Sobre o tema
A dissolução de dióxido de carbono (CO2) atmosférico em água é um fenômeno fundamental na química ambiental, influenciando o pH de águas naturais e a acidificação dos oceanos. A lei de Henry relaciona a concentração de um gás dissolvido com sua pressão parcial, enquanto a constante de acidez (Ka) do ácido carbônico (H2CO3) permite calcular o pH resultante. Em equilíbrio com o ar, mesmo baixas concentrações de CO2 (cerca de 0,04% em volume) geram uma solução levemente ácida, com pH próximo de 5,7. Esta questão aborda o cálculo combinado de solubilidade de gases e equilíbrio ácido-base, tópico essencial em química analítica e ambiental.
Tópicos relacionados
- Lei de Henry para solubilidade de gases
- Constante de acidez do ácido carbônico
- Cálculo de pH de ácidos fracos
- Equilíbrio químico em sistemas gasoso-líquido
- Acidificação de corpos d'água
Enunciado
Considere que o ar seco ao nível do mar é composto de 4·10-2 % (em volume) de CO2.
Sejam dadas a constante da lei de Henry para o CO2 e a constante da primeira dissociação do ácido
carbônico, respectivamente, KH = 2,5·10-2 mol L-1 atm-1 e Ka = 1·10-6,4. Assinale a opção que apresenta
a concentração em mol L-1 de CO2 dissolvido e o pH de uma amostra de água desionizada, após a mesma
entrar em equilíbrio com o ar atmosférico.
Alternativas
- A)
10-2 e 6,
- B)
10-5 e 5,
- C)
10-5 e 6,
- D)
10-7 e 5,
- E)
10-7 e 6,
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Perguntas frequentes
O que é a lei de Henry e como se aplica ao CO2?
A lei de Henry afirma que a concentração de um gás dissolvido em um líquido é proporcional à sua pressão parcial. Para o CO2, [CO2] = KH × pCO2, onde KH é a constante de Henry (2,5×10⁻² mol L⁻¹ atm⁻¹ à temperatura ambiente).
Por que o pH da água em equilíbrio com o ar é ácido?
O CO2 dissolvido reage com a água formando ácido carbônico (H2CO3), que se dissocia parcialmente liberando íons H⁺. Mesmo em baixas concentrações, isso reduz o pH para cerca de 5,7, tornando a água levemente ácida.
Como a constante de dissociação do ácido carbônico é utilizada no cálculo do pH?
Para um ácido fraco como H2CO3, a concentração de H⁺ é aproximada por [H⁺] = √(Ka × [CO2]), onde Ka = 10⁻⁶·⁴. Essa aproximação é válida quando a dissociação é pequena e a concentração do ácido é muito maior que a de H⁺.
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