Questão 7 - Escreva o balanço de carga e de massa de uma solução aquosa do ácido fraco 0,02 \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1} \mathrm{H}_{2} \mathrm{CO}_{3}.

Passo 1

O enunciado pede que, para uma solução aquosa de concentração 0,02,mol L ^{-1} do ácido fraco \mathrm{H_2CO_3}, escrevamos o balanço de massa (conservação do carbono total) e o balanço de carga (neutralidade elétrica). Vamos usar as espécies envolvidas nos equilíbrios ácido-base e a condição de neutralidade de carga.

Passo 2

Identificamos as espécies em solução:
– o ácido não dissociado \mathrm{H_2CO_3},
– os produtos de primeira e segunda dissociação \mathrm{HCO_3^-} e \mathrm{CO_3^{2-}},
– os íons da água \mathrm{H^+} e \mathrm{OH^-}.

Passo 3

O balanço de massa (carbono total) impõe que a soma das concentrações de todas as formas do ácido seja igual à concentração inicial:
C_T = [\mathrm{H_2CO_3}] + [\mathrm{HCO_3^-}] + [\mathrm{CO_3^{2-}}] = 0,02

Passo 4

O balanço de carga (neutralidade elétrica) exige que a soma das cargas positivas seja igual à soma das cargas negativas:
[\mathrm{H^+}] = [\mathrm{HCO_3^-}] + 2\,[\mathrm{CO_3^{2-}}] + [\mathrm{OH^-}]

Resposta

O balanço de massa é
C_T = [\mathrm{H_2CO_3}] + [\mathrm{HCO_3^-}] + [\mathrm{CO_3^{2-}}] = 0,02
e o balanço de carga é
[\mathrm{H^+}] = [\mathrm{HCO_3^-}] + 2\,[\mathrm{CO_3^{2-}}] + [\mathrm{OH^-}].

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