O ácido fluorídrico, $\operatorname{HF}(\mathrm{aq})$, é um ácido fraco cuja reação de ionização em água pode ser traduzida por
$$\mathrm{HF}(\mathrm{aq})+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) \rightleftharpoons \mathrm{F}^{-}(\mathrm{aq})+\mathrm{H}_{3} \mathrm{O}^{+}(\mathrm{aq})$$
Considere uma solução de ácido fluorídrico, de concentração $0,080 \mathrm{~mol} \mathrm{~dm}^{-3}$.
A $25^{\circ} \mathrm{C}$, o pH dessa solução é 2,14.
Questão:
Determine a constante de acidez do ácido fluorídrico, a $25^{\circ} \mathrm{C}$.
Apresente todas as etapas de resolução.
Fonte: IAVE
Fonte: IAVE
Resolução do Exercício:
A constante de acidez é calculada com base na seguinte expressão:
$$k_{a}=\frac{\left[F^{-}\right] \times\left[H_{3} O^{+}\right]}{[H F]}$$
Primeiro calculamos a concentração do ião $\mathrm{H}_{3} \mathrm{O}^{+}$no equilíbrio e tendo em conta a estequiometria da reação, podemos dizer que $\left[\mathrm{H}_{3} \mathrm{O}^{+}\right]=[\mathrm{F}]$, Assim: $\left[\mathrm{H}_{3} \mathrm{O}^{+}\right]=[\mathrm{F}]=10^{-2,14}=7,24 \times 10^{-3} \mathrm{~mol} \mathrm{~dm}^{-3}$
Falta-nos calcular concentração de ácido fluorídrico não ionizado existente no equilíbrio que nos é dada pela diferença entre a concentração de HF inicial e o que sofreu ionização:
$[\mathrm{HF}]=0,080-7,24 \times 10^{-3}=7,28 \times 10^{-2} \mathrm{~mol} \mathrm{~dm}^{-3}$
E, por fim, o cálculo da constante de acidez do ácido fluorídrico, a 25 $\mathrm{C}$
$$k_{a}=\frac{\left[F^{-}\right] \times\left[\mathrm{H}_{3} \mathrm{O}^{+}\right]}{[\mathrm{HF}]} \rightarrow k_{a}=\frac{\left(7,24 \times 10^{-3}\right)^{2}}{7,28 \times 10^{-2}} \Leftrightarrow k_{a}=7,2 \times 10^{-4}$$
Fonte: Física e Química? Absolutamente!