a. Escreva a expressão de Ka para o fenol.
b. Calcule Kb para a base conjugada do fenol.
c. O fenol é um ácido mais forte ou mais fraco que a água?

Passo 1

Beleza, a gente tem três perguntinhas sobre o fenol (C₆H₅OH). Primeiro, é pra escrever a expressão de Ka dele; segundo, calcular o Kb da base conjugada (que é o íon fenolato, C₆H₅O⁻); e por fim comparar se o fenol é ácido mais forte ou mais fraco que a água. O conteúdo aqui é reação ácido-base em equilíbrio: definição de constante de acidez Ka, relação entre Ka, Kb e Kw, e comparação de forças ácidas. Vamos precisar saber:
  • A reação de ionização do fenol.
  • A fórmula de Ka e como extrair Kb usando Kw = 1,0times10^-14.
  • Qual a força ácida da água pra comparar.

Passo 2

Escrevendo a reação de ionização do fenol em água:
C6H5OH(aq) + H2O(l) <=ftharpoons C6H5O^-(aq) + H3O^+(aq)
A partir daí, a definição de Ka é:
Ka = [C6H5O^-],[H3O^+][C6H5OH]
Essa é a expressão que o exercício pede no item (a).

Passo 3

Agora, pra achar Kb da base conjugada C₆H₅O⁻, a gente usa a relação clássica:
Kw = Ka times Kb
ou seja
Kb = KwKa
Sabemos que para o fenol Ka approx 1,1times 10^-10 e que Kw = 1,0times10^-14 (água a 25 °C).

Passo 4

Substituindo:
Kb = 1,0times10^-141,1times10^-10 approx 9,1times10^-5

Passo 5

Pra comparar a força ácida do fenol com a da água, a gente vê que:
  • Fenol tem Ka = 1,1times10^-10.
  • Água tem Ka = Kw/Kb(água)á, mas como Kb(água) = Kw/Ka(água)áá e pKa(água)approx15,7á, dá Ka(água)approx2,0times10^-16á.
    Logo, 1times10^-10 é bem maior que 2times10^-16, ou seja, o fenol doa prótons mais fácil que a água.

Resposta

a) Ka = [C6H5O^-],[H3O^+][C6H5OH]
b) Kb = 9,1times10^-5
c) O fenol é um ácido mais forte que a água.

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