Escreva a equação do equilíbrio de transferência de prótons de cada um dos seguintes ácidos fracos e dê a expressão da constante de acidez
. Identifique a base conjugada, escreva a equação apropriada para a transferência de prótons e escreva a expressão da constante de basicidade
.
;
Passo 1
O enunciado pede duas coisas relacionadas ao ácido fraco
:
- Escrever a equação de equilíbrio para a transferência de prótons do ácido (ou seja, a reação de dissociação em água) e dar a expressão da constante de acidez
. - Identificar a base conjugada formada, escrever a equação apropriada para a transferência de prótons envolvendo essa base (ou seja, a reação em que a base conjugada aceita um próton) e dar a expressão da constante de basicidade
.
Informações fornecidas: apenas o nome/fórmula do ácido
. Não há valores numéricos de
ou concentrações no enunciado.
Passo 2
Rápida revisão conceitual (útil para a prova, explicada devagar):
- Segundo Brønsted–Lowry, um ácido é uma espécie que doa um próton
e uma base é uma espécie que aceita um próton. - Quando um ácido doa um próton forma a sua base conjugada; quando uma base aceita um próton forma o seu ácido conjugado.
- A constante de acidez
quantifica o equilíbrio da reação de um ácido com a água; ela é definida como a razão entre as concentrações dos produtos e dos reagentes (exceto a água pura). - As chaves
representam concentrações molares em equilíbrio (mol·L^{-1}). Em expressões de equilíbrio escrevemos apenas espécies dissolvidas, não a água líquida.
Passo 3
Escrever a equação de dissociação (transferência de próton do ácido para a água). Para
a reação de equilíbrio com água é:
Comentários sobre a reação:
-
doa um próton a , formando . - A espécie que resta após a perda do próton é
: essa é a base conjugada do ácido.
Passo 4
Escrever a expressão da constante de acidez
para essa reação. Pela definição:
Explicação das variáveis:
-
é a concentração molar da base conjugada em equilíbrio. -
é a concentração molar de hidroxônio (íon hidrônio) em equilíbrio. -
é a concentração molar do ácido em equilíbrio. - A água líquida não aparece na expressão porque sua atividade é tratada como constante e incorporada em
.
Passo 5
Demonstrar, na prática, como usar essa expressão na prova (método rápido com tabela ICE, útil quando houver valores):
- Suponha concentração inicial do ácido
e que inicialmente e proveniente do ácido seja desprezível. - Monta-se a tabela ICE (Initial, Change, Equilibrium):
- Inicial:
, , . - Variação:
consome , produz de e de . - Equilíbrio:
, , .
- Inicial:
- Substituir em
:
- Se
, usa-se a aproximação e obtém-se . Isso dá aproximado e permite calcular o pH.
Passo 6
Identificar explicitamente a base conjugada e escrever a equação de transferência de prótons quando essa base aceita um próton (reação de basicidade). A base conjugada é:
A equação de reação com água (aceita próton e gera hidróxido) é:
Comentários:
- Aqui
atua como base (aceita da água), formando o ácido e produzindo .
Passo 7
Escrever a expressão da constante de basicidade
para essa reação. Pela definição:
Explicação:
-
e são as concentrações dos produtos em equilíbrio. -
é a concentração da base em equilíbrio.
Passo 8
Relação entre
e
(muito útil na prova):
- Para um par conjugado ácido/base vale a relação
onde
e, a
,
.
- Assim, se souber
de numa tabela, o da base conjugada é
Esse procedimento é o jeito padrão em provas quando pedem
mas só fornecem
.
Passo 9
Resumo prático (o que colocar como resposta final na prova — copie e cole):
- Reação de dissociação do ácido e
. - Identificação da base conjugada.
- Reação da base conjugada com água e
. - Observação: se um valor numérico de
for dado, calcular por .
Resposta
Base conjugada: