Em meio aquoso ocorre uma reação ácido-base em que o ácido carbônico (H2 CO3) forma o íon hidrogenocarbonato (HCO3^-), 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.

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:
  1. Identificar cada reação (base e ácido) do HCO₃⁻ com H₂O
  2. 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:
HCO3^- + H2O ;longrightarrow; H2CO3 + OH^-
Aqui o HCO₃⁻ pega um H⁺ da água e forma H₂CO₃ e OH⁻.
A constante de equilíbrio dessa reação a chamamos de Kb ;=; [H2CO3];[OH^-][HCO3^-] . Pela definição de constante de equilíbrio:

Passo 3

Agora o HCO₃⁻ age como ácido.
Teoria usada: ácido de Brønsted–Lowry é espécie que doa próton (H⁺).
Reação:
HCO3^- + H2O ;longrightarrow; CO3^2- + H3O^+
Aqui o HCO₃⁻ doa um H⁺ para a água, gerando CO₃²⁻ e H₃O⁺.
A constante de equilíbrio dessa reação é o Ka2 ;=; [CO3^2-];[H3O^+][HCO3^-] (segunda dissociação do H₂CO₃):

Resposta

Reações e expressões das constantes de equilíbrio:
  1. HCO₃⁻ como base:
HCO3^- + H2O longrightarrow H2CO3 + OH^-, Kb = [H2CO3];[OH^-][HCO3^-]
  1. HCO₃⁻ como ácido:
HCO3^- + H2O longrightarrow CO3^2- + H3O^+, Ka2 = [CO3^2-];[H3O^+][HCO3^-]

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