Determine o pH e a concentração de cada espécie de lisina em uma solução de lisina
, monocloridrato de lisina,
. A representação "lisina
" se refere a uma molécula neutra de lisina que incorporou um próton adicional por meio da adição de um mol de HCl . Uma representação mais adequada explicita o sal, (lisinaH)
, formado na reação.
Passo 1
O enunciado dá uma solução de lisin
Cl 0,0100 M. A “lisin
Cl” é o sal
, ou seja, a forma monoprotonada da lisina, que chamaremos de
. O problema pede o pH e as concentrações de
, de
(zwitteríon) e de
(basičneutro). O conteúdo aplicado será equilíbrio ácido–base de ácido diprótico fraco, usando os
relevantes para as duas dissociações de
.
Passo 2
Identificamos as duas dissociações relevantes a partir de
:
Como
é bem maior que
, a segunda dissociação é muito fraca e, para calcular o pH, podemos usar apenas a primeira dissociação de
como se fosse monoácido com
Passo 3
Para um ácido fraco monoprotônico de concentração inicial
M e constante
, a aproximação clássica dá
Passo 4
Substituindo
e
,
ou seja,
Passo 5
Agora obtemos as concentrações de cada espécie. Seja
M. Da primeira dissociação:
Denotando
, temos
. A massa total é
Como a segunda dissociação é muito pequena,
pode ser desprezado na massa total, e
Logo,
Passo 6
Por fim, calculamos
pela segunda constante
:
Resposta
pH
M
M
M