O ácido butanoico tem um coeficiente de partição de 3,0 (favorável ao benzeno) quando se distribui entre a água e o benzeno. Determine a concentração formal do ácido butanoico em cada fase quando 100 mL de uma solução aquosa
de ácido butanoico são extraídos com 25 mL de benzeno (a) em
e (b) em
.
Passo 1
O enunciado pede as concentrações formais do ácido butanoico em cada fase após extração de 100 mL de solução aquosa 0,10 M com 25 mL de benzeno. O conteúdo envolve coeficiente de partição e equilíbrio ácido–base. Precisamos:
- Dados
, , . .
pKa do ácido butanoico. - Modelar: o ácido se dissocia em água
, mas só migra para o benzeno. - Calcular, para cada pH dado, a fração não dissociada
pela relação .
Passo 2
Definimos:
Na fase aquosa, em equilíbrio, sejam e
as moles de
e
; na fase orgânica,
moles de
.
Relação de partição:
Na fase aquosa, em equilíbrio, sejam
Relação de partição:
Definimos
Passo 3
Equilíbrio ácido–base em água dá
Balanço de massa:
Balanço de massa:
Logo
As concentrações formais são
Passo 4
Cálculo em pH 4,00
Passo 5
Cálculo em pH 10,00
Resposta
Em pH 4,00:
,
.
Em pH 10,00:
,
.