(Cederj 2018) Uma solução é preparada com 28.2 g de um ácido monoprótico fraco (MM = 47.0 g/mol), em um balão volumétrico com 1.0 L de capacidade, e complementada com água destilada. Sabendo-se que o ácido se dissociou 5.0 %, a concentração da base conjugada e a constante de dissociação do ácido fraco são, respectivamente





Ácido monoprótico é uma ácido cuja molécula libera 1 H⁺








Vamos considerar que esta substância é o ácido cianídrico








O HCN doa um H⁺ para a água, produzindo CN^- e H₃O⁺, respectivamente, portanto o cianeto se comporta como um ácido e a água é uma base








No lado direto H₃O+ doa um H⁺ para o íon CN-, sendo assim o íon hidrônio se comporta como um ácido e o cianeto é uma base







O cianeto de hidrogênio, que era um ácido, formou o íon cianeto, que é uma base (a base conjugada do HCN), esses 2 formam um par conjugado ácido-base.

Já a água, que era uma base, formou o íon hidrônio, que é um ácido (o ácido conjugado da água), esses 2 formam mais 1 par conjugado.

De acordo com Bronsted-Lowry ácidos são substâncias capazes de doar um próton H⁺ a outras substâncias e as bases são substâncias capazes que recebem um próton H⁺.


1 mol de HCN forma 1 mol de H₃O⁺






nós temos 28,2 g do ácido e sua massa molar é 47 g/mol, isto significa que 1 mol tem 47 g, então 28,2 g equivalem a quantos mols?





Se 1 mol do ácido produz 1 mol de H₃O⁺, 0,6 mol produzem 0,6 mol de íon hidrônio







Entretanto o grau de dissociação do ácido é de 5%, ou seja apenas 5% do ácido formou íons e 5% de 0,6 é 0,03, sendo assim se apenas 0,03 mol de HCN sofreu dissociação nós temos 0,03 mol de H₃O⁺




isto em 1 L, logo sua concentração é 3.10^-2 mol/L






Agora para calcularmos a constante de dissociação primeiro nós temos que entender o que é k_c.


Considere o cloreto de prata, em meio aquoso o cloreto de prata forma os cátions e ânions Ag⁺ e Cl^- digamos que em uma velocidade v_d







porém parte dos íons se combinam novamente restituindo o AgCl (a uma velocidade v_i)




quando as velocidades se igualam (v_d = v_i) a reação atingiu o equilíbrio e para representá-lo existem as constantes de equilíbrio.




Existem muitas mas as que nos interessam agora são k_p e k_c.

Elas representam a concentração dos produtos dividida pela concentração dos reagentes \( \bbox[5px, border: 2px solid blue]{ k_c\;=\;\large{ {[produtos]} \over {[reagentes]} } }\)

Exemplo, considere a reação genérica





o k_c dessa reação seria \( \bbox[5px, border: 2px solid blue]{ k_c\;=\;\large{ {[D]^d.[E]^e.[H_2O]} \over {[A]^a.[B]^b.[C]^c} } }\)


Porém substâncias sólidas e líquidos puros não entram no cálculo, por isso o k_c correto é \( \bbox[5px, border: 2px solid blue]{ k_c\;=\;\large{ {[D]^d.[E]^e} \over {[B]^b.[C]^c} } }\)




O cálculo do k_d (constante de dissociação) é igual ao do k_c, então fica assim






Quais são as concentrações de CN^- e HCN no equilíbrio?


Para cada mol de H₃O⁺ há 1 de CN^-





logo suas quantidades e consequentemente suas concentrações são iguais [CN^-] = [H₃O⁺] = 3.10^-2


E se inicialmente tínhamos 0,6 mol do ácido e 0,03 dissociou então sobraram 0,57 [HCN] = 0,6 -0,03 = 0,57 mol/L





Finalmente





Gabarito letra a.
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