Imagem do exercício
O etanol, $\mathrm{CH}_{3} \mathrm{CH}_{2} \mathrm{OH}$, faz parte da composição de bebidas alcoólicas e pode ser utilizado como combustível. O etanal, $\mathrm{CH}_{3} \mathrm{CHO}$, pode ser obtido a partir do etanol, e a sua principal utilização é a produção de ácido etanoico.
O ácido etanoico, $\mathrm{CH}_{3} \mathrm{COOH}$, tem utilizações variadas, destacando-se o fabrico de essências artificiais.
A Figura 1 representa modelos tridimensionais das moléculas de etanol, etanal e ácido etanoico.
Em solução aquosa, o ácido etanoico, $\mathrm{CH}_{3} \mathrm{COOH}(\mathrm{aq})$, ioniza-se parcialmente, originando $\mathrm{CH}_{3} \mathrm{COO}^{-}(\mathrm{aq})$ e $\mathrm{H}_{3} \mathrm{O}^{+}(\mathrm{aq})$. Esta reação pode ser traduzida por
$\mathrm{CH}_{3} \mathrm{COOH}(\mathrm{aq})+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(1) \rightleftharpoons \mathrm{CH}_{3} \mathrm{COO}^{-}(\mathrm{aq})+\mathrm{H}_{3} \mathrm{O}^{+}(\mathrm{aq}) \quad K_{\mathrm{a}}=1,8 \times 10^{-5}$, à temperatura $T$
Após ionização, à temperatura $T$, uma solução aquosa de $\mathrm{CH}_{3} \mathrm{COOH}$ apresenta um $\mathrm{pH}$ de 2,6.
Determine a concentração de $\mathrm{CH}_{3} \mathrm{COOH}$ em equilíbrio, à temperatura $T$.
Apresente todos os cálculos efetuados.
Fonte: IAVE
Fonte: IAVE
Etapas de raciocínio para a resolução do item.
Premissa I) É pedida a concentração de ácido não ionizado. Pela constante de acidez dada, observa-se que o ácido não é forte, à temperatura $T$. Portanto, pela expressão da constante de acidez, conseguimos determinar a concentração de ácido não ionizado. A partir do $\mathrm{p H}$ dado, conseguimos determinar a concentração de $\mathrm{H}_{3} \mathrm{O}^{+}$em equilíbrio e, como a estequiometria é 1 : 1 , sabe-se que a concentração de ácido ionizado é igual a de $\mathrm{H}_{3} \mathrm{O}^{+}$ em equilíbrio, desconsiderando a autoionização da água.
Resolução:
1) Cálculo da concentração de $\mathrm{H}_{3} \mathrm{O}^{+}$em equilíbrio $\left(2,51 \times 10^{-3} \mathrm{~mol} \mathrm{~dm}^{-3}\right)$
$\left[\mathrm{H}_{3} \mathrm{O}^{+}\right]=10^{-\mathrm{pH}} \quad\left[\mathrm{H}_{3} \mathrm{O}^{+}\right]=10^{-2,6} \Leftrightarrow 2,51 \times 10^{-3} \mathrm{~mol} \mathrm{~dm}^{-3}$
Como a estequiometria de ácido ionizado é 1 para 1, a concentração do ácido ionizado é a mesma.
2) Cálculo da concentração de $\mathrm{CH}_{3} \mathrm{COOH}$ em equilíbrio $\left(0,35 \mathrm{~mol} \mathrm{~dm}^{-3}\right)$
$$K_{\mathrm{a}}=\frac{\left[\mathrm{H}_{3} \mathrm{O}^{+}\right]\left[\mathrm{CH}_{3} \mathrm{COO}^{-}\right]}{\left[\mathrm{CH}_{3} \mathrm{COOH}\right]} \quad 1,8 \times 10^{-5}=\frac{\left(2,51 \times 10^{-3}\right)^{2}}{\left[\mathrm{CH}_{3} \mathrm{COOH}\right]} \Leftrightarrow 0,35 \mathrm{~mol} \mathrm{~dm}^{-3}$$
Fonte: Lucas Campos
Bom dia! Espero, não incomodar, mas deparei-me com uma situação na resolução do exercício, que me parece ser um erro. No cálculo da concentração de H3O+ em equilíbrio, não deveria ser 10¯²∙⁶?
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Olá André! Não incomodas nada 😁 Sim devia ser -2,6, já ajustámos! O resto do cálculo mantém-se
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