Escreva as expressões do balanço de massa e do balanço de carga para as seguintes soluções:
e)
de
e)
Passo 1
Beleza, o exercício pede pra gente escrever as duas equações básicas de qualquer solução iônica: o balanço de massa (conservação do fósforo) e o balanço de carga (eletroneutralidade). A solução é 0,100 mol/L de H₃PO₄, que é um ácido triprótico. Vamos precisar lembrar que todo o fósforo presente aparece nas quatro espécies possíveis:
- H₃PO₄
- H₂PO₄⁻
- HPO₄²⁻
- PO₄³⁻
E também que, na água, temos íons H⁺ e OH⁻ contribuindo para a carga.
Passo 2
Balanço de massa (ou conservação de fósforo):
Como não há outra fonte de fósforo, a soma das concentrações de todas as quatro espécies de fosfato tem que dar a concentração total inicial, que é 0,100 mol/L. Em LaTeX:
Como não há outra fonte de fósforo, a soma das concentrações de todas as quatro espécies de fosfato tem que dar a concentração total inicial, que é 0,100 mol/L. Em LaTeX:
Explicação rápida: cada molécula de ácido ou ânion tem exatamente 1 átomo de fósforo, então somar todas as formas dá o total de fósforo que colocamos na solução.
Passo 3
Balanço de carga (eletroneutralidade):
A soma das cargas positivas deve igualar a soma das cargas negativas. Aqui só temos:
A soma das cargas positivas deve igualar a soma das cargas negativas. Aqui só temos:
- Cargas positivas: os íons H⁺ (cada um com +1)
- Cargas negativas: H₂PO₄⁻ (–1), HPO₄²⁻ (–2), PO₄³⁻ (–3) e o OH⁻ (–1) da água
Logo, a equação é:
Explicando: multiplico cada concentração pela carga em valor absoluto (por isso o “2” antes de [HPO₄²⁻], etc.) e junto tudo do lado negativo pra igualar aos prótons livres.
Resposta
Balanço de massa:
Balanço de carga: