) para resolver.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que está acontecendo na solução. O ácido hipocloroso (
) se dissocia em água da seguinte forma:
Aqui,
é o ânion hipoclorito. Nosso objetivo é encontrar as concentrações de todas as espécies na solução em equilíbrio.
Passo 3
Vamos usar a expressão da constante de dissociação ácida (
) para o
. Sabemos que:
Primeiro, precisamos encontrar
usando a relação:
Calculando:
Passo 4
Agora, montamos a tabela de concentração inicial, de equilíbrio e as variações para a dissociação do
:
Passo 5
Substituímos esses valores na expressão de
:
Sabemos que
, então:
Passo 6
Como
é muito pequeno, a quantidade de
será bem pequena comparada a 0,040. Então, podemos aproximar
. Assim, a equação fica:
Resolvendo para
:
Esse valor de
representa a concentração de
e
.
Passo 7
Agora, para encontrar a concentração de
, usamos a relação da constante de ionização da água (
):
Sabemos que
, então:
Resposta
As concentrações das espécies em equilíbrio são: