A constante de ionização de um ácido monocarboxílico de massa molecular 60 é 4,0×10­¦. Dissolvem-se 6,0g desse ácido em água até completar 1 litro ...

a) Para calcular a concentração de H+ na solução, é necessário calcular a concentração do ácido. Como foram dissolvidos 6,0 g de ácido em 1 litro de solução, a concentração é de 6,0 g/L ou 0,1 mol/L (massa molecular = 60 g/mol). b) A expressão da constante de ionização do ácido é Ka = [H+][A-]/[HA], onde [HA] é a concentração do ácido não ionizado e [A-] é a concentração do ânion. Como o ácido é monocarboxílico, a ionização é representada por HA(aq) + H2O(l) ⇌ H3O+(aq) + A-(aq). A concentração de H+ é igual à concentração de A-, pois a cada mol de ácido ionizado, um mol de ânion é formado. Portanto, [H+] = [A-] = x. A concentração de HA é igual a 0,1 - x. Substituindo na expressão de Ka, temos: 4,0×10^-5 = x^2/(0,1 - x). Resolvendo a equação do segundo grau, encontramos x = 2,0×10^-3 mol/L. O pH da solução é dado por pH = -log[H+], então pH = -log(2,0×10^-3) = 2,70. c) A expressão matemática da constante de ionização é Ka = [H+][A-]/[HA]. d) Se o ácido for totalmente dissociado, a concentração de H+ será igual à concentração inicial do ácido, que é 0,1 mol/L. e) Para determinar a solução que neutralizará uma maior quantidade de NaOH, é necessário calcular o número de mols de ácido e de hidróxido de sódio presentes em cada solução. Como as soluções têm o mesmo pH, a concentração de H+ é a mesma em ambas. A partir da equação do item b), sabemos que a concentração de H+ é igual à concentração de A-. Portanto, a concentração de A- é a mesma nas duas soluções. Como a concentração de ácido é a mesma nas duas soluções, a quantidade de ácido é proporcional ao volume da solução. Assim, a solução que neutralizará uma maior quantidade de NaOH é aquela que tiver maior volume.