Considere uma solução 0,5 molL1\pu{0,5 mol.L-1} de glicina protonada, X+X22+NHX3CHX2COOH\ce{^+NH3CH2COOH}.

Determine a concentração de HX3OX+\ce{H3O^+}, X+X22+NHX3CHX2COOX\ce{^+NH3CH2COO^-}, X+X22+NHX3CHX2COOH\ce{^+NH3CH2COOH} e OHX\ce{OH^-} na solução.

Dados

  • Ka(CX2HX6NOX2)=4.5103K_\mathrm{a}(\ce{C2H6NO2}) = \pu{4.5e-3}
  • Kb(CX2HX6NOX2)=6.0105K_\mathrm{b}(\ce{C2H6NO2}) = \pu{6.0e-5}
Gabarito 3H.38

Uma das constantes é muito pequena em relação a outra, então vamos ignorar a influência da menor e fazer o equilíbrio apenas com a maior. Fazendo a tabelinha: X+X22+NHX3CHX2COOH(aq)HX+(aq)X+X22+NHX3CHX2COOX(aq)inıˊcio0,500reac¸a˜ox+x+xfinal0,5xxx\begin{matrix}&\ce{^{+}NH3CH2COOH(aq)}&\ce{<=>}&\ce{H+(aq)}&\ce{^{+}NH3CH2COO^{-}(aq)} \\ \text{início}&0,5&&0&0 \\ \text{reação}&-x &&+x&+{x} \\ \text{final}&0,5-x&&x& x\end{matrix} Cálculo de x a partir da constante de equiíbrio:

KXa1=[HX+][X+X22+NHX3CHX2COOX][X+X22+NHX3CHX2COOH]\ce{K_{\ce{a}1}}=\frac{\ce{[H+][^{+}NH3CH2COO-]}}{[\ce{^{+}NH3CH2COOH}]} 0,0045 =(x)(x)(0,5x)\pu{0,0045=\frac{(x)(x)}{(0,5-x)}} x=[HX+]=[X+X22+NHX3CHX2COOX]=0,045 Mx=[\ce{H+}]=[\ce{^{+}NH3CH2COO-}]=\pu{0,045 M} Consequentemente: [X+X22+NHX3CHX2COOH]=0,5x=0,455 M[\ce{^{+}NH3CH2COOH}]=0,5-x=\pu{0,455 M} Para calcular a concentração de OHX\ce{OH-} basta usar a expressão do KXw\ce{K_{\ce{w}}} : KXw=[HX+][OHX]\ce{K_{\ce{w}}}=\ce{[H+][OH-]} 1014=(0,045)([OHX])10^{-14}=(0,045)([\ce{OH-}]) [OHX]=2,21013 M\ce{[OH-]}=\pu{2,2e-13 M}