Fuvest 2 fase 2008

Mesmo em regiões não poluídas, a água da chuva não apresenta pH igual a 7, devido ao CO2 atmosférico, que nela se dissolve, estabelecendo-se os equilíbrios
 CO2(g) ←→ CO2(aq) equilíbrio 1 
CO2(aq) + H2O(l) ←→ H+(aq) + HCO– 3(aq) equilíbrio 2 
No equilíbrio 1, o valor da concentração de CO2 dissolvido na água, [CO2(aq)], é obtido pela lei de Henry, que fornece a solubilidade do CO2 na água, em função da pressão parcial desse gás, pCO2, no ar: 
[CO2(aq)] = k ⋅ pCO2, onde k = 3,5 × 10–2molL–1atm–1, a 25°C. 
O valor da constante do equilíbrio 2, a 25°C, é 4,4 × 10–7molL–1. 
a) Atualmente, a concentração de CO2 na atmosfera se aproxima de 400ppm. Calcule a pressão parcial de CO2 para um local em que a pressão do ar é 1,0atm. 
b) Escreva a expressão da constante do equilíbrio 2. c) Calcule o pH da água da chuva (o gráfico ao lado poderá ajudar, evitando operações como extração de raiz quadrada e de logaritmo). Observação: ppm = partes por milhão.

Gráfico está na quetão 5 deste link : file:///C:/Users/User/Downloads/Prova_688_AR%20(1).pdf

Eae blz ?
Vamos lá : 
É fundamental lembrar do conceito de ppm = partes por milhão nesta questão, como ele nos informa que temos 400 ppm de CO2 vamos considerar como p/p, ou seja 400 atm(CO2)------- 10^6atm(ar)
                                                              x atm (CO2) ----- 1 
x = 4 x 10 ^-4 atm de CO2, ou seja temos que o CO2 exerce uma pressão de 4 x 10^-4 atm em cada 1 atm de ar.

B)A constante do equilíbrio(Kc) se dá por [P]/[R] lembrando que só entra no Kc os gases, e as soluções aquosas. Logo Kc = [H+].[HCO3-]/[CO2(aq)]

C) O enunciado nos forneceu a seguinte expressão : [CO2(aq)] = k . pCO2 (precisamos da concentração do CO2 (aq) para o equilibrio)
[CO2(aq)] = 3,5 x 10-². 4 x 10 ^-4 = 14 x 10 ^-6 = 1,4 x 10 ^-5


Agora temos a concentração do CO2, precisamos fazer aquela tabela do equilíbrio:   Produtos                        Reagentes

Início : 1,4 x 10 ^-5                      0                       0 
Reação:  -x                                  +x                    +x
Equilibrio:      1,4 x 10 ^-5 - x           x                    x

Agora basta substituir na expressão do Kc 
OBS - NO EQUILÍBRIO 1,4 X 10^-5 - X = 1,4 X 10^-5 PELO FATO DE SER IRRELEVANTE SUBTRAIR, X É MUITO INFERIOR ...

4,4 x 10 ^-7 = x.x/1,4 x 10 ^-5 --------> x² = 6,16 x 10 ^-12 
pronto agora é só finalizar a conta, utilizando a tabela (lembrando que ph = -log [H+]
Um grande abraço!!