Enunciado

A percentagem de desprotonação do veronal (ácido dietil-barbitúrico) em uma solução 0,020 M em água é 0,14%. Qual é o pH da solução? Qual e o K a do veronal?

Passo 1

A percentagem de desprotonação de um ácido nada mais é que a razão entre a parcela de ácido desprotonado (que perdeu seu H + ) e a concentração formal (analítica) do ácido, que engloba todas as espécies provenientes do ácido em solução.

A percentagem, então, vai ser essa razão multiplicada por 100% . Algebricamente, escrevemos a razão de desprotonação de um ácido monoprótico, como o veronal, representada por α , assim:

α = [ A - ] C a

Onde [ A - ] é a parcela de ácido desprotonado em solução, e C a é a concentração formal do ácido.

Passo 2

No exercício, temos dada a percentagem de desprotonação ( α × 100 % ) e a concentração analítica, 0,020 M. Assim, fica fácil determinar [ A - ] , que valerá:

[ A - ] = α ∙ C a

[ A - ] = 0 , 1 4 % 100 % ∙ 0 , 020   m o l / L

∴ [ A - ] = 2 , 80 × 10 - 5   m o l / L

Passo 3

Determinada [ A - ] , a gente facilmente determina [ H + ] , que no caso é justamente equivalente a [ A - ] , já que, na maior parte dos casos, podemos considerar a solução suficientemente ácida, de forma que [ O H - ] não interfira nessa relação – ou seja, seja desprezível.

Assim:

[ H + ] = 2 , 80 × 10 - 5   m o l / L

Logo,

∴ p H = - log ⁡ 2 , 80 × 10 - 5 = 4,55

Passo 4

A expressão de K a é escrita:

K a = [ H + ] ∙ A - H A

Temos todos os dados pra calcular a constante, exceto por C 6 H 5 C O O H , mas é fácil determiná-lo, pois:

C a = H A + A -

Teremos:

H A = 0,02 0 - 2,80 × 10 - 5 ≅ 0 , 020   m o l / L

Daí, podemos determinar K a :

K a = 2,80 × 10 - 5 ∙ 2,80 × 10 - 5 0,020

∴ K a = 3,9 × 10 - 8

Resposta

∴ p H = - log ⁡ 2,80 × 10 - 5 = 4,55

∴ K a = 3,9 × 10 - 8

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