Definir os seguintes conceitos:
(b) ácido fraco
(b) ácido fraco
Passo 1
O enunciado pede: definir o conceito de “ácido fraco”.
Informações fornecidas: apenas a solicitação para definir o conceito.
Informações fornecidas: apenas a solicitação para definir o conceito.
Passo 2
O que significa “ionizar-se parcialmente” — a ideia central.
Quando dizemos que um ácido se dissolve em água, muitas vezes ele reage com a água para liberar prótons. Para um ácido genérico escrevemos a reação de ionização em água como
Quando dizemos que um ácido se dissolve em água, muitas vezes ele reage com a água para liberar prótons. Para um ácido genérico escrevemos a reação de ionização em água como
Essa seta dupla indica que existe um equilíbrio químico: nem todo o ácido original
vira imediatamente
e
; em vez disso, o sistema atinge um estado em que há quantidades fixas (em equilíbrio) de
,
e
. Um “ácido fraco” é exatamente um ácido que, em água, só se transforma parcialmente em íons — ou seja, no equilíbrio a maior parte ainda está como
e somente uma fração pequena virou
e
. Vou te mostrar como quantificamos isso.
Passo 3
Constante de dissociação ácida
— como medimos “quão fraco” é o ácido.
Para a reação de equilíbrio acima definimos a constante de equilíbrio chamada constante de dissociação ácida:
Para a reação de equilíbrio acima definimos a constante de equilíbrio chamada constante de dissociação ácida:
onde
é a concentração molar de íons hidrogênio em equilíbrio,
é a concentração da base conjugada em equilíbrio e
é a concentração do ácido não dissociado em equilíbrio.
Interpretação prática:
Interpretação prática:
- Se
for muito menor que ( ), o ácido é fraco: a ionização é pequena. - Se
for grande (maior que 1), o ácido é forte: praticamente todo se dissocia.
Também usamos
para facilitar comparações:
Quanto maior
, mais fraco é o ácido.
Passo 4
Relação com pH e como calcular na prática (método ICE e aproximação).
Para calcular o pH de uma solução de ácido fraco, fazemos uma tabela ICE (Inicial — Mudança — Equilíbrio). Suponha concentração inicial do ácido e que inicialmente
(da água desprezível). Colocamos uma incógnita
para a quantidade que se ioniza:
Para calcular o pH de uma solução de ácido fraco, fazemos uma tabela ICE (Inicial — Mudança — Equilíbrio). Suponha concentração inicial do ácido
Substituindo na expressão de
:
Para ácidos fracos normalmente
, então podemos aproximar
e ter
Como
em equilíbrio, o pH é
Depois de calcular
você verifica a aproximação checando
(ou seja, menos que 5%); se for menor, a aproximação é aceitável.
Passo 5
Exemplo concreto (isso ajuda a fixar): ácido acético.
Ácido acético tem . Suponha uma solução
. Aplicando a aproximação:
Ácido acético tem
Logo
Percentual de ionização:
Verificação da aproximação:
(1,34%) que é bem menor que 5%, portanto a aproximação foi válida.
Passo 6
Características adicionais e como identificar um ácido fraco na prova (dicas práticas).
- Um ácido fraco: ioniza-se parcialmente;
e costuma ser um número positivo relativamente grande. - Exemplos comuns: ácido acético
, ácido fluorídrico , ácido fórmico . - Em provas, se der
e concentração inicial, use o método ICE; se for muito pequeno você pode usar . Se o enunciado pedir comparação de forças, basta comparar os valores de (ou ); maior = ácido mais forte. - Fatores que tornam um ácido “mais fraco” ou “mais forte”: estabilidade da base conjugada
(ressonância, eletronegatividade do elemento ligado ao H, efeito indutivo), comprimento e polaridade da ligação H–X etc.
Passo 7
Resumo e motivação (um empurrãozinho final).
Em essência: ácido fraco = ácido que não se ioniza completamente em água; quantificamos isso por uma constante pequena e calculamos pH por equilíbrio. Não se assuste com as equações: siga o passo a passo ICE → expressão de
→ aproximação → pH. Você consegue — faz calmaria, que com prática esse procedimento vira rotina na prova.
Em essência: ácido fraco = ácido que não se ioniza completamente em água; quantificamos isso por uma constante
Resposta
Ácido fraco: substância que ioniza-se parcialmente em água, estabelecendo o equilíbrio
, caracterizada por uma constante de dissociação ácida
muito menor que
(ou seja, ionização incompleta).