Escreva as equações químicas e as expressões de Ka para a ionização dos ácidos fracos a seguir em meio aquoso:
ácido hipocloroso HClO ;
ácido hipocloroso HClO ;
Passo 1
O enunciado pede duas coisas para o ácido hipocloroso
em meio aquoso:
- Escrever a (as) equação(ões) química(s) que representam a ionização do ácido em água.
- Escrever a expressão da constante de acidez
correspondente a essa ionização.
Informação dada: ácido fraco. Não há outras quantidades numéricas fornecidas.
Passo 2
Primeira coisa prática: como um ácido fraco ioniza em água. O ácido genérico
reage com a água formando íon hidronio e a base conjugada
. No caso específico, a reação escrita de forma completa em meio aquoso é:
Expliquei cada espécie:
-
é o ácido hipocloroso (espécie inicial). -
é a água do solvente que recebe o próton. -
é o íon hidronio (forma real do próton em solução aquosa). -
é a base conjugada do ácido (íon hipoclorito).
Passo 3
Por que escrevemos com
? Porque em água o próton não existe livremente: ele está coordenado a moléculas de água formando
(ou mesmo estruturas mais hidratadas). Em muitos exercícios também se usa a forma simplificada
; ambas são aceitas desde que fique claro o significado. A forma alternativa é:
Passo 4
Agora a definição da constante de acidez
. Para a reação em que o ácido
doa um próton e forma
, a expressão de equilíbrio (baseada em atividades, que em química analítica e ensino costuma ser aproximada por concentrações molares) é:
Explanação das notações:
- Em
estão as concentrações molares em equilíbrio (unidade usual ), por exemplo é a concentração de ácido não ionizado no equilíbrio. -
é a constante (sem unidade definida se usar atividades; com concentrações pode ter unidade implícita dependendo da reação) que mede a tendência do ácido em doar próton: quanto maior , mais forte o ácido; quanto menor, mais fraco.
Passo 5
Expressão equivalente usando
em vez de
. Como muitas questões de prova usam
por simplicidade, a expressão prática fica:
Observação didática: usar
facilita contas escritas, mas lembre-se mentalmente que se trata de
em solução aquosa.
Passo 6
Como isso é aplicado em prova (passo-a-passo prático para calcular pH quando houver concentração inicial): suponha que a concentração inicial de
seja
(mol·L^{-1}) e que inicialmente não haja
nem
além da água. Monta-se uma tabela ICE (Initial, Change, Equilibrium):
- Inicial:
- Variação:
perde , e ganham . - Equilíbrio:
Substituindo na expressão de:
Se o ácido for fraco e
, usa-se a aproximação
, ficando
Então
e
. Se
não for muito menor que
, resolve-se a equação quadrática exata:
ou diretamente da forma original resolvendo para
(usar a fórmula de Bhaskara).
Passo 7
Dicas rápidas para a prova (motivação amiga):
- Sempre escreva a reação com
e se quiser ser rigoroso. - Memorize a forma geral da expressão: produto de concentrações dos produtos sobre concentração do reagente ácido.
- Ao fazer contas, use a tabela ICE e a aproximação
com cuidado: cheque depois se (ou ) para validar a aproximação; caso contrário, resolva a quadrática. - Respira fundo: escrever corretamente a reação e a expressão de
vale muitos pontos e é direto quando decorado e praticado.
Resposta
(forma alternativa)