O ácido barbitúrico, C4H4N2O3, é um ácido fraco, com constante de ionização Ka = 1,0 × 10–5. A sua dissociação em água é representada de acordo com a equação:

A síntese do ácido barbitúrico é feita em laboratório a partir da reação entre a ureia e o ácido malônico. A fórmula estrutural do ácido malônico é apresentada na figura.

a) Escreva a fórmula molecular do ácido malônico. Classifique esse ácido quanto ao seu número de átomos de hidrogênio ionizáveis.

b) Calcule a concentração de íons H+ presentes em uma solução aquosa de ácido barbitúrico 0,1 mol/L. Determine o pH dessa solução.

a) A fórmula molecular do ácido malônico é C3H4O4. 

Esse ácido é classificado como um diácido por apresentar dois grupos ácidos carboxílicos. 

b) De acordo com o equilíbrio de ionização e a constante fornecida, para uma solução 0,1 mol/L, temos:

começar estilo tamanho matemático 14px tabela linha com célula com espaço espaço reto C com 4 subscrito reto H com 4 subscrito reto N com 2 subscrito reto O com 3 subscrito fim da célula arpão para a direita sobre arpão para a esquerda célula com reto H à potência de mais fim da célula mais célula com reto C com 4 subscrito reto H com 3 subscrito reto N com 2 subscrito reto O com 3 subscrito com menos sobrescrito fim da célula célula com Ka espaço igual a espaço 1 espaço vezes espaço 10 à potência de menos 5 fim do exponencial fim da célula linha com célula com 0 vírgula 1 fim da célula blank 0 blank 0 Início linha com gasta blank forma blank forma Reação linha com reto x blank reto x blank reto x blank linha com célula com parêntese esquerdo 0 vírgula 1 espaço menos espaço reto x parêntese direito espaço aproximadamente igual espaço 0 vírgula 1 fim da célula blank reto x blank reto x Equilíbrio fim da tabela fim do estilo

começar estilo tamanho matemático 14px Ka espaço igual a espaço numerador abre colchetes reto H à potência de mais fecha colchetes espaço vezes espaço abre colchetes reto C com 4 subscrito reto H com 3 subscrito reto N com 2 subscrito reto O com 3 subscrito com menos sobrescrito fecha colchetes sobre denominador reto C com 4 subscrito reto H com 3 subscrito reto N com 2 subscrito reto O com 3 subscrito fim da fração espaço seta dupla para a direita seta dupla para a direita espaço 1 espaço vezes espaço 10 à potência de menos 5 fim do exponencial espaço igual a espaço numerador abre parênteses reto x fecha parênteses espaço vezes espaço abre parênteses reto x fecha parênteses sobre denominador abre parênteses 0 vírgula 1 fecha parênteses fim da fração espaço igual a espaço 10 à potência de menos 6 fim do exponencial espaço igual a espaço reto x ao quadrado fim do estilo

começar estilo tamanho matemático 14px reto x espaço igual a espaço abre colchetes reto H à potência de mais fecha colchetes espaço igual a espaço 10 à potência de menos 3 fim do exponencial espaço mol dividido por reto L fim do estilo, ou seja, o pH dessa solução é igual a 3.