uma solução aquosa de HNO2 (Ka=4.3×10^-4) tem ph de 2,34. Qual é a concentração desta solução ? e qual a concentração da forma molecular e ionizada do ácido ?
Respostas
Essa é a equação de ionização do ácido:
HNO₂ ⇔ H⁺ + NO₂⁻
Perceba que quando cada Molécula de HNO₂ se dissocia ela forma uma molécula de H⁺ e uma molécula de NO₂⁻, ou seja a concentração [ ] de H⁺ e de NO₂⁻ será igual:
Logo: [H+] = [NO₂⁻]
Como foi dado o pH, podemos encontrar [H⁺]:
pH = - log [H⁺]
2,34 = log [H⁺]
-2,34 = log [H⁺]
10⁻²·³⁴ = [H⁺]
[H⁺] = 0,00457 mol/L = [NO₂⁻]
Descoberta as concentrações dos íons fica pendente achar a concentração do [HNO₂].
[HNO₂] - [H⁺] = [HNO₂] molecular em solução (não ionizado).
Pela fórmula da constante de equilíbrio encontraremos a concentração de [HNO₂] molecular em solução, que somada ao número de mols ionizado (usarei a [H⁺]) será igual a concentração da solução.
Ka = produtos/reagentes
Ka = [H⁺] . [NO₂⁻] / [HNO₂] - [H⁺]
Como : [H⁺] = [NO₂⁻] = 0,00457 mol/L = 4,57 x 10⁻³, substituindo fica:
4,3 x 10⁻⁴ = (4,57 x 10⁻³ x 4,57 x 10⁻³) / [HNO₂] - 4,57 x 10⁻³
4,3 x 10⁻⁴ = (20,885 x 10⁻⁶) / [HNO₂] - 4,57 x 10⁻³
multiplicando cruzado:
4,3 x 10⁻⁴ . [HNO₂] - 19,651 x 10⁻⁷ = 20,885 x 10⁻⁶
4,3 x 10⁻⁴ . [HNO₂] = 20,885 x 10⁻⁶ + 19,651 x 10⁻⁷
4,3 x 10⁻⁴ . [HNO₂] = 22,85 x 10⁻⁶
[HNO₂] = 22,85 x 10⁻⁶/4,3 x 10⁻⁴
[HNO₂] = 0,0531 mol/L essa é a concentração do HNO₂ que não foi ionizado, sendo a concentração da forma molecular.
A concentração ionizada do ácido é igual a [H⁺] = 0,00457 mol/L
Como a concentração da solução é o nº total de mols do HNO₂ que foi colocado em solução, tem-se que a concentração do HNO₂ total é = [HNO₂] molecular + [H+] (sendo, [H+] = HNO₂ ionizado)
Assim, a concentração da solução é:
[HNO₂] molecular + [H+]
0,0531 + 0,00457 = 0,05767 mol/L