Questão 5-O ácido acetilsalicílico (aspirina) é um ácido monoprótico para o qual o Ka
, sendo muito utilizado como medicamento. Calcule a porcentagem de ionização de uma solução
deste ácido.
U pH do suco gástrico no estômago de um certo indivíduo é 1,0 . Depois de ter engolido alguns comprimidos de aspirina, a concentração de ácido acetilsalicílico no estômago era
. Calcule a porcentagem de ionização do ácido nestas condições. Que efeito o ácido não ionizado tem nas membranas ao redor do estômago?
U pH do suco gástrico no estômago de um certo indivíduo é 1,0 . Depois de ter engolido alguns comprimidos de aspirina, a concentração de ácido acetilsalicílico no estômago era
Passo 1
O enunciado dá e pede o seguinte (vou listar TUDO que é relevante):
- Constante de acidez:
. - Concentração inicial do ácido acetilsalicílico (ácido monoprótico) na solução:
. - Situação 1: calcular a porcentagem de ionização dessa solução
(assumindo meio aquoso sem outro ácido forte presente). - Situação 2: no estômago, o pH é
. Depois de tomar comprimidos, a concentração do ácido no estômago é . Calcular a porcentagem de ionização nessa condição (aqui há um íon comum proveniente do suco gástrico). - Pergunta adicional: que efeito o ácido não ionizado (forma
) tem nas membranas ao redor do estômago?
Passo 2
Conceitos e método geral (passo a passo, bem didático).
- Reação de ionização de um ácido monoprótico:
- Definições:
= concentração inicial de ; = concentração de formada em equilíbrio (ou seja ). Assim em equilíbrio:
- Expressão da constante de acidez:
- A porcentagem de ionização é
Método prático: para ácidos fracos é comum usar a aproximação
, então
Depois verifica-se se
é pequeno (por exemplo
) para validar a aproximação. Se for necessário, resolve-se a equação quadrática exata:
obtendo
pela fórmula quadrática.
Agora aplicamos esse procedimento aos dois casos.
Cálculo numérico de
apenas como referência:
(Isto ajuda a entender o comportamento em relação ao pH.)
Passo 3
Situação 1 — solução
em meio sem outro ácido (meio “puro”):
- Usando a aproximação
:
- Porcentagem de ionização aproximada:
- Verificação da aproximação:
(ou seja ), menor que , logo a aproximação é válida. - Se quisermos a solução exata pela quadrática:
o que dá
. Resultado consistente com a aproximação.
Passo 4
Situação 2 — no estômago com
(ou seja
inicialmente):
- Agora existe um íon comum
inicial. Colocando condições iniciais:
Se formar
de
em equilíbrio:
A expressão de
é
- Como
é muito maior que o esperado para neste caso, podemos aproximar e . Assim
- Substituindo
:
- Porcentagem de ionização:
- Verificação exata (quadrática): desenvolvendo sem as aproximações obtém-se a equação
Substituindo números e resolvendo dá
, o que leva a
, consistente com a aproximação anterior.
Alternativa rápida com Henderson–Hasselbalch (checagem conceitual):
Logo a fração ionizada é aproximadamente
, concordando com os cálculos anteriores.
Passo 5
Interpretação química do efeito do ácido não ionizado sobre as membranas do estômago (explicação didática e prática):
- A forma não ionizada
é neutra e geralmente mais lipossolúvel (menos carregada) do que a forma ionizada . Por ser neutra, atravessa com mais facilidade as bicamadas lipídicas das membranas por difusão passiva. - Consequência prática: quando o pH é baixo (como no estômago, pH
), a grande maioria do ácido está na forma não ionizada e pode penetrar nas células e na camada mucosa, causando irritação local, dano à mucosa e favorecendo desconforto ou lesões (por isso aspirina pode irritar o estômago). Além disso, a forma não ionizada é a que é mais facilmente absorvida para a corrente sanguínea.
Resposta
Porcentagem de ionização em
(em meio sem outro ácido):
(aprox.).
Porcentagem de ionização em a
:
(aprox.).
Efeito do ácido não ionizado nas membranas: atravessa as membranas lipídicas por difusão e pode irritar/danificar a mucosa do estômago.
Porcentagem de ionização em
Efeito do ácido não ionizado nas membranas: atravessa as membranas lipídicas por difusão e pode irritar/danificar a mucosa do estômago.