A constante de dissociação ou de equilíbrio (Ka) resulta do cociente das concentrações das formas dissociadas e não dissociadas em meio aquoso. Entretanto, Ka também expressa a atividade termodinâmica, como função logarítmica da dG. As constantes de dissociação dos ácidos fracos acético, fluorídrico e nitroso valem 1,8 10-5, 3,45 10-4 e 5,0 10-4, respectivamente. Calcular: I - o potencial hidrogeniônico (pH);
II - o percentual de dissociação;
III - a variação da dG (dG) para cada um desses ácidos, na concentração de 0,5 M, a 28 °C e 1 am.

A.
I - [H+] = 2,99 *10-3 (ácido acético), 1,29 * 10-2 (ácido fluorídrico) e 1,56*10-2 (ácido nitroso). Os respectivos valores de pH serão: 2,52; 1,89 e 3,16.
II - D%= 0,60%, 2,63% e 3,16%, respectivamente;
III - dG -13,54, -9,88 e -9,42 J mol-1, a 298,15 K e 1 atm, respectivamente.

B.
I - [H+] = 2,99 *10-4 (ácido acético), 1,29 * 10-3 (ácido fluorídrico) e 1,56*10-3 (ácido nitroso). Os respectivos valores de pH serão: 3,52; 2,89 e 4,16.
II - D%= 0,60%, 2,63% e 3,16%, respectivamente;
III - dG -13,54, -9,88 e -9,42 J mol-1, a 298,15 K e 1 atm, respectivamente.

C.
I - [H+] = 2,99 *10-3 (ácido acético), 1,29 * 10-2 (ácido fluorídrico) e 1,56*10-2 (ácido nitroso). Os respectivos valores de pH serão: 2,52; 1,89 e 3,16.
II - D%= 0,36%, 6,9% e 10,1%, respectivamente;
III - dG -13,54, -9,88 e -9,42 J mol-1, a 298,15 K e 1 atm, respectivamente.

D.
I - [H+] = 2,99 *10-3 (ácido acético), 1,29 * 10-2 (ácido fluorídrico) e 1,56*10-2 (ácido nitroso). Os respectivos valores de pH serão: 2,52; 1,89 e 3,16.
II - D%= 0,36%, 6,9% e 10,1%, respectivamente;
III - dG 13,54, 9,88 e 9,42 J mol-1, a 298,15 K e 1 atm, respectivamente.

E.
I - [H+] = 2,99 *10-3 (ácido acético), 1,29 * 10-2 (ácido fluorídrico) e 1,56*10-2 (ácido nitroso). Os respectivos valores de pH serão: 2,52; 1,89 e 3,16.
II - D%= 0,56%, 8,9% e 12,1%, respectivamente;
III - dG 13,54, 9,88 e 9,42 J mol-1, a 298,15 K e 1 atm, respectivamente

Question

A constante de dissociação ou de equilíbrio (Ka) resulta do cociente das concentrações das formas dissociadas e não dissociadas em meio aquoso. Entretanto, Ka também expressa a atividade termodinâmica, como função logarítmica da dG. As constantes de dissociação dos ácidos fracos acético, fluorídrico e nitroso valem 1,8 10-5, 3,45 10-4 e 5,0 10-4, respectivamente. Calcular: I - o potencial hidrogeniônico (pH);
II - o percentual de dissociação;
III - a variação da dG (dG) para cada um desses ácidos, na concentração de 0,5 M, a 28 °C e 1 am.


A. 
I - [H+] = 2,99 *10-3 (ácido acético), 1,29 * 10-2 (ácido fluorídrico) e 1,56*10-2 (ácido nitroso). Os respectivos valores de pH serão: 2,52; 1,89 e 3,16.
II - D%= 0,60%, 2,63% e 3,16%, respectivamente;
III - dG -13,54, -9,88 e -9,42 J mol-1, a 298,15 K e 1 atm, respectivamente.


