Questão 4

(UFPR - 2017 - 2ª FASE) 

Molécula-chave da vida é “vista” por radiotelescópio. A partir de observações feitas pelo Alma, o maior radiotelescópio do mundo, dois grupos internacionais de cientistas detectaram mais uma vez, no espaço, moléculas pré-bióticas – um dos ingredientes necessários para a existência de vida. Desta vez, os astrônomos observaram a presença do composto isocianato de metila em imensas nuvens de poeira. O isocianato de metila tem estrutura semelhante à unidade fundamental das proteínas. O isocianato de metila pode ser considerado derivado do ácido isociânico, de fórmula HNCO.

(Fonte: <http://ciencia.estadao.com.br>. Adaptado.)

O ácido isociânico (HNCO) é um isômero do ácido ciânico (HOCN). Ambos são considerados ácidos fracos e possuem o mesmo valor de pKa = 3,5 e constante ácida Ka = 3,2x10^-4.

a) Escreva a equação balanceada da reação de neutralização do ácido isociânico por hidróxido de potássio (KOH), incluindo os estados físicos das espécies.

b) Escreva a equação balanceada de equilíbrio da reação de ionização do ácido isociânico em água, incluindo os estados físicos das espécies.

c) Considere uma solução aquosa 1 mol.L^-1 de ácido isociânico. Monte um esquema indicando as concentrações das espécies na situação imediata após dissolução do ácido e na situação de equilíbrio ácido-base conjugada.

d) Calcule a concentração de íons H₃O⁺ na condição de equilíbrio estabelecido do item anterior. Mostre os cálculos.

Dados: