O grau de ionização do ácido HX é
. Dissolvendo
moléculas desse ácido:
a) Quantos cátions
haverá na solução?
b) E ânions
?
c) Quantas moléculas não-ionizadas do ácido estarão na solução?
a) Quantos cátions
b) E ânions
c) Quantas moléculas não-ionizadas do ácido estarão na solução?
Passo 1
O enunciado pede três coisas ao dissolver
moléculas do ácido
quando o grau de ionização é
:
- (a) quantos cátions
haverá na solução; - (b) quantos ânions
haverá na solução; - (c) quantas moléculas do ácido permanecerão não-ionizadas.
Informações relevantes fornecidas:
- Número total de moléculas:
. - Grau de ionização:
. - Reação de ionização (este ácido é monoprotico):
. Ou seja, cada molécula que ioniza gera exatamente um e um .
Passo 2
Primeiro convertemos o grau de ionização de porcentagem para fração decimal, porque é mais fácil de multiplicar com o número de moléculas.
.
Explicação rápida: , então
.
Explicação rápida:
Passo 3
Calculamos quantas moléculas ionizam. A fórmula é:
onde
é o grau de ionização em fração decimal. Substituindo,
Fazendo a conta (movendo a vírgula duas casas para a esquerda ou multiplicando por
e ajustando a potência de 10):
Breve explicação do cálculo mental:
vezes
é o mesmo que
dividido por
, que dá
.
Passo 4
Cada molécula que ioniza produz um cátion
e um ânion
(por causa da estequiometria
da ionização). Portanto:
- Número de cátions
= . - Número de ânions
= .
Passo 5
Agora calculamos quantas moléculas permaneceram não-ionizadas. A fração não-ionizada é
. Então:
Fazendo a multiplicação:
Explicação do cálculo: multiplicar por
é quase o mesmo que subtrair
do total, então
, confirma o resultado.
Passo 6
Resumo rápido e checagem: somando íons formados e moléculas não-ionizadas deve dar o total inicial:
Para verificar a conservação de moléculas:
. Está consistente. Força aí — você já entendeu a ideia e viu as contas passo a passo!
Resposta
(a)
cátions
(b) ânions
(c) moléculas não-ionizadas
(b)
(c)