Escreva as equações químicas e as expressões de Kb para a ionização das bases fracas a seguir em meio aquoso:
íon acetato,
(\mathrm{CH}_{3} \mathrm{COO}^{-});
íon acetato,
(\mathrm{CH}_{3} \mathrm{COO}^{-});
Passo 1
O enunciado pede explicitamente duas coisas para a base fraca dada (íon acetato):
- Escrever a equação química da ionização em meio aquoso.
- Escrever a expressão de
correspondente a essa ionização.
Informação fornecida pelo enunciado:
- A base fraca é o íon acetato, representado por
.
Passo 2
O que significa “ionização de uma base fraca em água” (explicação didática, passo a passo, sem pular etapas).
- Uma base é uma espécie que aceita prótons (
). No caso do meio aquoso, a água pode atuar como ácido (doar ). - Quando uma base fraca reage com água, ocorre um equilíbrio químico: a base aceita um próton de uma molécula de água formando sua base conjugada protonada (que é o ácido conjugado) e deixa um íon hidróxido
. - Para qualquer base genérica
, a ionização em água é
- A constante de equilíbrio que quantifica a força da base em água chama-se
(constante de basicidade) e é definida pela lei das massas (produto das concentrações dos produtos dividido pela concentração do reagente base, todas em equilíbrio).
Passo 3
Escrevendo a equação química de ionização específica para o íon acetato (detalhando cada espécie).
- O íon acetato é
. - Ao aceitar um próton de
, forma ácido acético (o ácido conjugado) e gera . - A equação de ionização em meio aquoso, com estados físicos, é:
Explicação das setas: a dupla seta
indica que é um equilíbrio — nem tudo se converte, permanece uma mistura de reagentes e produtos.
Passo 4
Construindo a expressão de
a partir da equação de equilíbrio (passo a passo).
- A lei das massas diz que, para uma reação do tipo
a constante de equilíbrio em termos de concentrações é
- Aplicando isso à ionização do acetato, onde todos os coeficientes são
, temos:
- Aqui:
-
é a concentração molar (em mol·L^{-1}) do ácido acético no equilíbrio; -
é a concentração molar do íon hidróxido no equilíbrio; -
é a concentração molar do íon acetato no equilíbrio.
-
Passo 5
Como usar essa expressão numa resolução prática (ICE simples e interpretação).
- Se a concentração inicial de
for e inicialmente não houver nem (caso comum em problemas): - Inicial:
. - Mudança ao estabelecer equilíbrio:
diminui em , aumenta em , aumenta em . - Equilíbrio:
.
- Inicial:
- Substituindo na expressão de
:
- Em bases fracas normalmente
, então aproximamos e obtemos a expressão prática
onde
. Isso permite calcular o pOH e o pH se necessário.
Passo 6
Relação entre
e
(uma dica muito útil na prova).
- O íon acetato é a base conjugada do ácido acético. Para pares ácido-conjugado/base-conjugada vale a relação
onde
é a constante de ionização da água.
- Em temperatura
, normalmente usada é . - Assim, se souber o
do ácido acético (por exemplo, ), pode-se calcular
- Exemplo numérico (apenas como ilustração, não pedido no enunciado):
Isto confirma que o acetato é uma base fraca (valor pequeno de
).