Calcule a concentração de íon hidrônio (
) presente em uma solução de ácido nitroso
valor de
. Resp.:
Passo 1
O enunciado pede para calcular a concentração do íon hidrônio em uma solução de ácido nitroso. Dados fornecidos:
e
.
A pergunta é: qual é nessa solução em mol/L?
A pergunta é: qual é
Passo 2
Escrevendo a reação de dissociação do ácido nitroso em água:
Explicação didática: um ácido fraco só se ioniza parcialmente em água. A constante de acidez
mede o quão favorável é essa ionização; quanto menor
, menos o ácido se ioniza.
Passo 3
Montamos uma tabela ICE (Inicial — Variação — Equilíbrio) para as concentrações:
Aqui definimos
como a concentração de
formada no equilíbrio, ou seja
.]
Passo 4
A expressão da constante de acidez é:
Isso vem direto da definição: produto das concentrações dos produtos dividido pela concentração do reagente no equilíbrio.
Passo 5
Para simplificar, usamos a aproximação usual para ácidos fracos: se
for muito menor que
, então
. Assim
Cálculo numérico:
Explicação: essa fórmula
é muito prática em provas porque evita resolver a equação quadrática; ela é derivada assumindo que a perda do reagente é desprezível quando o ácido é fraco.
Passo 6
Verificação da validade da aproximação (regra dos 5%): calcula-se a porcentagem de dissociação
Comentário didático: o resultado é cerca de
, ligeiramente maior que a regra prática de
. Isso indica que a aproximação é um pouco borderline aqui — ainda dá um valor perto do exato, mas vamos resolver a equação quadrática para confirmar e ver o erro.
Passo 7
Resolver a equação exata sem aproximação. Partindo de
multiplicamos ambos os lados por
:
Reorganizando em forma quadrática:
Aplicando a fórmula quadrática
com
,
,
, obtemos
Agora os números:
Logo
Comparação: o valor exato
difere do aproximado
em cerca de
, então a aproximação foi razoável mas não perfeita.
Passo 8
Conclusão e dica prática para a prova: para cálculos rápidos de ácido fraco você pode usar
se a dissociação estimada for bem menor que
. Se o resultado ficar perto de
, é melhor resolver a equação quadrática para confirmar. Aqui ambas as abordagens dão valores muito próximos; o valor pedido/esperado na resposta do enunciado é o aproximado arredondado.