Calcule o pH para as soluções dos seguintes ácidos fracos. Verifique se as suas aproximações foram válidas:
a) ácido lático () 0,20 mol/L;
b) ácido fórmico ( 0,015 mol/L.
Passo 1
Essa coisa de verificar se suas aproximações são válidas é bem relativa. Os professores aplicam critérios diferentes.
Um deles é aquele que a gente mostrou do . Outros pedem pra calcular o erro associado à aproximação e dizem o que eles consideram aceitável.
Aqui, vamos mostrar esses dois modos.
Passo 2
a) Começamos com as reações de equilíbrio.
Em seguida, fazemos os balanços:
Vamos considerar que, estando em meio ácido, . E o BC fica simplesmente:
A segunda aproximação diz que, para ácidos fracos, a forma não ionizada existe em muito maior quantidade no meio.
Tal que o balanço de massa é considerado como sendo:
Jogando tudo na fórmula do :
E agora a gente checa as nossas simplificações.
Será que ?
Bem, se , então e a primeira aproximação está ok!
E será que foi uma boa aproximação?
Considerando que , o erro fica:
E a aproximação é boa?
A resposta certa é: DEPENDE!
Se o seu professor exige um erro menor que 1%, ela é bem ruinzinha. Se o seu professor exige um erro menor que 5%, tá de bouas.
Caso você ache ela ruinzinha ou se utilizou o critério do , o cálculo do pH deve ser feito sem a segunda aproximação. Ou seja:
E a gente vai ter que resolver aquela equação de segundo grau:
DEU O MESMO PH!!! Parece que a aproximação era válida sim!!!
Passo 3
b) Começamos com as reações de equilíbrio.
Em seguida, fazemos os balanços:
Como o meio estará ácido, a primeira simplificação será considerar que . E o BC fica simplesmente:
A segunda aproximação diz que, para ácidos fracos, a forma não ionizada existe em muito maior quantidade no meio.
Tal que o balanço de massa é considerado como sendo:
Jogando tudo na fórmula do :
E agora a gente checa as nossas simplificações.
Será que ?
Bem, se , então e a primeira aproximação está ok!
E será que foi uma boa aproximação?
Considerando que , o erro fica:
E a aproximação é boa?
A resposta certa ainda é depende. Mas vamos combinar que um erro superior que 10% já é bem ruinzinho né;
Além disso, o critério do , também nos indica que o cálculo do pH é uma missão para a equação de segunda ordem.
No item b a aproximação foi pior porque:
- O do ácido era maior, então, na verdade, a gente vai ter um pouco mais de ácido ionizado.
- A concentração era menor, e quanto menor a concentração, mais extensa é a ionização.
Resposta
a) pH
b) pH