Soluções de Ácidos Fracos

Um ácido fraco, como o ácido cianídrico, é um ácido Brønsted pois doa um próton à molécula de água e produz o íon hidrônico. Um ácido fraco dissocia-se parcialmente na água de acordo com a sua constante de dissociação ácida, Ka, que é 4, 9 10-¹⁰ para o ácido cianídrico. Para o ácido cianídrico, o Ka é igual à concentração hidrônica vezes a concentração de íons de cianeto divididos pela concentração do ácido cianídrico.

A constante de dissociação ácida, Ka, pode ser utilizada para determinar a concentração de íons hidrônicos numa solução ácida fraca e consequentemente, o pH da solução. A concentração de íons hidrônicos e o pH de uma solução mols de 0, 15 de ácido cianídrico pode ser calculada utilizando a sua expressão de equilíbrio e uma tabela ICE. As concentrações de ácido cianídrico, hidrónio, e cianeto inicialmente e em equilíbrio podem ser expressas numa tabela que mostra as concentrações Inicial, de Alteração, e de Equilíbrio de cada uma das moléculas.

Para alcançar o equilíbrio, a concentração inicial dos reagentes diminui como a concentração inicial dos produtos aumenta de acordo com as suas proporções molses. Esta alteração na concentração dos reagentes e produtos é assinalada por x. A substituição das concentrações de equilíbrio na expressão para os rendimentos Ka x vezes x dividido por 0, 15 menos x.

Em muitos ácidos fracos, x, a quantidade de dissociação, é provável que seja muito pequena em comparação com a concentração inicial de 0, 15 mols. 0, 15 menos x pode ser aproximadamente 0, 15. Quando a equação é resolvida, x é igual a 8, 6 10-⁶ mols.

A aproximação, 0.15 menos x igual a 0, 15, só é válido se x for menos do que 5%de 0, 15 mols. Aqui, x é 0, 0057%de 0, 15 mols e daí esta aproximação é válida. Por conseguinte, a concentração de hidrónio é de 8, 6 10-⁶ mols.

Para determinar o pH, tome o registo negativo da concentração de íons hidrônicos. A resolução desta questão mostra o pH do ácido cianídrico 0, 15 M A solução é 5.07. O pH de uma solução pode ser utilizado para determinar o Ka de um ácido fraco.

Por exemplo, o ácido acético dissocia-se parcialmente em íons hidrônicos e íons de acetato quando dissolvido em água. O Ka para o ácido acético pode ser expresso como a concentração de íons hidrônicos vezes a concentração de íons de acetato dividida pela concentração de ácido acético. Se o pH de uma solução de ácido acético 0, 20 mols é de 2, 72, a sua concentração de hidrónio pode ser calculada, sendo 1, 9 10-³ mols.

A tabela ICE pode ser construída a partir das concentrações inicial e de equilíbrio do ácido acético, íons hidrônicos e íons de acetato. Utilizando números significativos, 0, 20 menos 1, 9 10-³ é essencialmente igual a 0, 20. Ao substituir os valores de Equilíbrio na expressão Ka, Ka equivale a 1, 8 10-⁵.