Escreva a equação química e a expressão de
para a ionização de cada uma das seguintes bases em solução aquosa:
(
)NH; íon carbonato,
;
(
Passo 1
O enunciado pede duas coisas para cada espécie: (i) a equação química da ionização em solução aquosa (ou seja, a reação quando a base aceita um próton de água) e (ii) a expressão da constante de basicidade
correspondente. As espécies listadas são:
e o íon carbonato
. Vou assumir que
refere-se à metilamina, cuja fórmula correta é
. Não vou pedir confirmação — sigo com essa interpretação.
Passo 2
Antes de escrever as reações, vamos revisar a ideia geral (rapidinho e claro). Uma base em água aceita um próton de uma molécula de água, formando a sua base conjugada (que é a espécie protonada) e gerando
. A forma geral da reação é
onde
é a base e
é a base protonada (ácido conjugado). A constante de basicidade
mede o equilíbrio dessa reação e é definida por
onde colchetes
indicam concentrações molares no equilíbrio. Observações importantes: a concentração da água não aparece na expressão (é praticamente constante) e
costuma ser pequeno para bases fracas.
Passo 3
Agora a metilamina. A reação de ionização (aceitação de próton por água) é
Explicando:
é a base (metilamina),
é a sua forma protonada (íon metilamônio) e
é o hidróxido produzido. A expressão da constante
para essa reação é
Aqui,
é a concentração do cátion metilamônio no equilíbrio,
a do hidróxido e
a da base não protonada no equilíbrio.
Passo 4
Pequena dica prática para provas (relacionada): se te der
do ácido conjugado
, dá para obter
pela relação
onde
é o produto iônico da água (a
,
). Isso é útil quando a tabela fornece
em vez de
.
Passo 5
Agora o íon carbonato. A reação de ionização (primeira etapa, base aceitando um próton de água) é
Aqui
é a base (carbonato),
é o bicarbonato (a base protonada) e
é o hidróxido. A expressão da constante
para essa reação é
Explicando as variáveis:
é a concentração do bicarbonato no equilíbrio,
a do hidróxido e
a do carbonato não protonado no equilíbrio.
Passo 6
Observação adicional sobre
: o carbonato é a base conjugada do íon bicarbonato
. Assim, se você tiver o valor de
(a segunda constante de acidez do ácido carbônico
, que corresponde à reação
), pode calcular
Também vale notar que
é anfiprótico (pode agir como ácido ou base), mas a reação principal do
como base é a que escrevi acima.