Escreva as expressões do balanço de massa e do balanço de carga para as seguintes soluções:
e) 0,100 mol / L de H3 PO4

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:
[H3PO4] ;+; [H2PO4^-] ;+; [HPO4^2-] ;+; [PO4^3-] ;=; 0,100;mol/L
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:
  • 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:
[H^+] ;=; [H2PO4^-] ;+;2,[HPO4^2-] ;+;3,[PO4^3-] ;+;[OH^-]
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:
[H3PO4] + [H2PO4^-] + [HPO4^2-] + [PO4^3-] = 0,100;mol/L
Balanço de carga:
[H^+] = [H2PO4^-] + 2,[HPO4^2-] + 3,[PO4^3-] + [OH^-]

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