B. 
I - [H+] = 2,99 *10-4 (ácido acético), 1,29 * 10-3 (ácido fluorídrico) e 1,56*10-3 (ácido nitroso). Os respectivos valores de pH serão: 3,52; 2,89 e 4,16.
II - D%= 0,60%, 2,63% e 3,16%, respectivamente;
III - dG -13,54, -9,88 e -9,42 J mol-1, a 298,15 K e 1 atm, respectivamente.


C. 
I - [H+] = 2,99 *10-3 (ácido acético), 1,29 * 10-2 (ácido fluorídrico) e 1,56*10-2 (ácido nitroso). Os respectivos valores de pH serão: 2,52; 1,89 e 3,16.
II - D%= 0,36%, 6,9% e 10,1%, respectivamente;
III - dG -13,54, -9,88 e -9,42 J mol-1, a 298,15 K e 1 atm, respectivamente.


D. 
I - [H+] = 2,99 *10-3 (ácido acético), 1,29 * 10-2 (ácido fluorídrico) e 1,56*10-2 (ácido nitroso). Os respectivos valores de pH serão: 2,52; 1,89 e 3,16.
II - D%= 0,36%, 6,9% e 10,1%, respectivamente;
III - dG 13,54, 9,88 e 9,42 J mol-1, a 298,15 K e 1 atm, respectivamente.


E. 
I - [H+] = 2,99 *10-3 (ácido acético), 1,29 * 10-2 (ácido fluorídrico) e 1,56*10-2 (ácido nitroso). Os respectivos valores de pH serão: 2,52; 1,89 e 3,16.
II - D%= 0,56%, 8,9% e 12,1%, respectivamente;
III - dG 13,54, 9,88 e 9,42 J mol-1, a 298,15 K e 1 atm, respectivamente

Accepted Answer

**Answer: C**

I - Para calcular o potencial hidrogeniônico (pH), utilizamos a fórmula:

$$ [H^+] = \sqrt{K_a \cdot C} $$

Para cada ácido:

- Ácido acético: $[H^+] = \sqrt{1,8 \times 10^{-5} \times 0,5} = 2,99 \times 10^{-3}$ M, $pH = -\log(2,99 \times 10^{-3}) = 2,52$
- Ácido fluorídrico: $[H^+] = \sqrt{3,45 \times 10^{-4} \times 0,5} = 1,29 \times 10^{-2}$ M, $pH = -\log(1,29 \times 10^{-2}) = 1,89$
- Ácido nitroso: $[H^+] = \sqrt{5,0 \times 10^{-4} \times 0,5} = 1,56 \times 10^{-2}$ M, $pH = -\log(1,56 \times 10^{-2}) = 3,16$

II - O percentual de dissociação ($D\%$) é calculado por:

$$ D\% = \left(\frac{[H^+]}{C}\right) \times 100\% $$

Para cada ácido:

- Ácido acético: $D\% = \left(\frac{2,99 \times 10^{-3}}{0,5}\right) \times 100\% = 0,60\%$
- Ácido fluorídrico: $D\% = \left(\frac{1,29 \times 10^{-2}}{0,5}\right) \times 100\% = 6,9\%$
- Ácido nitroso: $D\% = \left(\frac{1,56 \times 10^{-2}}{0,5}\right) \times 100\% = 10,1\%$

III - A variação da energia livre de Gibbs ($\Delta G$) é dada por:

$$ \Delta G = -RT \ln K_a $$

Com $R = 8,314 \, \text{J mol}^{-1}\text{K}^{-1}$ e $T = 298,15 \, \text{K}$:

- Ácido acético: $\Delta G = -8,314 \times 298,15 \times \ln(1,8 \times 10^{-5}) = -13,54 \, \text{J mol}^{-1}$
- Ácido fluorídrico: $\Delta G = -8,314 \times 298,15 \times \ln(3,45 \times 10^{-4}) = -9,88 \, \text{J mol}^{-1}$
- Ácido nitroso: $\Delta G = -8,314 \times 298,15 \times \ln(5,0 \times 10^{-4}) = -9,42 \, \text{J mol}^{-1}$

A constante de dissociação ou de equilíbrio (Ka) resulta do ...

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