(Mackenzie 2019)
Para uma solução de um ácido fraco genérico de fórmula HX, que apresenta concentração inicial de 0,1 mol/L e grau de ionização de 2%, sua respectiva constante Ka, medida a uma dada temperatura T, é de aproximadamente
Primeiro nós temos que entender o que é ka, mas antes temos que entender o que kc, vamos lá.
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 vd
porém parte dos íons se combinam novamente restituindo o AgCl (a uma velocidade vi)
quando as velocidades se igualam (vd = vi) a reação atingiu o equilíbrio e para representá-lo existem as constantes de equilíbrio.
Existem muitas mas as que nos interessam agora são ka e kc.
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
a A(s) +b B(aq) +c C(g) ⇄ d D(aq) + e E(g) +H2O(l)
o kc 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 kc correto é \( \bbox[5px, border: 2px solid blue]{ k_c\;=\;\large{ {[D]^d.[E]^e} \over {[B]^b.[C]^c} } }\)
[D]: concentração de D, em mol/L
d: coeficiente do D
[E]: concentração de E, em mol/L
e: coeficiente do E
[B]: concentração de B, em mol/L
b: coeficiente do B
[C]: concentração de C, em mol/L
c: coeficiente do C
Quanto mais alta a concentração dos produtos maior será o kc
kc alto quer dizer que temos uma grande quantidade de produtos, uma reação de alto rendimento.
O ka é semelhante ao kc mas ela é específica para ácidos.
Em meio aquoso um ácido libera H+ e um ânion qualquer1
Matematicamente ka pode ser definido pela relação \( \bbox[5px, border: 2px solid blue]{ k_a\;=\;\large{ {[H^+].[A^-]} \over {[HA]} } }\)
1 mol de HX libera 1 mol de H+ e outro de X-
em 1 L de solução temos 0,1 mol de HX
e 0,1 mol de H+ e X-
porém a questão disse de o grau de ionização do ácido é de 2%, isto significa que apenas 2% das moléculas de HX se ionizam, sendo assim a quantidade exata de H+ é 2% de 0,1, que nós dá 0,002 mol, o mesmo vale para X-
1: foi usada a definição de Arrhenius, a mais comum. Segundo ele um ácido é qualquer espécie química que em meio aquoso libera o íon hidrônio (H3O)+, ou simplificadamente H+, ele não falou nada sobre o ânion A-, porém os ácidos sempre o liberam.
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