Se um ácido monoprótico suficiente é dissolvido em água para produzir uma solução 0.0150 M com um pH de 6.05, qual é a constante de equilíbrio do ácido?
Responda:
Ka=5.3⋅10−11
Explicação:
A idéia aqui é que você precisa usar o pH da solução para determinar a concentração de íons hidrônio, H3O+, isso é necessário para que a solução tenha um pH de 6.05.
Mesmo sem fazer nenhum cálculo, você pode dizer que o constante de dissociação ácida, Ka, para esse ácido fraco monoprótico será muito, muito pequeno.
O pH da solução resultante é relativamente próximo ao pH de água pura à temperatura ambiente, o que significa que um número muito, muito pequeno de moléculas de ácido irá realmente ionizar.
Para encontrar o valor da constante de dissociação ácida, use um Mesa ICE usando um genérico HA ácido monoprótico
HA(aq]+H2O(l]⇌ H3O+(aq] + A−(aq]
I 0.0150 0 0
C (−x) (+x) (+x)
E (0.0150−x) x x
Por definição, Ka será igual a
Ka=[H3O+]⋅[A−][HA]
Agora use o pH da solução para determinar a concentração de equilíbrio de íons hidrônio
[H3O+]=10−pH
[H3O+]=10−6.05=8.91⋅10−7M
Como você pode ver a partir do Mesa ICE, a concentração de equilíbrio dos íons hidrônio, igual à da base conjugada do ácido A−, é igual a x.
Isso significa que a expressão para Ka torna-se
Ka=x⋅x0.0150−x=(8.91⋅10−7)20.0150−8.91⋅10−7
O denominador pode ser aproximado com
0.0150−8.91⋅10−7≈0.0150
Isto significa que Ka será igual a
Ka=8.912⋅10−140.0150=5.3⋅10−11
De fato, como previmos inicialmente, você está lidando com um ácido muito fraco.