A solução de amônia é usada como desinfetante, desengordurante e removedor de manchas em produtos de limpeza domésticos e industriais. Calcule a porcentagem de dissociação da amônia nas seguintes soluções aquosas:
1 litro de amônia em água na concentração
na presença de
de
.
1 litro de amônia em água na concentração
Passo 1
O enunciado pede: calcular a porcentagem de dissociação da amônia numa solução aquosa contendo, em 1 litro,
de
e
de
.
Informações relevantes fornecidas:
Informações relevantes fornecidas:
- Concentração inicial de
: . - Concentração inicial de
(proveniente de ): . - Volume da solução:
(já usado para expressar as concentrações).
A pergunta é: qual a porcentagem de dissociação da amônia sob essas condições?
Passo 2
Identificamos a reação de equilíbrio ácido-base que descreve a dissociação da amônia em água:
Aqui, a amônia é uma base fraca que aceita prótons da água. A constante de basicidade (
) da amônia é uma constante conhecida; vamos usar o valor típico a
:
Explicando a fórmula:
é definida por
onde cada concentração é a concentração molar no equilíbrio. Vou usar esse
para montar o equilíbrio.
Passo 3
Montamos uma tabela do tipo ICE (Initial, Change, Equilibrium) para as concentrações (em mol L
):
- Inicial:
- Variação devido à dissociação da amônia: seja
a concentração de formada (ou seja, a fração dissociada em mol L de ):
Expliquei:
é quanto de
se converteu em
e
.
Passo 4
Agora escrevemos a expressão de
com as concentrações no equilíbrio:
Substituindo
:
Para resolver, consideramos que
costuma ser muito pequeno quando há um íon comum presente em boa concentração (aqui
), então podemos verificar a aproximação
. Se isso valer, podemos aproximar
e
. Substituindo essas aproximações obtemos:
Ou seja, pela aproximação,
.
Passo 5
Calculamos numericamente
e a porcentagem de dissociação. A definição de porcentagem de dissociação é
Substituindo
:
Em formato decimal isso é
Passo 6
Verificação da validade da aproximação: calculamos a fração
:
Como
, a aproximação
é perfeitamente válida; portanto o resultado anterior é confiável.