Calcule as concentração Formal (analítica) e a de equilíbrio para uma solução aquosa contendo 350 mg de
(
) em 35 mL de água. (O ácido está 73% dissociado em água).
Passo 1
O enunciado fornece estes dados e pede duas coisas:
- Dados:
- massa de
: . - massa molar:
. - volume de água (volume da solução):
. - grau de dissociação (fração dissociada):
.
- massa de
- O que pedir: calcular
- a concentração formal (analítica) da solução (isto é, a concentração inicial em mol L^{-1} assumindo que todo o soluto está presente no volume dado);
- as concentrações em equilíbrio (isto é, as concentrações de
, de e de no equilíbrio), sabendo que o ácido está dissociado.
Informações úteis para usar adiante (conversões):
-
. -
. - a fração dissociada
.
Passo 2
O que é concentração formal (analítica) e como calculá-la.
- Definição prática: a concentração formal
é o número de mols do soluto por litro de solução antes de qualquer reação/quebra acontecer (a forma que se usa quando se conhece a massa adicionada). - Fórmula prática para calcular diretamente a partir da massa:
onde:
-
é a massa do soluto (em ); -
é a massa molar (em ); -
é o volume da solução (em ); -
é o número de mols (em ); -
tem unidade .
Vou aplicar essa fórmula com os números do enunciado.
Passo 3
Calcular o número de mols de
.
Usando e
,
Usando
Explanação: divide-se a massa pela massa molar para obter quantos mols foram adicionados. Aqui deu cerca de
.
Passo 4
Calcular a concentração formal
.
Usando ,
Usando
Arredondando em notação usual para a prova,
(ou
com 3 algarismos significativos).
Passo 5
Entender o que significa “73% dissociado” e como obter as concentrações em equilíbrio.
- Para um ácido monoprotico genérico
, a fração dissociada é a fração dos mols de ácido que se ionizam. - Se a concentração formal inicial é
, então: - concentração de íons formados (em equilíbrio) é
. Assim e (pois cada molécula que dissocia gera um e um ). - concentração de ácido não dissociado em equilíbrio é
.
- concentração de íons formados (em equilíbrio) é
- Aqui
. Vou aplicar essas relações.
Passo 6
Calcular as concentrações de equilíbrio usando
e
.
Explicando: multiplica-se a concentração formal pela fração dissociada (para os íons) e pela fração não dissociada (para o ácido restante).
Passo 7
Arredondamentos e apresentação final (o que marcar na prova).
- Valores com 3 algarismos significativos são apropriados aqui.
- Assim:
-
. -
. -
.
-
Dica rápida de prova: se precisarem do pH, basta calcular
usando o valor acima; aqui daria algo em torno de
(não pediram, só para saber).