Em meio aquoso ocorre uma reação ácido-base em que o ácido carbônico
forma o íon hidrogenocarbonato
, conforme reação abaixo.
a) Escreva as duas reações do íon hidrogenocarbonato com água e as suas respectivas expressões da constante de equilíbrio para cada reação.
a) Escreva as duas reações do íon hidrogenocarbonato com água e as suas respectivas expressões da constante de equilíbrio para cada reação.
Passo 1
Beleza, o exercício diz que em água o íon hidrogenocarbonato (HCO₃⁻) pode reagir de duas formas: como base (aceitando próton) ou como ácido (doando próton). Isso é parte de equilíbrio ácido-base na química inorgânica, usando a teoria de Brønsted–Lowry e expressão de constantes de equilíbrio (Ka e Kb). Para resolver a gente vai:
- Identificar cada reação (base e ácido) do HCO₃⁻ com H₂O
- Montar a expressão da constante de equilíbrio correspondente
Passo 2
Vamos ver primeiro o HCO₃⁻ agindo como base.
Teoria usada: base de Brønsted–Lowry é espécie que recebe próton (H⁺).
Reação:
Teoria usada: base de Brønsted–Lowry é espécie que recebe próton (H⁺).
Reação:
Aqui o HCO₃⁻ pega um H⁺ da água e forma H₂CO₃ e OH⁻.
A constante de equilíbrio dessa reação a chamamos de . Pela definição de constante de equilíbrio:
A constante de equilíbrio dessa reação a chamamos de
Passo 3
Agora o HCO₃⁻ age como ácido.
Teoria usada: ácido de Brønsted–Lowry é espécie que doa próton (H⁺).
Reação:
Teoria usada: ácido de Brønsted–Lowry é espécie que doa próton (H⁺).
Reação:
Aqui o HCO₃⁻ doa um H⁺ para a água, gerando CO₃²⁻ e H₃O⁺.
A constante de equilíbrio dessa reação é o (segunda dissociação do H₂CO₃):
A constante de equilíbrio dessa reação é o
Resposta
Reações e expressões das constantes de equilíbrio:
- HCO₃⁻ como base:
- HCO₃⁻ como ácido: