O que é a porcentagem de ionização e como ela se relaciona com a força de um ácido?

Passo 1

O enunciado pede para explicar o que é a porcentagem de ionização de um ácido e como isso se relaciona com a sua força. Isto envolve os conceitos de equilíbrio ácido–base, constante de dissociação K_a e grau de ionização.

Passo 2

Quando um ácido genérico \mathrm{HA} é colocado em água, ocorre a dissociação
\mathrm{HA} \longleftrightarrow \mathrm{H}^+ + \mathrm{A}^-
Nem todo ácido fraco se dissocia completamente; o equilíbrio é regido pela constante
K_a = \frac{[\mathrm{H}^+][\mathrm{A}^-]}{[\mathrm{HA}]}

Passo 3

Definimos o grau de ionização \alpha como a fração das moléculas de ácido que efetivamente se ionizam:
\alpha = \frac{[\mathrm{H}^+]}{C_0}
em que C_0 é a concentração inicial de \mathrm{HA}. A porcentagem de ionização é simplesmente \alpha vezes 100%:
\%\text{ ionização} = \alpha \times 100\%.çã

Passo 4

Para um ácido fraco e em aproximação de pequenas ionizações, pode-se mostrar que
\alpha \approx \sqrt{\frac{K_a}{C_0}}
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\%\text{ ionização} \approx 100\%\times\sqrt{\frac{K_a}{C_0}}.çã
Isso mostra que, para dada concentração C_0, quanto maior K_a, maior será \alpha (portanto maior a porcentagem de ionização). Além disso, quanto menor C_0, maior tende a ser \alpha.

Resposta

A porcentagem de ionização é a fração (em %) de moléculas de ácido que se dissociam em \mathrm{H}^+ e \mathrm{A}^- numa dada concentração. Ela está diretamente ligada à constante de dissociação K_a: quanto maior K_a (isto é, quanto mais forte for o ácido), maior será a porcentagem de ionização. Ademais, ácidos mais diluídos ionizam-se em percentual maior do que soluções mais concentradas do mesmo ácido.

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