Escreva as etapas de dissociação ionização e as expressões das constantes de ionização dos seguintes eletrólitos:
ácido fosfórico ( \mathrm{H}_{3} \mathrm{PO}_{4}), \mathrm{Ka}_{1}, \mathrm{Ka}_{2} e \mathrm{Ka}{ }_{3}

Passo 1

O enunciado pede as etapas de dissociação (ionização) do ácido fosfórico e as expressões das constantes de ionização K_{a1}, K_{a2} e K_{a3}. O conteúdo envolve equilibrar cada etapa em que o ácido perde um próton e, em seguida, definir a constante de equilíbrio ácido–base para cada reação.

Passo 2

Na primeira dissociação o ácido fosfórico perde um próton formando o íon di-hidrogenofosfato. A reação de equilíbrio é
\mathrm{H}_{3}\mathrm{PO}_{4}\rightleftharpoons \mathrm{H}^{+} + \mathrm{H}_{2}\mathrm{PO}_{4}^{-}
e a constante de ionização K_{a1} é dada por
K_{a1} = \frac{[\mathrm{H}^{+}]\,[\mathrm{H}_{2}\mathrm{PO}_{4}^{-}]}{[\mathrm{H}_{3}\mathrm{PO}_{4}]}

Passo 3

Na segunda dissociação o íon \mathrm{H}_{2}\mathrm{PO}_{4}^{-} perde outro próton, gerando o íon hidrogenofosfato. A reação e sua constante são
\mathrm{H}_{2}\mathrm{PO}_{4}^{-}\rightleftharpoons \mathrm{H}^{+} + \mathrm{HPO}_{4}^{2-}
K_{a2} = \frac{[\mathrm{H}^{+}]\,[\mathrm{HPO}_{4}^{2-}]}{[\mathrm{H}_{2}\mathrm{PO}_{4}^{-}]}

Passo 4

Na terceira dissociação o íon \mathrm{HPO}_{4}^{2-} perde o último próton, formando o fosfato. A reação e sua constante são
\mathrm{HPO}_{4}^{2-}\rightleftharpoons \mathrm{H}^{+} + \mathrm{PO}_{4}^{3-}
K_{a3} = \frac{[\mathrm{H}^{+}]\,[\mathrm{PO}_{4}^{3-}]}{[\mathrm{HPO}_{4}^{2-}]}

Resposta

\mathrm{H}_{3}\mathrm{PO}_{4}\rightleftharpoons \mathrm{H}^{+} + \mathrm{H}_{2}\mathrm{PO}_{4}^{-},\quad K_{a1} = \frac{[\mathrm{H}^{+}]\,[\mathrm{H}_{2}\mathrm{PO}_{4}^{-}]}{[\mathrm{H}_{3}\mathrm{PO}_{4}]}
\mathrm{H}_{2}\mathrm{PO}_{4}^{-}\rightleftharpoons \mathrm{H}^{+} + \mathrm{HPO}_{4}^{2-},\quad K_{a2} = \frac{[\mathrm{H}^{+}]\,[\mathrm{HPO}_{4}^{2-}]}{[\mathrm{H}_{2}\mathrm{PO}_{4}^{-}]}
\mathrm{HPO}_{4}^{2-}\rightleftharpoons \mathrm{H}^{+} + \mathrm{PO}_{4}^{3-},\quad K_{a3} = \frac{[\mathrm{H}^{+}]\,[\mathrm{PO}_{4}^{3-}]}{[\mathrm{HPO}_{4}^{2-}]}

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